門式起重機(jī)整機(jī)拒動(dòng)故障的分析與處理

員會(huì)超，陳敬亮

（水利部海委引灤工程管理局，天津300384）

0 引言

大黑汀水利樞紐位于河北省遷西縣城北5km的灤河干流上，距上游潘家口水利樞紐35km，是開發(fā)利用灤河水資源的大型水利樞紐工程，也是著名的“引灤入津工程”的源頭。樞紐大壩為寬縫混凝土重力壩，壩長(zhǎng)1354.5m，最大壩高52.8m。壩頂安裝有1臺(tái)2×125/20/1t雙吊點(diǎn)門式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱“門機(jī)”），用來(lái)啟閉泄洪底孔閘門、水電站進(jìn)水口檢修閘門和攔污柵，是大黑汀水利樞紐發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的關(guān)鍵設(shè)備之一。該門機(jī)主要由主起升機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)起升機(jī)構(gòu)等5大機(jī)構(gòu)組成。近期，在用門機(jī)20t回轉(zhuǎn)吊下放水電站3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口攔污柵過(guò)程中，發(fā)生了整機(jī)拒動(dòng)的電氣故障，門機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)都不能動(dòng)作了。

1 故障描述

用門機(jī)回轉(zhuǎn)吊下放水電站3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)水口攔污柵過(guò)程中，回轉(zhuǎn)起升機(jī)構(gòu)突然拒動(dòng)，導(dǎo)致攔污柵懸在半空無(wú)法入槽。讓司機(jī)運(yùn)行門機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)這2個(gè)機(jī)構(gòu)同樣拒動(dòng)，亦即門機(jī)發(fā)生了整機(jī)拒動(dòng)故障。但是，當(dāng)司機(jī)踩下回轉(zhuǎn)吊司機(jī)室電鈴的腳踏開關(guān)時(shí)，電鈴響鈴正常。

2 故障分析

回轉(zhuǎn)吊司機(jī)室電鈴響鈴正常，表明門機(jī)供電系統(tǒng)有電，且電鈴供電是正常的，所以門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)不是系統(tǒng)停電所致。因?yàn)殚T機(jī)總控制屏負(fù)責(zé)給各機(jī)構(gòu)供電，結(jié)合故障表征，初步判斷整機(jī)拒動(dòng)是由于總控制屏內(nèi)部元件故障所致。

查看門機(jī)總控制屏電氣線路圖紙，見圖1。

圖1 門機(jī)總控制屏電氣線路圖

斷開總電源空氣開關(guān)ZK，在開關(guān)上口X01、X02、X03端點(diǎn)處用電筆驗(yàn)電，電筆顯示燈亮，表明三項(xiàng)電源均有電。

按壓總電源交流接觸器ZC銜鐵，銜鐵動(dòng)作正常、無(wú)卡阻。檢查接觸器ZC主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)及其接線端子，未見異常。

綜上，初步判定門機(jī)總控制屏沒有問(wèn)題。

但是，當(dāng)合上總空氣開關(guān)ZK，開始向各機(jī)構(gòu)送電時(shí)，觀察到雖然接觸器ZC能吸合上，但吸合力不夠，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷銜鐵吸合力不足。

合上總電源開關(guān)ZK，送電，讓司機(jī)再次操作門機(jī)，整機(jī)拒動(dòng)故障依舊。

筆者依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，判斷門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)故障可能是由于門機(jī)總電源某一相或幾相供電電壓過(guò)低，不滿足電機(jī)啟動(dòng)要求所致。

3 故障尋源

該門機(jī)是靠地溝滑線供電的，通過(guò)集電器把電流從滑線引出，再通過(guò)電纜將電流引到門機(jī)總控制屏，進(jìn)而完成向各個(gè)機(jī)構(gòu)供電，集電器接線如圖2所示。

圖2 門機(jī)供電滑線集電器

筆者到現(xiàn)場(chǎng)以后，安排人員掀開門機(jī)地溝供電滑線蓋板，用萬(wàn)用表測(cè)量集電器出線三相電壓，分別為UAB=192V、UAC=402V、UBC=180V。很明顯，B相電源故障，門機(jī)總電源B相電供電電壓過(guò)低，導(dǎo)致各個(gè)機(jī)構(gòu)供電電壓都有一相電壓過(guò)低，不滿足電機(jī)380V供電電壓要求。對(duì)電機(jī)來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于一相缺電，電機(jī)當(dāng)然不會(huì)動(dòng)作，門機(jī)所有機(jī)構(gòu)都一樣，這種電氣故障肯定會(huì)導(dǎo)致門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)。

4 故障處理

故障點(diǎn)找到了，處理起來(lái)就比較簡(jiǎn)單了。安全起見，先安排專業(yè)人員斷開地溝滑線供電電源。而后拆卸集電器B相接線端子，把接線端子和接線柱用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨，并清除磨屑，再恢復(fù)接線端子。處理好后給滑線供電。萬(wàn)用表測(cè)量集電器出線三相電壓，分別為：UAB=390V、UAC=402V、UBC=386V，三相電壓均高于380V，滿足電機(jī)運(yùn)行要求。安排司機(jī)運(yùn)行門機(jī)回轉(zhuǎn)起升機(jī)構(gòu)，運(yùn)行正常。再運(yùn)行門機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，同樣正常，故障得以排除。

5 故障原因

大黑汀水利樞紐壩頂門機(jī)運(yùn)行區(qū)間長(zhǎng)度140m，門機(jī)總電源通過(guò)門機(jī)大車軌道側(cè)方的地溝滑線提供，滑線長(zhǎng)度140m，地溝上部蓋有蓋板，每塊蓋板寬度0.8m。滑線集電器固定安裝在門機(jī)金屬結(jié)構(gòu)上，集電器靠近門機(jī)一側(cè)安裝有一排高低排列的滾輪。在門機(jī)大車運(yùn)行過(guò)程中，滾輪會(huì)自動(dòng)將集電器上部的兩塊地溝蓋板頂起，從而完成集電器順暢的從滑線引入電流。即便在門機(jī)靜止期間，集電器上部的地溝蓋板也是被滾輪頂起的，如圖3所示。

圖3 門機(jī)地溝供電滑線蓋板

這樣，2塊被頂起的蓋板之間就會(huì)有空隙，這2塊蓋板與其余蓋板之間也會(huì)存在較大的空隙。而這個(gè)空隙會(huì)導(dǎo)致外界潮濕水汽進(jìn)入地溝，集電器接線柱及接點(diǎn)端子不可避免的會(huì)受到腐蝕，通過(guò)圖2集電器照片我們看到接線柱已經(jīng)生銹。再者，門機(jī)滑線檢修時(shí)，需要掀開地溝蓋板，當(dāng)滑線檢修完畢合上蓋板的過(guò)程中，檢修人員總是將蓋板搬到越過(guò)垂直位置后就松手，靠蓋板自重合上蓋板，而不是輕輕地合上，這樣蓋板在合的過(guò)程中會(huì)對(duì)門機(jī)金屬結(jié)構(gòu)造成一定沖擊，由于集電器是與門機(jī)金屬結(jié)構(gòu)連接在一起的，集電器不可避免的會(huì)受到震動(dòng)，對(duì)接線端子的連接牢固性也會(huì)造成影響。這兩種情況，必然會(huì)導(dǎo)致集電器接引電流的功能受到影響，日久天長(zhǎng)，反映到設(shè)備上就是引入電壓不足，不能滿足電機(jī)運(yùn)行電壓380V要求，出現(xiàn)門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)的電氣故障。

6 故障反思

此次門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)故障，是由于總電源集電器接線端子一相接觸不良、導(dǎo)致門機(jī)總電源電壓過(guò)低，達(dá)不到電機(jī)啟動(dòng)要求所致，處理起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但查找故障費(fèi)時(shí)費(fèi)力。特別是門機(jī)整機(jī)拒動(dòng)，但回轉(zhuǎn)吊司機(jī)室電鈴響鈴正常，給檢修人員一種門機(jī)供電正常的假象，而想不到去懷疑供電電壓的問(wèn)題。我們事后分析，回轉(zhuǎn)吊司機(jī)室電鈴響鈴正常，是由于電鈴用的是兩相220V電源，電氣線路如圖4所示。

電鈴220V電源一相取自門機(jī)三相電源中的一相，另一相接地。而取自門機(jī)電源中的那一相電，恰好避開了前文所述的B相電，由于A、C兩相供電正常，所以電鈴電壓是正常的，故電鈴響鈴正常。

圖4 門機(jī)回轉(zhuǎn)吊電鈴電氣線路圖

另外，在門機(jī)日常運(yùn)行管理過(guò)程中，對(duì)老化的電氣元件、接線端子，應(yīng)及時(shí)更換，避免接觸不良故障再次發(fā)生。同時(shí)，檢修人員在電氣檢修過(guò)程中，要隨時(shí)攜帶萬(wàn)用表，認(rèn)真測(cè)量電阻、電壓、電流等電氣參數(shù)，排除假象干擾，做出準(zhǔn)確判斷，提出故障處理措施。不應(yīng)簡(jiǎn)單的拿電筆檢驗(yàn)是否帶電，電筆只能檢驗(yàn)線路帶電與否，不能判定電氣參數(shù)是否符合要求，會(huì)導(dǎo)致誤判，影響電氣故障查找。