煉鋼部電氣設備故障原因分析

王景然

（秦皇島首泰金屬材料有限公司，河北 秦皇島 066000）

1 電氣運行是制定冶煉制度的基礎和保障

冶煉一爐鋼首先要確定需要多少能量，以電能為主要能源的電弧爐煉鋼首先要保證安全、穩定的提供電能。電弧爐是巨大的電能用戶，三相電弧爐變壓器的容量可達幾十兆伏安，且所需功率數值在爐子工作期間急劇地大幅度地波動。這就有一個怎樣提供電能的電氣運行問題。

在制定工藝制度時，要考慮變壓器容量、變壓器的利用系數、對電網的干擾(閃爍、諧波)、功率因數等電氣問題，因為這關系到冶煉時間、冶煉反應、出鋼溫度等工藝基本問題。采取合理的供電制度不但可保證工藝的順行，還可縮短冶煉時間、降低噸鋼電耗、減少對電網干擾。

一臺正常工作的超高功率電弧爐，必須有合理的電氣運行制度與之相匹配，如果電氣運行制度不合理，不僅會使電耗增高、電極損耗加大、耐材侵蝕嚴重、冶煉周期延長，甚至可能造成操作無法進行。

2 電氣設備維修的十項原則

2.1 先動口再動手：對于有故障的電氣設備，不應急于動手，應先詢問產生故障的前后經過及故障現象。對于生疏的設備，還應先熟悉電路原理和結構特點，遵守相應規則。拆卸前要充分熟悉每個電氣部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關系，在沒有組裝圖的情況下，應一邊拆卸，一邊畫草圖，并記上標記。

2.2 先外部后內部:應先檢查設備有無明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對機內進行檢查。拆前應排除周邊的故障因素，確定為機內故障后才能拆卸，否則，盲目拆卸，可能將設備越修越壞。

2.3 先機械后電氣：只有在確定機械零件無故障后，再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時，應利用檢測儀器尋找故障部位，確認無接觸不良故障后，再有針對性地查看線路與機械的運作關系，以免誤判。

2.4 先靜態后動態:在設備未通電時，判斷電氣設備按鈕、接觸器、熱繼電器以及保險絲的好壞，從而判定故障的所在。通電試驗，聽其聲、測參數、判斷故障，最后進行維修。如在電動機缺相時，若測量三相電壓值無法著判別時，就應該聽其聲，單獨測每相對地電壓，方可判斷哪一相缺損。

2.5 先清潔后維修:對污染較重的電氣設備，先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導電塵塊引起的。

2.6 先電源后設備:電源部分的故障率在整個故障設備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。

2.7 先普遍后特殊:因裝配配件質量或其他設備故障而引起的故障，一般占常見故障的50%左右。電氣設備的特殊故障多為軟故障，要靠經驗和儀表來測量和維修。

2.8 先外圍后內部:先不要急于更換損壞的電氣部件，在確認外圍設備電路正常時，再考慮更換損壞的電氣部件。2.9先直流后交流:檢修時，必須先檢查直流回路靜態工作點，再交流回路動態工作點。

3 電氣故障的特點

3.1 電的不可見性

電按電壓等級可分為強電和弱電，電流在電路中流動不能直觀地感覺到，需用相應的檢測儀器儀表來測量，電路的復雜程度和某些元器件的自身特點又使電氣故障具有一定的隱蔽性和欺騙性，給故障的查找帶來一定的困難。

3.2 突發性

電的傳播速度極快，故障往往在瞬間發生，這種突發性給故障的預防帶來了困難。

3.3 具體電氣設備的故障表現形式相同，但原因多樣

對于某一具體設備而言，故障現象相同，但故障原因會是多種多樣的，這要求電氣維護人員必須對電氣設備的工作原理、設備的組成要有較清楚的認識，處理故障時的思路要開闊，利用通過處理故障時積累的經驗較快地將故障范圍縮小，減少故障熱停工時間。

3.4 故障區域覆蓋面廣

通過電控系統實現某種功能，電氣元件的分布區域可能很廣，在電控室與操作室和現場元器件之間距離較遠時，對故障點進行確認及處理時，耗費的時間較長，可能會因一個很小的故障而中斷生產的連續性。

4 煉鋼部電氣故障的分類

4.1 安裝不當引起的故障

有相當一部分影響生產的故障皆與安裝質量和安裝方式有關，主要體現在接線不牢、電纜走向不合理、電纜未嚴格按具體設備的技術要求施工、檢測元件的安裝方式不適應相應設備的特點等，以下為電氣故障實例：

4.1.1 由于控制柜中一電源線未接牢，造成合金加料區旋轉溜管工作時斷時續，使料線工作不正常，花費了較長的時間才查到故障點，將故障排除；

4.1.2 鐵合金加料系統中有18只高位料倉，料倉下的電振給料機分別由6臺變頻器控制，電機和變頻器之間通過變頻器專用電纜連接。維護人員反映料倉工作時接觸其外殼有觸電的感覺，檢查發現料倉與懸掛桿之間的結合部經常拉弧，且變頻器電纜的屏蔽層未按變頻器的安裝要求同時與電機和變頻器的接地端連接，按要求接好后此現象消除。

4.1.3 鐵合金加料系統有段時間經常出現稱量斗的稱量值為負值，對準確調整精煉爐的鋼種成分造成一定的影響，為防止這一情況的發生，修改了PLC程序，使料倉下的電振給料機在稱量值出現負值時不予稱量，但隨后經常出現在稱重信號為4mA時電振給料機不能工作，而此時PLC程序中對應的稱重值為負值，過段時間后又恢復正常。經過長時間的觀察發現當精煉爐鋼包車工作時(變頻器驅動)或電爐冶煉狀況不理想時稱重值為負值，對稱重信號的電纜線路進行檢查時發現稱重信號電纜的屏蔽層在PLC側未接地，處理后，該系統工作正常。

4.1.4 連鑄區的移坯機經常沖過行程，造成機械設告損傷并影響了生產的順暢。移坯機的工作行程由接近開關檢測確認，移坯機工作時存在軸向串動，導致因移坯機上的檢測塊與接近開關之間的距離發生變化，使接近開關有時不能檢測到移坯機而使其沖行程的故障，因移坯機工作時的徑向串動很小，在將接近開關的安裝方式旋轉90度后再未發生因信號丟失而出現上述故障。

4.2 現場環境引起的故障

煉鋼部的環境特點是高溫、灰塵和潮濕，這對電氣設備的影響都較大。

高溫會降低現場電氣設備的絕緣、縮短其使用壽命、影響現場電子設備的工作性能；由于可能出現的工藝操作事故帶來的后果的嚴重性的認識不足，忽略了某些低溫區的電纜的防護，當事故發生時燒毀了該區域的電纜而擴大了事故范圍。目前因高溫引起的故障主要集中在出鋼車、精煉爐鋼包車和連鑄的冷床區的電纜短路、鋼水濺出燒毀電纜以及高溫區接近開關性能下降等。

灰塵的流動性強，對它的防護較難，其中含有的導電物資使帶電設備的絕緣距離縮短，給設備的安全運行帶來了隱患，一旦當導電灰塵積累到一定程度，就會導致故障的發生，目前故障主要發生在現場操作臺、箱內的元器件上。潮濕的環境使水分附著在絕緣材料的表面，降低了電氣設備的絕緣電阻，電路發生短路的可能性大大增加。

4.3 使用過程中出現的元器件故障

煉鋼部內的電氣元件點多分布廣，電控室與現場之間的距離遠，出現故障后哪怕是很細小的一個問題，如果處理時間稍長，都會造成這個澆次的中斷，打亂生產節奏，損失較大，特別是連鑄區域的公用部分在這方面尤顯突出。因對元器件損壞的預防較難，目前一方面通過做好預防性維護，另一方面通過增加應急措施來減少對生產的影響，已取得一定的效果。

4.4 高壓系統開關柜故障

這類故障主要集中在35KV高壓開關柜，故障特點是一旦出現問題處理時間長，對生產的影響較大。從客觀上講故障原因是真空斷路器在遠未達到使用壽命的情況下出現真空管的真空度降低以及控制裝置不應有的問題引發的故障，但歸根結底還是對這種以前未接觸的設備在維護與維修工作方面存在滯后。為避免這類故障，我們已經制定了相關的維護制度，加強了這方面的技術準備工作。

5 結束語

隨著對煉鋼部設備故障特點的了解，我們在處理電氣設備故障的能力和手段方面得到了提高，并通過加強對制約生產的電氣設備進行可靠性的維護和改造，電氣設備的故障率正在得到逐步的控制。