李思國

摘 要：分析了某公司2014-05技改后發(fā)生的引風(fēng)機(jī)電機(jī)接線盒內(nèi)部短路故障，并提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)電機(jī)；接線盒；電纜；短路故障

中圖分類號：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.136

1 事件過程

2014-05-16T13：50左右，某公司4#爐B引風(fēng)機(jī)電機(jī)主接線盒內(nèi)發(fā)生短路跳閘。電氣人員在停電后檢查發(fā)現(xiàn)，接線盒內(nèi)存在明顯的短路故障，接線盒窺視窗玻璃被震碎、破裂，散落在電機(jī)周圍地面上，窺視窗的密封膠條落在接線盒下側(cè)電機(jī)的平臺上，接線盒內(nèi)有塑料燃燒時濃郁的刺鼻氣味，內(nèi)壁被煙氣熏黑，電機(jī)接線端子處有嚴(yán)重的燒熔現(xiàn)象，靠近接線端子的接線盒內(nèi)壁有放射狀飛濺熔銅渣點(diǎn)。此外，在給電機(jī)供電的3根10 kV電纜中，中間的1根A相有豌豆大小的熔洞。

繼保人員對4#機(jī)B引風(fēng)機(jī)開關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行了檢查，B引風(fēng)機(jī)WDZ-431EX電動機(jī)差動保護(hù)裝置存在比率差動保護(hù)動作，動作值為：DIa=24.85 A、DIb=20.50 A、DIc=20.96 A、Hia=125.46 A。

此外，該裝置還存在差動速斷保護(hù)動作，動作值為：DIa=10.87 A、DIb=9.95 A、DIc=2.67 A、Hia=5.60 A。

WDZ-430EX電動機(jī)綜合保護(hù)測控裝置存在電流速斷保護(hù)動作，動作值為：Ia=20.54 A、Ib=20.36 A、Ic=15.48 A，Qr=0.06 A。

繼保人員對故障錄波器進(jìn)行了檢查，并調(diào)取了故障時高廠變低壓側(cè)的電壓波形。

2 故障分析

2.1 故障現(xiàn)象

從電機(jī)主出線盒三相接線柱發(fā)生的故障情況看，主接線盒內(nèi)部發(fā)生了嚴(yán)重的三相短路故障，導(dǎo)致接線柱裸露部分燒熔，瞬時釋放能量將熔化的銅導(dǎo)體飛濺至內(nèi)壁，并將視窗玻璃震裂跌落到地面。

給電機(jī)供電故障電纜的A相在距離分叉根位置不遠(yuǎn)處有豌豆大小的熔洞，往里可看到導(dǎo)體。這是因故障時高溫引起導(dǎo)體燒熔造成的，而根本原因可能是電纜發(fā)生了單相接地故障。

從已有的現(xiàn)象看，接線盒內(nèi)部發(fā)生了上述2種故障，即電纜單相接地故障和電機(jī)接線柱處三相短路故障。

從引風(fēng)機(jī)電機(jī)開關(guān)保護(hù)裝置的情況看，電機(jī)接線盒內(nèi)部的2種故障都可能引起保護(hù)動作。

從故障錄波器調(diào)出的曲線看，高廠變低壓側(cè)B段母線A相的電壓最先降低，B，C相母線電壓隨之升高，最終導(dǎo)致三相母線的電壓全部為0.曲線變化證明，在引風(fēng)機(jī)電機(jī)中，先發(fā)生了A相接地故障，再發(fā)展為三相短路故障，進(jìn)而引發(fā)繼電保護(hù)裝置動作。

2.2 故障原因

引起電纜故障的主要原因是電纜終端頭處絕緣被損壞。經(jīng)了解，給電機(jī)供電的3根電纜中，故障的2根為基建時施工人員制作的，第3根是環(huán)保改造引風(fēng)機(jī)增容時，新增的同型號電纜。電纜終端頭處絕緣被損壞可能是因為在制作電纜終端頭的過程中，施工人員可能用電工刀或切割工具損傷了絕緣層、半導(dǎo)體層沒有被剝離干凈或安裝的應(yīng)力管沒有有效分散切向電場。此外，還可能因為在施工人員推拉拽扯舊電纜的過程中，電纜終端頭受到損傷，在投運(yùn)期間，受傷部位長期處于不利電場力的作用下，絕緣被破壞到一定程度時，產(chǎn)生了電纜芯線對半導(dǎo)體層放電，即發(fā)生單相短路故障。

電纜單相（A相）對地放電時會產(chǎn)生過電壓，在過電壓的作用下，加之接線盒內(nèi)部三相接線柱上的電纜與電機(jī)引出線連接后，沒有絕緣包扎裸露的導(dǎo)體，進(jìn)而引發(fā)了完全的三相短路故障。

3 故障的處理和預(yù)防措施

3.1 故障的處理措施

針對上述故障情況，電氣專業(yè)人員對接線盒內(nèi)部的各連接線進(jìn)行了拆解檢查，對電纜、電機(jī)相間對地絕緣進(jìn)行了測試，并在絕緣良好的情況下，打磨處理了傷損的電纜銅線鼻子、電機(jī)引出線的銅線鼻子和接線柱的連接緊固螺絲，對損壞嚴(yán)重的螺絲進(jìn)行了更換，對連接片（銅排）進(jìn)行了打磨處理，去掉了損傷絕緣，并重新熱縮了10 kV絕緣管。此外，還對接線盒內(nèi)部進(jìn)行了徹底清理，并重新涂刷了絕緣漆。

對電纜故障部位采用了專用的開挖工具，清理了熔孔內(nèi)的雜物，包括損傷絕緣，并用酒精對孔內(nèi)及孔兩側(cè)的電纜絕緣管進(jìn)行了徹底清理。在確保干凈的前提下，用環(huán)氧膠配F級絕緣帶填滿了熔孔，待填充物硬化、干燥后，對小孔兩端原熱縮絕緣管兩側(cè)用酒精進(jìn)行了清理，并在故障相電纜上重新熱縮了約700 mm的10 kV絕緣管，從而使故障電纜相恢復(fù)了正常。繼保人員還對引風(fēng)機(jī)開關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行了全面檢查，對裝置分別進(jìn)行了校驗，驗證了上述裝置反應(yīng)動作靈敏、可靠。此外，還對電纜和電機(jī)進(jìn)行了全面檢查和電氣試驗，電氣試驗合格后，電機(jī)重新投入運(yùn)行。

3.2 故障的預(yù)防措施

應(yīng)提高電纜終端頭的制作質(zhì)量，這是避免類似故障的關(guān)鍵。這要求檢修維護(hù)人員一定要掌握電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電纜終端頭的制作工藝，特別是要熟悉電纜的外護(hù)套、鋼凱、內(nèi)護(hù)套、銅屏蔽、外半導(dǎo)體層、絕緣層、內(nèi)半導(dǎo)體層和芯線在電纜構(gòu)造中的作用，以及制作終端頭時有關(guān)構(gòu)件的切割和預(yù)留長度。需要重點(diǎn)注意的是，制作銅屏蔽端口時，一定要嚴(yán)格按照施工工藝制作，嚴(yán)禁損傷絕緣，從而保證終端頭能有效分散切向電場。

在開展類似的檢修或技術(shù)改造時，施工人員嚴(yán)禁以野蠻的作業(yè)方式推拉拽扯，避免電纜，特別是終端頭部位受到傷害，進(jìn)而給電纜的安全運(yùn)行埋下隱患。同時，選用新電纜時，一定要選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的質(zhì)量可靠的品牌電纜。此外，制造廠商也要提高自身的制造質(zhì)量，把好出廠關(guān)，杜絕不合格的產(chǎn)品出廠。

在本次故障中，單相接地引發(fā)的三相完全短路問題突顯了出來。這是因為原先接線盒內(nèi)部接線柱上的電纜與電機(jī)引出線金屬導(dǎo)體連接的部位沒有進(jìn)行絕緣包扎。因此，應(yīng)強(qiáng)化接線盒內(nèi)部的絕緣，包括加強(qiáng)電纜的絕緣外。此外，在接線端子上的電纜與電機(jī)引出線的金屬導(dǎo)體的連接部位也要包裹不少于電纜或電機(jī)主絕緣的絕緣材料。

4 改進(jìn)措施

結(jié)合檢修經(jīng)驗和上述故障分析得出，防止高壓電機(jī)接線盒內(nèi)部短路的有效措施有以下3種：①提高電纜和引出線的制造質(zhì)量，以保證絕緣性能穩(wěn)定；②提高作業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平，保證電纜終端頭的質(zhì)量，在電纜檢修敷設(shè)等作業(yè)時文明施工，禁止破壞電纜絕緣；③強(qiáng)化、提高接線盒內(nèi)部導(dǎo)體的絕緣水平。

〔編輯：張思楠〕