兩例靜電除塵器典型電氣故障的處理

李靜亮

（寶鋼集團八鋼公司能源中心）

1 前言

靜電除塵器作為一種高效、可靠的除塵環保設備在廠礦企業已被廣泛應用，技術應用條件已比較成熟。但是針對在實際應用中存在的問題及處理故障的方法卻少有資料可查。筆者在沒有現成資料幫助的情況下，做為基層設備管理者就如何確保靜電除塵設備的連續、高效運行這一難題進行探討，介紹發生在八鋼130t/h鍋爐配套的靜電除塵器設備上的兩例典型電氣故障案例及處理方法。

2 案例一

2.1 故障描述

2014年9月25日，在八鋼2#130t/h鍋爐尾部煙氣除塵用靜電除塵器二電場突發異常跳閘事故，現場檢查發現該電場高壓控制器報文顯示為LOAD OPEN（負載開路故障），根據以往發生負載開路故障時的處理經驗，初步判斷故障原因為為電場內部負高壓引下線發生斷開或電場內部陰極線斷線。

2.2 故障排除經過

根據初步判斷，將該電場退出運行，打開除塵器頂部整流變壓器高壓側隔離開關箱門，查看隔離開關接觸狀態良好；檢查隔離開關后的阻尼電阻狀態良好；后又將頂部保溫箱人孔門打開，因保溫箱內部溫度＞120℃，因此只能在外部對內部該電場引下線進行觀察，未發現開路現象。

為了對其進行全面細致的排查，在實際檢查過程中還將該電場絕緣情況進行了測試，未發現開路或者短路點。因此，再次試送該電場投入運行，可故障現象依然如故。再次仔細對整個供電一二次主回路進行了認真檢查核實，確無明顯的開路故障點，由此判斷該開路故障點應該在整流變壓器內部。

由于現場無法立即開展變壓器解體檢修工作，咨詢了廠家技術人員，答復可能是整流變壓器內部高壓側串聯的三組高壓電阻出現了開路現象，可以在變壓器外部進行電阻值的測試工作，用兆歐表一端接高壓側輸出引線，另一端接變壓器接線盒中相應的取樣端子，如果阻值遠遠超過設計值則可判斷開路點。但是測試結果出人意料，因這三組串聯的高壓取樣電阻(R5)阻值合計達72MΩ，現場測試結果為73MΩ，僅比設計值大了1MΩ，如果發生了開路故障，故障阻值應該是無窮或者是遠遠大于設計值。排除了開路故障。

筆者采用了一個間接的判斷方法，就是將該電場整流變壓器充電，但不將電場投入運行，此時觀察一、二次電壓表指示情況。如果一二次電壓表指針在投入時有指針偏轉現象，則可證明該電場并無開路現象。正常情況下，在電場已送電而未投運前，其二次電壓表一般指示為8000～10000V的感應電壓，而本次卻顯示有將近30000V感應電壓，由此懷疑是電壓取樣回路存在問題造成高壓控制器誤報開路故障。為此，需進一步判斷：（1）首先采用了排除法，即將旁邊三電場已知正常運行的整流變壓器通過架設臨時線來給二電場進行供電（注意此法具有一定的危險性），為了確保現場安全，采用一根6mm2多股塑料絕緣線架空敷設固定，必須保證與周圍金屬導體保持足夠安全距離，敷設完畢后三電場整流變壓器供電，結果運行正常，由此證明該開路點確實不在電場內部；（2）用二電場懷疑可能存在故障的變壓器用同樣的方法向三電場供電，發現再次出現負載開路故障跳閘現象。到此就可以確認本次故障的故障點確在二電場整流變壓器內部電壓取樣回路上，依照現場圖紙提供的回路圖對取樣回路進行了仔細檢查后發現，二電場整流變壓器(T1)接線盒中一外置的取樣電路板存在異常，該電路板上一個阻值為3K的小電阻R7引腳由于長時間受到潮氣影響有虛接現象，結合取樣回路電路原理圖（如圖1）分析后發現問題點確在此處。

圖1 取樣回路電路原理圖

2.3 原因分析

正是由于取樣電阻R7的虛接，導致了現場二次電壓表(PV2)及電場控制器出現了奇怪的30000V感應電壓，一旦電場處于投運狀態，隨著可控硅控制角的變小，滿足了電場控制器二次電壓虛高，二次電流幾乎為零的開路判據，由控制器發出跳閘指令而跳閘。

根據現場實際觀察到的情況分析，在二次電流表(PA2)還未動作時，二次電壓表(PV2)立刻出現了滿量程指示，幾秒鐘后電場控制器發出跳閘并報出負載開路報文。將該取樣電路板上的電阻重新焊接處理后，試送電投運結果恢復正常。

通過對此類故障的處理，為今后類似開路故障的原因分析提供了一個新的方向。

3 案例二

3.1 故障描述

2014年11月28日,1#130t/h鍋爐尾部煙氣除塵用靜電除塵器二電場突發故障跳閘，現場查看后臺，報文為OVERCURRENT(過流故障)。依照隨設備安裝所帶使用說明書所述，可能原因為電場內部堵灰或極線偏移造成放電頻繁所致。于是立即查看既往放灰記錄并聯系罐車將該電場灰斗內積灰放盡，再次試投運故障報文變成SCR FAULT(晶閘管故障)。

3.2 故障排除經過

分析故障發生原因，初步判斷故障點可能不在電場內部而是在主供電回路中（見圖1）。但由于首先發生的故障報文為過流故障，因此對電場內部絕緣進行了測試，結果絕緣情況良好，說明電場內部無短路或經高阻短接接地現象。

為了確證過流現象與晶閘管V1、V2（可控硅）故障有關，再次向廠家咨詢，回復確有這種可能性，因此將檢查重點放在了晶閘管上。首先進行假負載實驗（即在控制柜出線端接入兩只串聯的100W白熾燈燈泡，然后送電觀察燈泡的明暗變化過程，正常情況下燈泡應有一個由暗變亮的漸變過程），結果一送電，燈泡直接變亮，無漸變過程，說明晶閘管確有問題；然后安排將晶閘管從主回路中拆下，用萬用表進行粗略測試發現V1正反兩個方向阻值均在1MΩ（注：本廠所用可控硅為壓電式，測試時需施加一定壓力），說明可控硅已經發生擊穿現象，但當時對擊穿原因并未做細致思考，立即著手更換新的可控硅。安裝后，通電試運，發生了偏勵磁現象。

根據以往處理可控硅故障的經驗，若要更換新元件必須將正反兩個可控硅同時換下，且換上的可控硅各項參數指標一致方可，否則可能會出現BIAS ALARM（偏勵磁故障），判斷兩組可控硅參數不一致所致，故又更換了一組，但仍出現上述偏勵磁現象。

檢查可控硅的安裝，發現檢修人員誤將原本應該反向并聯的兩個可控硅安裝成了同向并聯，導致在一個供電周期內僅一個半波可順利供電，另一半波則因可控硅的反向截止無法導通，因而報偏勵磁故障，遂重新調整安裝方向后，投運正常。

3.3 分析

通過對比案例分析，在日常維護中要注意以下狀況：

（1）當發生系統過流故障時，不能僅關注電場內部是否出現短路放電現象，可控硅性能的喪失亦會造成過流故障的發生。

（2）靜電除塵器供電用整流變壓器由于設計容量較大，工作條件相對較好，發生內部故障的可能性較低，僅需定期進行油色譜分析，確認變壓器內部各部位電氣性能是否良好即可；另外由于該整流變壓器內部存在相對耐壓較低的硅堆，因此對變壓器的電氣性能測試工作需特別小心。

（3）在故障處理過程中，必須保持清醒的頭腦，對每一個檢修步驟都要進行仔細的確認，避免出現上述因安裝方向問題造成故障處理的誤判，更為嚴重的是可能會造成設備及人身的傷害。

（4）類似可控硅等半導體元件運行十多年后，特別是用于主回路中的大功率半導體元件性能可能會劣化，由于現場對半導體元件的測試工作存在一定的困難，可能會造成一些突發故障。因此對這些半導體元件應該利用停機檢修時機，進行參數及性能的測試，特別是當其中一個電場的可控硅發生了擊穿故障時，就應該對其他在用可控硅進行性能檢測，防止類似故障的重復發生。

4 結束語

通過對現場兩例故障案例的處理，筆者認為僅僅依靠廠家提供的技術資料和技術幫助是無法完成現場故障處理工作。對現場設備發生的故障還需仔細觀察分析、查找故障現象引發的真實原因所在，避免造成故障處理的延時和誤判。另外，充分利用好每次的故障處理機會，特別是在故障處理后必須仔細回憶故障處理過程每一步驟，將處理過程中所有疑問進行逐步分析，梳理出更加合理快速的故障處理程序，并形成標準化的故障處理手順書，通過不斷的實踐總結充實手順書內容。

[1]福建龍凈環保股份有限公司.電除塵器的結構原理及應用.