大功率電動機的火災危險和防火措施

耿慶魯，白海斌

(德州實華化工有限公司，山東 德州 253007)

大功率電動機的火災危險和防火措施

耿慶魯*，白海斌

(德州實華化工有限公司，山東 德州 253007)

氯堿企業(yè)；大功率電動機；火災危險；預防措施

分析了氯堿企業(yè)引起大功率電動機火災的因素，提出了預防大功率電動機發(fā)生火災的措施，并指出了使用大功率電動機時的注意事項及其巡檢項目。

電動機是氯堿廠常用的動力機械，在機電系統(tǒng)安全運行中起主要作用。為防止大功率電動機發(fā)生火災事故，須查找電動機起火的主要原因，采取相應的防火措施。大功率電動機分高壓電動機和低壓電動機兩種，兩者差別如下：①大功率電動機的高壓電動機電流小、扭力大，更加穩(wěn)定、節(jié)能、效率高，成本比低壓大功率電動機大，工作環(huán)境要求高；②低壓大功率電動機，電流大，穩(wěn)定性差，能耗較大；③高壓電動機銅損小，200 kW以上使用高壓電動機較多。

1 電動機起火的主要原因[1]

由于各種故障，運行中的電動機繞組會發(fā)生過電流引起的過熱，燒毀絕緣材料后起火。造成電動機過熱和燒毀的原因很多，一般有如下11種。

1.1三相電壓過高或過低都會引起電動機過熱

當電壓過高時，電動機的繞組電流就增大，使繞組發(fā)熱超過容許值引起絕緣損壞后，就會短路起火；如電壓過低，電動機的轉速下降、定子繞組的阻抗下降，就會引起電流增大，因過熱燒毀絕緣材料后，短路起火。

1.2三相電壓不平衡對稱

一般是由電網或是由電動機故障引起的。若加在電動機上的三相電壓不對稱，則運行中的電動機的多種損耗會增大，將引起電動機額外發(fā)熱。一般要求三相電壓之間的差值不超過5%，電動機可在額定功率下維持長期運行。

1.3缺相運行

大多是電動機的三相電源中有一相斷路或繞組中有一相斷路。如缺相情況發(fā)生在電動機運行中，雖尚能繼續(xù)運轉，但電動機轉速下降，其他兩相中的電流將比正常工作電流增加1.7～1.8倍，極易燒毀繞組，所以電動機不能長時間缺相運行。

1.4“小馬拉大車”

“小馬拉大車”可引起電動機過載，電動機會因過電流引起的過熱而燒毀絕緣材料，最后引起短路起火。

1.5繞組接線有錯誤

主要是外部接線錯誤，如在檢修時繞組的某極相組有一只或幾只線圈嵌反或極相組接錯，都會使電動機振動、有異常聲響或轉速過低、三相電流嚴重不平衡及繞組過熱而被燒毀。

1.6定子或轉子繞組發(fā)生各種短路

如電動機繞組發(fā)生相間短路，繞組因過電流而過熱，引發(fā)繞組起火。如定子繞組的線圈絕緣損壞，導體相互接觸后，便形成匝間短路。因匝間線圈流過很大的環(huán)流，三相電流不平衡，會使線圈嚴重發(fā)熱而被燒毀。

1.7絕緣損壞

由于長期過載使用、受潮濕環(huán)境或腐蝕性氣體侵蝕、金屬異物掉入機殼內、頻繁啟動、瞬間過電壓等，會使電動機繞組絕緣損壞或絕緣能力降低，形成相間和匝間短路，引發(fā)火災。絕緣電阻過低也會使運行中電動機的繞組絕緣易受損壞和擊穿，引發(fā)各種短路而發(fā)生崩燒事故。

1.8機械摩擦

當電動機軸承損壞時，摩擦增大，出現局部過熱，潤滑脂變稀而溢出軸承，從而加劇了軸承溫度升高。軸承損壞嚴重時可使定子、轉子摩損或者電動機軸被卡，從而產生高溫或繞組短路而引發(fā)火災。

1.9選型不當

應根據不同的使用場所選擇不同類型的電動機。如在易燃易爆場所使用普通防護電動機，則當電動機發(fā)生故障時，產生的高溫或火花可引燃可爆炸物，引發(fā)火災或者爆炸。

1.10鐵芯消耗過大

如果電動機鐵芯的硅鋼片質量、規(guī)格、絕緣強度等不符合要求，會使渦流損耗增加而引起鐵芯發(fā)熱和繞組過載，嚴重時可引發(fā)火災。

1.11接地不良

當電動機繞組發(fā)生短路時，如果接地保護不良，會導致電動機外殼帶電，可引起人身觸電事故，也會使機殼發(fā)熱，嚴重時引燃周圍可燃物而引發(fā)火災。

2 預防電動機發(fā)生火災的措施

2.1合理選擇功率和型號

應考慮傳動過程中功率的損失和對電動機的實際功率的需求選擇合適功率的電動機。還應根據使用環(huán)境、運行方式和生產工況等因素，主要是防潮、防腐、防塵、防爆等對電動機的要求，合理選擇電動機的型號。

2.2合理選擇啟動方式

三相異步電動機的啟動方式包括直接啟動、降壓啟動兩種。其中直接啟動適用于功率較小的異步電動機。降壓啟動包括星—三角形啟動、定子串電阻啟動、自耦變壓器啟動、軟啟動器啟動、變頻器啟動等，適用于各種功率的電動機。因此，在使用電動機時應根據電動機的型號、容量、電源等情況選擇合適的啟動方式。

2.3正確安裝電動機

電動機應安裝在不燃材料制成的機座上，電動機機座的基礎與建筑物或其他設備之間應留出距離不小于1 m的通道，附近無可燃物，與周圍有足夠的放熱距離。

電動機附近不準堆放可燃物，附近地面不應有油漬、油棉紗等易燃物。

2.4設置符合要求的保護裝置

不同類型的電動機應采用相適合的保護裝置，例如中小容量低壓感應電動機的保護裝置應具有短路保護、堵轉保護、過載保護、斷線保護、低壓保護、漏電保護、繞組溫度保護等功能。大容量高壓電動機的保護裝置應具有差動保護、速斷保護、過壓保護、過負荷保護、低壓保護、單相接地保護、繞組溫度保護等功能。

2.5啟動符合規(guī)范要求

電動機啟動前應按照規(guī)程進行試驗和外觀檢查。所有試驗應符合要求，機械及電動機部分應完好無異狀。電動機的絕緣電阻應符合要求，380 V及以下電動機的絕緣電阻應不小于0.5 MΩ，6 kV高壓電動機絕緣電阻應不小于6 MΩ，10 kV高壓電動機的絕緣電阻應不小于10 MΩ。電動機不允許頻繁啟動，冷態(tài)下啟動次數不應超過5次，熱態(tài)下啟動次數不應超過2次。

2.6加強運行監(jiān)視

電動機在運行中應對電流、電壓、溫升、聲音、振動、傳動裝置的狀況等進行嚴格監(jiān)視，當參數超出允許值或出現異常時，應立即停止運行，檢查原因，排除故障。

2.7加強電動機的運行維護

電動機在運行中應做好防雨、防潮、防塵和降溫等，保持軸承潤滑良好，電動機周圍保持環(huán)境整潔。

2.8電動機運行溫度

嚴格控制電動機運行溫度，運行時溫升一般不得超過55 ℃。

2.9防止電動機過載運行

若負載超過電動機的額定功率、或臨時電壓過低以及電動機單相運行都會形成電動機過熱、振動、冒火花、聲響異樣、同步性差等情況，有時甚至燒毀電動機，引燃四周可燃物。

2.10嚴格操作規(guī)程

發(fā)現不安全因素，須及時排除，電動機使用完畢，應及時切斷電源。

3 使用大功率電動機的注意事項

(1)電動機過熱而電流未升高的起火原因是環(huán)境溫度過高(超過40 ℃)，通風、冷卻系統(tǒng)故障，缺少維護保養(yǎng)，無防護裝置等。要針對這些情況采取相應的措施，避免火災。

(2)為降低啟動電流、不影響供電變壓器瞬間激增受損壞、不使線路電壓降低而影響其他設備用電及電動機過熱而引起燒毀，要求重載啟動或空載啟動的大功率電動機都加裝軟啟動器。

(3)加強絕緣薄弱環(huán)節(jié)的處理，定期檢查端部連線以及引出線絕緣狀況，對龜裂的引出線要及時更換，對三相引出線加裝絕緣套管，對定子老化的部位要浸環(huán)氧樹脂漆。清掃擦拭定子線圈時，用白布擦拭，防止水滴滲透到局部破損絕緣中使絕緣降低。

(4)認真檢查籠條。大修中要認真檢查轉子籠條在槽內的緊固情況，對松動的要加固，以減少啟動時的位移，并要及時更換發(fā)生金屬疲勞的籠條。

(5)采用高啟動性能電動機。

采用YGD 1000-10/1060型高啟動性能雙定子高壓籠型異步電動機(1 000 kW，電壓6 kV，國產)能較好地解決重載、全壓、頻繁啟停工況下，轉子斷裂、定子線圈經常過熱燒損這一問題。

4 大功率電動機巡檢項目

(1)檢查電動機外殼、軸承油蓋，判斷溫度、振動是否正常，必要時使用測溫槍測量溫度，正常應在90 ℃以下，一般運行溫度在65 ℃以內。

(2)使用聽棒聽電動機本體是否有異聲，兩端軸承運轉聲音是否正常。

(3)電動機工作電流是否在額定電流范圍內，電壓是否正常。

(4)電動機本體是否干凈，冷卻風扇、冷卻通道是否正常通暢，空氣進風濾網應無堵塞和油漬。

(5)定期檢查電動機的絕緣電阻，并使之在合格范圍內。

(6)電動機的外部檢查，要求各螺栓緊固、配件齊全、接地良好。

(7)電動機的外殼、風扇罩、風扇是否有破損，風扇罩網上是否堵有雜物影響散熱。

(8)電動機是否有異味。

(9)電動機的滾動軸承不能超過95 ℃、滑動軸承不能超過80 ℃。

(10)電動機開關接線有無過熱，保護動作值是否正確。

5 結語

隨著氯堿廠大功率電動機使用量的不斷增加，由電動機引發(fā)的事故和火災也日趨增多，加強固定式滅火裝置的管理，積極預防電動機發(fā)生火災，保證電動機保護裝置可靠動作，有效預防和及時撲滅火災事故，才能保障人身和財產安全。

[1] 唐黎標.電動機的火災危險和防火措施[J].安全與健康月刊，2004 (11)：28-29.

[編輯：費紅麗]

Fireriskofhighpowermotorsandfirepreventionmeasures

GENGQinglu,BAIHaibin

(Dezhou Shihua Chemical Co. Ltd., Dezhou 253007, China)

chlor-alkali enterprise; high power motor; fire risk; preventive measures

The factors causing fire of high power motors in chlor-alkali enterprises are analyzed. Some measures to prevent high power motors from firing are proposed. The matters needing attention in operating high power motors and inspection items are pointed out.

TM46

B

1008-133X(2017)08-0023-03

耿慶魯(1967—)，男，高級電氣工程師，1992年畢業(yè)于成都科技大學電力工程系電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)，一直從事氯堿生產的發(fā)電、輸電、配電及整流裝置的設計、安裝和改造工作，現任德州實華化工有限公司熱電車間電氣主任。

2017-05-25