張 奎

（貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司，貴州 開(kāi)陽(yáng) 550300）

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關(guān)于10kV電機(jī)引線短路故障的分析與預(yù)防措施

張 奎

（貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司，貴州 開(kāi)陽(yáng) 550300）

針對(duì)熱電鍋爐2#定速給水泵電機(jī)引線短路故障進(jìn)行原因分析，提出滑動(dòng)軸承電機(jī)日常運(yùn)行注意事項(xiàng)，并結(jié)合實(shí)際情況，制定防范措施，避免類(lèi)似事故的發(fā)生。

定速給水泵；引線；短路故障；原因分析；效果評(píng)價(jià)；措施

貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司配有四臺(tái) 10kV鍋爐定速給水泵電機(jī)。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)鍋爐定速給水泵為三開(kāi)一備，電機(jī)型號(hào)：YKK560-2，額定功率1120kW，額定電流76.3A，電壓等級(jí)10kV，生產(chǎn)日期2009.11，額定轉(zhuǎn)速：2981r/min。

1　事故經(jīng)過(guò)

2015年03月25日04時(shí)37分50秒，貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司供電系統(tǒng)出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象，與此同時(shí)，301總降變控制室后臺(tái)發(fā)出報(bào)警信息：熱電10kVⅡ段進(jìn)線 1102柜整組起動(dòng)，熱電 2#鍋爐定速給水泵電機(jī)1118柜過(guò)流Ⅰ段動(dòng)作（此臺(tái)高壓電機(jī)在熱電10kV Ⅱ段），相應(yīng)10kV Ⅱ段高壓電機(jī)均報(bào)整組起動(dòng)。隨即值班人員根據(jù)報(bào)警信息前往現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)熱電工段 10kV 2#鍋爐定速給水泵高壓電機(jī)接線盒處已經(jīng)變色發(fā)黑，散熱風(fēng)罩位置偏移，風(fēng)罩固定螺栓也已變形脫落。在此次供電系統(tǒng)低電壓期間，熱電工段 10kV 2#鍋爐定速給水泵、2#鍋爐返料風(fēng)機(jī)及2#鍋爐給煤機(jī)（380V）設(shè)備跳車(chē)，2#鍋爐壓火，發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷，引起3.8MPa蒸汽管網(wǎng)壓力低，空分空壓機(jī)跳車(chē)，造成后系統(tǒng)停車(chē)。本次事故未造成人員傷亡。

2　檢查情況

對(duì)熱電工段 10kV 2#鍋爐定速給水泵電機(jī)就地拆檢維修，吊出散熱罩，打開(kāi)電機(jī)接線盒引線側(cè)板發(fā)現(xiàn)，電機(jī)中部定子繞組上用木質(zhì)夾板固定的三根引線三相短路，引線嚴(yán)重?zé)龤а冢€電纜頭銅鼻子壓接處也存在發(fā)熱跡象。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，引線電纜上存在大量油污，電機(jī)機(jī)殼底部及前后端也存有油污，且損壞的電纜頭銅鼻子壓接處只做了簡(jiǎn)單的直接壓接。隨即決定對(duì)電機(jī)整體繞組及引線進(jìn)行清理，清理完畢后進(jìn)行絕緣測(cè)試及耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格；直流電阻測(cè)試：AB相1.509Ω，AC相1.510Ω，BC相 1.510Ω，試驗(yàn)結(jié)果合格，判斷為電機(jī)繞組完好，決定聯(lián)系廠家更換引線及局部絕緣修復(fù)。

圖1　熱電2#鍋爐定速給水泵電機(jī)引線三相短路

3　事故原因分析

3.1電機(jī)運(yùn)行方面

1）熱電 2#鍋爐定速給水泵電機(jī)為強(qiáng)制潤(rùn)滑，自投入運(yùn)行以來(lái)，前后軸瓦都存在漏油的缺陷，雖然經(jīng)過(guò)設(shè)備人員的處理，但缺陷一直未消除，且電機(jī)基礎(chǔ)座已被油污浸透變色，運(yùn)行環(huán)境較差。

2）自發(fā)現(xiàn)熱電2#定速給水泵電機(jī)軸瓦漏油后，貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司電氣車(chē)間曾組織人員對(duì)電機(jī)底部及前后端油污進(jìn)行清理，但并未對(duì)電機(jī)引線引起足夠重視；電機(jī)在春季正常運(yùn)行時(shí)定子溫度在60～75℃左右，夏季最高溫度可達(dá) 100℃以上（主要由于電機(jī)在室內(nèi)通風(fēng)不好且環(huán)境溫度較高，再加上電機(jī)一直處在滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)所導(dǎo)致），油污在電機(jī)內(nèi)受到高溫蒸發(fā)形成油蒸汽附在電纜表皮上，導(dǎo)致電纜散熱及絕緣能力下降，在仔細(xì)檢查損壞的引線后發(fā)現(xiàn)，電纜像在油里泡過(guò)一樣，已經(jīng)膨脹發(fā)生變形，且局部電纜表層存有氣泡現(xiàn)象，由此分析，電機(jī)軸瓦漏油是導(dǎo)致此次電機(jī)引線短路事故的主要原因，如圖2所示。

圖2　熱電鍋爐定速給水泵電動(dòng)機(jī)引線

3.2接觸不良

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，電機(jī)連接處表面有污損，連接部位氧化膜未及時(shí)清除，引線銅鼻子與接線排接觸不良導(dǎo)致接觸電阻增大，且引線與銅鼻子處只做了直接壓接，未進(jìn)行銅焊處理，導(dǎo)致接頭處接觸面積小，造成連接部位發(fā)熱。

3.3制造工藝

電機(jī)引線過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致多余引線在定子鐵心表面處堆積，直接接觸到定子鐵心和電機(jī)機(jī)體接線盒開(kāi)口處，由于定子鐵心溫度過(guò)高，導(dǎo)致引線表皮粘住鐵心，破壞引線絕緣層；再加上由于電機(jī)振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)引線與機(jī)體接線盒開(kāi)口處摩擦，致使電機(jī)引線絕緣層破損，絕緣強(qiáng)度降低。

4　電機(jī)引線三相短路造成的危害

4.1對(duì)設(shè)備造成的危害

巨大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，形成高溫，極易造成設(shè)備過(guò)熱而損壞。由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過(guò)大或設(shè)備構(gòu)架不夠堅(jiān)韌，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。熱電2#鍋爐定速給水泵電機(jī)引線三相短路瞬間產(chǎn)生的大電流及大量熱量，造成301總降變至熱電10kV Ⅱ段進(jìn)線電纜（全長(zhǎng) 236m，電纜型號(hào)為ZR-YJV22-12/20-1*300mm2）三根脫離電纜橋架，導(dǎo)致用固定銷(xiāo)固定的橋架蓋板脫落，且在恢復(fù)電纜時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜外皮破損裸漏出鎧裝層，電纜長(zhǎng)度拉伸約30cm。

4.2對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害

短路時(shí)系統(tǒng)電壓突然下降，對(duì)設(shè)備帶來(lái)很大影響。貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司作為主要?jiǎng)恿υO(shè)備的異步電機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比，電壓大幅下降將造成電機(jī)轉(zhuǎn)速降低甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響系統(tǒng)運(yùn)行。此次短路造成貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司供電系統(tǒng)出現(xiàn)低電壓，根據(jù)301總降變故障錄波裝置記錄情況，04h37min50s，10kV系統(tǒng)Ubc電壓35.65V（二次電壓值），下降幅度達(dá)到 62.54%，持續(xù)時(shí)間為341ms；兩臺(tái)10kV設(shè)備跳車(chē)，8臺(tái)380V設(shè)備跳車(chē)，對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。

5　處理方法和程序

5.1準(zhǔn)備工作

在處理前，做好相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備工作：編制檢修方案及措施，嚴(yán)格執(zhí)行檢修、驗(yàn)收規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)文明檢修制度；特別是在制作完成 10kV高壓電機(jī)引線后要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)及直流電阻測(cè)試，試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一步工作。

5.2焊接注意事項(xiàng)及方法

去掉繞組引出線的原有絕緣層，觀察內(nèi)部銅絲有無(wú)氧化、變質(zhì)，然后用細(xì)砂紙打磨銅絲表面，用氧-乙炔進(jìn)行銀焊，在焊接前，為保護(hù)引線及其他絕緣不受損傷，需將石棉繩用水浸濕后包扎在銅絲裸露部分根部，然后對(duì)焊接部分進(jìn)行加熱，焊接結(jié)束焊接點(diǎn)應(yīng)飽滿，然后將云母帶半疊繞包，直至高出引線絕緣橡膠厚度。

5.3壓接注意事項(xiàng)

在對(duì)電機(jī)引線銅鼻子壓接時(shí)一定要保證壓接質(zhì)量，否則壓接質(zhì)量不好造成壓接點(diǎn)發(fā)熱，加上設(shè)備本身負(fù)荷的增長(zhǎng)和周?chē)h(huán)境溫度的變化，會(huì)致使壓接點(diǎn)溫度持續(xù)升高，產(chǎn)生熱積累，破壞絕緣，最后造成事故。在引線制作完成后對(duì)引線的固定位置進(jìn)行改造，將引線夾板固定位置改在接線盒內(nèi)側(cè)進(jìn)行固定，這樣有效減少了引線因定子溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，如圖3所示。

圖3　熱電2#鍋爐定速給水泵電機(jī)引線改造后固定位置

5.4軸瓦漏油原因及處理

軸瓦內(nèi)的油位過(guò)高或過(guò)低都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，油位過(guò)低會(huì)致使油停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致溫度升高，油位過(guò)高又會(huì)導(dǎo)致回油能力不足，油室儲(chǔ)油量過(guò)大，增大內(nèi)壓，如果壓力調(diào)節(jié)不好導(dǎo)致回油不暢再加上油封與軸的接觸面長(zhǎng)時(shí)間摩擦發(fā)生磨損，導(dǎo)致軸與油封之間的間隙過(guò)大，油封固定彈簧發(fā)生變化，出現(xiàn)漏油。因此提出對(duì)軸瓦油封進(jìn)行更換，并清洗潤(rùn)滑油路。

5.5驗(yàn)收試驗(yàn)

處理完成后對(duì)電機(jī)引線及繞組進(jìn)行吸收比、直流電阻測(cè)試及交流耐壓試驗(yàn)。吸收比測(cè)試結(jié)果為1.86，結(jié)果合格；直流電阻測(cè)試值為：AB相1.513Ω，AC相 1.515Ω，BC相1.516Ω，其相互間差別未超過(guò)最小值的 1%，結(jié)果合格；交流耐壓試驗(yàn)電壓16kV，未出現(xiàn)放電等異?，F(xiàn)象，判斷為電機(jī)修復(fù)合格，可以投入使用。

6　效果評(píng)價(jià)及采取的措施

6.1送電試車(chē)

改造完成后，對(duì)熱電工段2#鍋爐定速給水泵電機(jī)進(jìn)行送電，單機(jī)試車(chē)，空載運(yùn)行2h，每15min記錄一次電機(jī)前后軸瓦及機(jī)身溫度和振動(dòng)值，2h后未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，運(yùn)行數(shù)據(jù)良好，本次改造全部結(jié)束。針對(duì)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境溫度高的問(wèn)題，在墻壁增加兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣，以達(dá)到降低環(huán)境溫度的目的，并通知熱電工藝人員將2#定速給水泵負(fù)荷控制在80%左右，減少發(fā)熱。自2015年3月26日改造完成后運(yùn)行至10月，期間通過(guò)巡檢記錄的電機(jī)振動(dòng)值、定子溫度及環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，春季電機(jī)定子溫度控制在 55℃左右，夏季溫度控制在 70℃左右，且更換軸瓦油封后運(yùn)行未發(fā)現(xiàn)有漏油現(xiàn)象。

6.2采取的措施

根據(jù)熱電工段2#鍋爐定速給水泵電機(jī)引線三相短路事故，舉一反三，貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司采取如下措施。

1）加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的管理及對(duì)設(shè)備異?，F(xiàn)象的重視。貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司制定并下發(fā)了《電動(dòng)機(jī)巡檢維護(hù)及檢修規(guī)定》，要求每天對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)進(jìn)行兩次巡檢，并記錄電機(jī)振動(dòng)值及溫度，特別針對(duì)滑動(dòng)軸承電機(jī)，增加軸瓦是否有滲漏油現(xiàn)象的記錄內(nèi)容，做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)；并根據(jù)此次事故，制定下發(fā)了《全廠停電事故應(yīng)急預(yù)案》，組織車(chē)間全員進(jìn)行學(xué)習(xí)、演練。

2）認(rèn)真汲取此次事故教訓(xùn)。嚴(yán)格按照“四不放過(guò)”的原則，對(duì)此次事故進(jìn)行全面分析、總結(jié)，全面排查全廠 10kV高壓電機(jī)引線，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理，并做好記錄，做到有賬可查。

3）嚴(yán)格落實(shí)設(shè)備缺陷管理工作，發(fā)現(xiàn)缺陷后，本著四定原則（即定責(zé)任人、定人員、定措施、定期限），認(rèn)真分析產(chǎn)生缺陷的原因，并根據(jù)其性質(zhì)和情況及時(shí)處理。

4）電機(jī)的管理。對(duì)同類(lèi)型高壓電機(jī)改變引線固定夾板位置，將固定夾板從定子鐵心處移至機(jī)殼電機(jī)引線開(kāi)孔處，增加引線與鐵心的空間距離，降低引線受熱強(qiáng)度。

5）定期組織人員對(duì)電機(jī)軸瓦進(jìn)行檢查，措施有：

（1）控制好軸瓦的油位和潤(rùn)滑油的壓力范圍，使油位在油鏡的1/2～1/3處位置，保持回油通常。

（2）更換油封或油封固定彈簧并定期進(jìn)行檢查。

（3）定期清洗整個(gè)潤(rùn)滑油路，做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將隱患消除在萌芽狀態(tài)。

7　結(jié)論

任何事故或缺陷的發(fā)生都有一個(gè)孕育的過(guò)程，任何缺陷一旦形成必然也一定有它的外在表現(xiàn)形式，缺陷不因巡檢而存在，但能被巡檢所發(fā)現(xiàn)。巡檢的目的之一就是在事故或缺陷的孕育期發(fā)現(xiàn)它并控制它，待機(jī)消除它。本文通過(guò)對(duì)電機(jī)引線三相短路原因的分析及處理方法，結(jié)合貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司使用中出現(xiàn)的異常情況，提出了滑動(dòng)軸承式電機(jī)在日常維護(hù)管理中的注意事項(xiàng)，希望對(duì)維護(hù)人員的了解有一定的幫助。

[1] 三相異步電機(jī)使用說(shuō)明書(shū)[Z]. 南陽(yáng)防爆集團(tuán)股份有限公司, 2014.

[2] GB 50150—2006. 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 張坤. 電機(jī)滑動(dòng)軸承漏油原因分析及處理[J]. 中國(guó)設(shè)備工程, 2014, 17(4): 71-72.

張 奎（1987-），男，江蘇沛縣人，本科，助理工程師，主要從事變電運(yùn)行維護(hù)及檢修工作。