전동기에서 고정자 권선 일부만 과열되면 어떤 고장을 의심해야 하나요?

Question

모터를 열화상카메라로 점검했는데 전체 권선이 아니라 특정 부분만 유난히 높은 온도를 보이는 경우가 있다고 들었습니다. 전체적으로 과부하가 아니라 일부 권선만 과열되는 이유가 무엇인지 궁금합니다. 실제 현장에서는 어떤 시험을 통해 원인을 확인하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 고정자 권선 전체가 아니라 특정부분만 과열된다면 단순 과부하보다는 국부적인 권선이상을 의심하는 경우가 많습니다.

대표적인 원인은 권선의 층간단락이나 턴간단락, 접속부 접촉불량, 일부 코일의 절연 열화입니다. 예를 들어 한 코일의 몇 턴이 서로 단락되면 그 부분에 순환전류가 생겨 전체 전류는 크게 이상하지 않아도 해당 부위만 온도가 높아질 수 있습니다. 권선 접속부가 느슨하거나 납땜·접속 상태가 좋지 않아도 접촉저항이 증가해 국부 발열이 발생할 수 있습니다.

또 냉각풍이 일부 구간에 제대로 도달하지 않거나 통풍구가 막힌 경우에도 특정 부분만 온도가 높게 나타날 수 있습니다. 따라서 열화상에서 한 지점이 뜨겁다고 해서 곧바로 권선 단락이라고 단정하지는 않습니다.

현장에서는 보통 3상 전류와 권선저항을 서로 비교하고, 절연저항 측정과 상간 저항 비교를 실시합니다. 턴간단락이 의심되면 일반 메거만으로는 발견이 어려울 수 있어 서지 비교시험(Surge Test) 같은 시험을 사용하기도 합니다. 필요하면 내부를 개방해 변색, 탄화, 절연 손상 여부도 확인합니다.

즉, 일부 권선만 과열된다면 턴간단락이나 접속불량 같은 국부 고장을 우선 의심하고, 권선저항·절연시험·서지시험 등을 통해 원인을 확인한다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전동기의 일부 권선만 뜨거워지는 건 내부에서 전류가 새거나 한쪽으로 쏠려서 그렇습니다. 코일 피복이 까져서 자기들끼리 붙는 단락일 확률이 제일 높아 보이네요. 아니면 상간 절연이 깨졌거나 들어오는 전압 자체가 불편형일 수도 있습니다. 그러면 심지어 철심에 상처가 나서 맴돌이 전류가 도는 경우도 생기게 되죠.

그래서 현장에서는 일단 전기부터 끄시고 4선식 저항계로 각 상의 저항부터 재야합니다. 어느 한쪽 저항이 낮게 나오면 코일의 단락이라고 보시면 되겠습니다. 그 다음에 매거를 사용해서 땅으로 전류가 새는지 지락을 확인해 보세요. 아주 미세한 초기 단락은 서지 비교 시험기로 파형을 띄어봐야 확실히 잡으실 수가 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

권선 일부만 과열된다면 부분 구너선 단락이나 절연 열화 접속부 불량 등을 우선 의심할 수 잇습니다. 이러한 이상은 초기에는 전체 전류 변화가 크지 않아 발견이 어려운 경우도 있습니다. 현장에서는 절연저항 측정과 권선 저항 비교 서지시험 열화상 점검 등을 함꼐 실시하여 권선의 이상 여부를 정확하게 진단합니다.