5400kW電機事故原因分析及處理

劉智靈

（安陽鋼鐵集團公司制氧廠,河南 安陽 455004）

5400kW電機事故原因分析及處理

劉智靈

（安陽鋼鐵集團公司制氧廠,河南 安陽 455004）

摘要：簡要介紹了廠2#23500#Nm3/h制氧機組氧壓機電機故障情及處理過程。并對原因進行了分析，同時對電機和附件的維保提出了自己的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：事故經(jīng)過；處理；原因分析

1　事故經(jīng)過及初步檢查

（1）2014年12月22日0：16分制氧廠2#23500#Nm3/h制氧機組氧壓機電機因“差動保護”動作跳車。同時造成公司各主要生產(chǎn)單位不同程度停車。對公司生產(chǎn)影響巨大。

（2）本電機為5400kW異步電動機；電壓10kV；轉(zhuǎn)速為2992轉(zhuǎn)/分絕緣等級為F級。停車后用2500V兆歐表對氧壓機高壓一次回路進行絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)對地絕緣為2MΩ。為確定故障點，將電機接線打開，使電機與電纜分離，單獨搖測電機絕緣，發(fā)現(xiàn)絕緣依然為2MΩ。又將電機星點打開，對三相定子繞組分別進行搖測，發(fā)現(xiàn)電機A相絕緣為200MΩ，B相為3MΩ，C相絕緣為10MΩ。與此同時檢查人員發(fā)現(xiàn)電機東側(cè)上部冷卻器順著電機外殼向下有水流。為了解電機內(nèi)部的真實故障情況，對氧壓機電機進行了開蓋檢查。檢查發(fā)現(xiàn)電機南側(cè)非負荷端有兩處定子繞組線圈崩斷，電機北側(cè)負荷端定子繞組正上部有幾匝線圈發(fā)生了竄動，并且絕緣開裂。電機的正上部定子鐵芯有受熱發(fā)黑現(xiàn)象。電機東側(cè)內(nèi)部底有存水。初步認(rèn)為是冷卻器漏水造成絕緣降低以致短路使電機故障燒毀。

2　電機檢查及處理

（1）由于懷疑漏水造成本次事故，所以首先檢查冷卻器。將冷卻器本體進行壓力試驗，發(fā)現(xiàn)冷卻器封頭墊片處有一處漏水，本體不漏，緊固封頭螺栓后，加壓8kg，保壓1小時。沒有發(fā)現(xiàn)其他露點。然后卻器全部打開，檢查除垢，脹管，除銹，涮紅漆，試壓、保壓不漏，更換全部密封墊。

（2）檢查定子線圈。發(fā)現(xiàn)絕緣層沒有包扎亞胺薄膜，只有雙玻璃絲帶和云母帶，這樣的工藝容易產(chǎn)生細小裂紋。

（3）拆定子線圈后檢查線圈接線處，發(fā)現(xiàn)集線組有5處過壓放電痕跡，燒傷。處理時用銀焊補焊。

（4）清理線槽后。開始制作線圈。第一道工序：為減小集膚效應(yīng)，四根線并繞，為防絕緣龜裂，加包亞胺薄膜；第二道工序：人工包白布帶；第三道工序：用機器把線圈打開初步成型；第四道工序：人工拆掉白布帶；第五道工序。緊密纏繞一遍白布帶；第六道工序：機器纏繞云母絕緣帶，四遍八層；第七道工序，兩端人工纏繞絕緣帶八遍八層；第八道工序：加熱定型；第九道工序：直線端纏繞黑色防爬電布帶，轉(zhuǎn)彎處纏繞灰色布帶。

（5）鐵芯線槽清理整形，將鐵蕊變色部位噴漆。端部鋼圈，引線清理加強絕緣，包云母帶和白布帶。

（6）定子下線圈，然后初檢絕緣電阻合格，直流電阻檢查合格。

（7）定子進烘箱預(yù)烘除溫→出烘箱、降溫→入罐→真空排氣→真空浸漆→壓力浸漆→壓力排漆→卸壓滴漆，→出罐→干燥固化。

（8）趁熱鏟除漆疙瘩。加引線，安裝溫度表，加熱器等等附件。所有螺孔攻絲，端蓋，底座等安裝面表面打磨處理，焊接接線，表面噴漆等等。

（9）轉(zhuǎn)子做動平衡實驗。不平衡度達300克以上，加裝六塊平衡塊滿足平衡度要求。結(jié)束后噴漆。

（10）冷卻器，端蓋，軸承座噴漆。

（11）電機冷卻后，定子，測定子絕緣電阻：2500MΩ，直流電阻分別為0.06363Ω；0.06367Ω；0.06367Ω。耐壓試驗：30k；V8微安。

（12）12月28日 19：15分2#23500氧壓機電機修好后送達現(xiàn)場，電機開始回裝。回裝結(jié)束搖測電機絕緣為2000MΩ。12月29日6：40分2#23500氧壓機電機單機試車一小時，然后停車聯(lián)接氧壓機試車正常。

3　原因分析

（1）開始認(rèn)為是冷卻器封頭滲水。水蒸發(fā)后產(chǎn)生水汽。實際上是濕蒸氣作為循環(huán)冷卻風(fēng)一直在電機內(nèi)循環(huán)，最后造成電機短路燒毀。但正常運行時運行工每兩小時檢查一次，沒有發(fā)現(xiàn)接水槽的引水管有水外流的情況。當(dāng)全面解體后檢查：冷卻器沒內(nèi)漏；定子、轉(zhuǎn)子上沒有水珠或明顯的水汽現(xiàn)象；集線組有多處灼傷；三相絕緣電阻相差很大；且夏天經(jīng)常在空氣濕度90％以上運行。綜上所述，本次事故有可能是短路造成冷卻器墊漏水，沿著冷卻器表面滲進電機里的。從而給人以進水造成短路的表面現(xiàn)象。但進水的可能性不能完全排除。

（2）在設(shè)備投產(chǎn)初期，高壓柜后電纜頭相間發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的放電現(xiàn)象，有明顯的灼傷痕跡。電源側(cè)的放電，影響到磁通的變化，造成反電勢急劇增加，對電機形成暗傷。

（3）此電機的開停采用的是真空開關(guān)，真空斷路器結(jié)構(gòu)的特點是在切合電動機感性負荷時引起的過電壓很高，操作過電壓一般為2-4倍，最高可達6倍。長期以來、電機啟動、停機產(chǎn)生的操作過電壓，外部電壓波動等原因造成電機磁通的急劇變化，導(dǎo)致電機的反電勢急劇變化，對線圈的集線組和長吊鼻過壓放電灼傷，絕緣強度減弱，容易使電機定子線圈絕緣損壞。

（4）電機設(shè)計、選型存在著先天不足，匝間電壓較高，絕緣層沒有包扎亞胺薄膜，只有雙玻璃絲帶和云母帶，絕緣材料長期運行后，易產(chǎn)生細微裂紋，降低絕緣性能。

（5）電機缺乏阻容吸收保護，只使用避雷器吸收過電壓，而避雷器也長期沒有做過放電試驗，所以過電壓對絕緣的影響應(yīng)是主要原因。

（6）投產(chǎn)以來運行八年沒有對電機進行過離線維護。定子溫度經(jīng)常在100℃以上運行。盡管在允許溫升范圍之內(nèi)，但對電機的壽命影響也是不利的。

（7）此型電機沒有漏水聯(lián)鎖保護。且投運以不沒有對冷卻器進行過清污處理，使冷卻效果不佳，致使電機運行溫度提高，也是因素之一。

4　結(jié)束語

（1）次事故是由原因分析中的2、3、4，5條綜合積累造成的最后對地短路結(jié)果，之所以還有絕緣是因為短路后電動力將死接地點移位。

（2）應(yīng)定期對電機繞組進行清灰除塵、并做真空浸等系統(tǒng)維護與保養(yǎng)，確保絕緣強度滿足使用要求。

（3）對電機的輔助部分也不能忽視。冷卻器的冷卻效果直接影響著電機的溫升，也就影響著電機的壽命。

作者簡介：劉智靈（1964-），男,河南新密人，電氣工程師。