供水系統電動機單相接地故障分析

陳宏+張吉軍

摘要：在小電流接地系統中，單相接地是一種常見的臨時性故障，文章著重介紹電動機單相接地的特點并對故障現象進行分析、判斷。以及電動機接地放炮對生產的影響。通過相關措施解除系統設備的隱患，避免止這類事故的再次發生。

關鍵詞：單相接地；故障現象分析；判斷；處理

中圖分類號：TM31 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0044-02

1 單相接地接地故障及特征

1.1 什么是接地故障

故障接地又稱為接地故障，是指導體與大地的意外連接。當連接的阻抗小到可以忽略時，這種連接叫做“完全接地”。

在小電流接地系統中，單相接地是一種常見的臨時性故障，在該系統中，如發生單相接地時，由于線電壓的大小和相位不變（仍對稱），且系統絕緣又是按線電壓設計的，所以允許短時運行而不切斷故障設備，系統可運行1～2h，從而提高了供電可靠性，這也是小電流接地系統的最大優點。但是，若一相發生接地，則其它兩相對地電壓升高為相電壓的1.732倍，特別是發生間歇性電弧接地時，接地相對地電壓可能升高到相電壓的2.5～3.0倍。

1.2故障接地共分為三種情況

（1）利用配電線路所設置的過電流保護兼作接地故障保護；

（2）利用零序電流來實現接地故障保護；

（3）利用剩余電流實現接地故障保護。

1.3 電機定子單相接地故障有何危害

單相繞組接地主要危害：是故障點電弧燒傷鐵芯，使修復工作復雜化，而且電容電流越大，持續時間越長，對鐵芯損壞越嚴重。另外，單相接地故障會進一步發展為匝間短路或相間短路，出現巨大的短路電流，造成電機嚴重損壞或短路（放炮）。

2 接地故障排查簡單方法

當10kv系統發生接地時應迅速尋找故障點，以免發展成相間故障或人身觸電。

中性點不接地系統，單相接地運行時間不超過2

小時。

尋找接地的方法：

（1）測量法：是電纜出線的可用鉗形電流表測量接地電流。

（2）拉閘尋找法：用切、合斷路器的方法尋找，應注意有專人監視表計和后臺計算機顯示器。

3 電動機單相接地故障的實例分析

3.1 電動機單相接地事故產生

2011年2月10日18時55分二熱軋小修后開始恢復生產，二熱軋中心泵站也提前開始進行轉泵供水，供水正常后，值班人員隨即發現10KVI段PT母線B相接地報警信號出現一次；20時15分B相接地報警信號再次出現，一共報警信號出現5次。

第五次出現報警信號，值班人員才開始與二熱軋變電所配合點滅試驗，判斷是水處理泵站I段設備有接地情況，值班人員開始對設備逐一進行排查。

從第一次出現B相接地報警信號，到第五次出現B相接地報警信號，有一個多小時的最佳處理故障時間被浪費了。

實際排查是從20時15分到了22時45分，當第六次接地報警信號再次出現，同時軋鋼旋流池提升2#電機已放炮，電機速斷保護跳閘，接地故障消失，即故障點已隔離，系統其他設備運行正常。

3.2 電動機單相接地事故產生原因

軋鋼旋流池是地下泵站，軋線回水溫度較高達52度，冬季溫差大，導致濕度較大，泵室環境惡劣，備用機組長時間停機導致電機繞組絕緣下降。

單相接地故障報警出現后，操作人員對報警故障反應較慢，沒有想到報警故障的危害性。對這次單相接地故障處理不夠及時。

當發生單相接地故障時，操作人員排查故障點較慢，技術不夠熟練，處理故障不夠果斷，技術水平有待提高，同時結合現場實際情況對職工進行技術培訓。

3.3 電動機單相接地事故對影響的生產

軋鋼旋流池2#提升泵電機單相接地后造成放炮，高壓柜綜合保護裝置速斷保護動作后，斷路器跳閘，把故障點切斷隔離。因水泵機組機組處于聯動狀態，備用機組6#提升

泵啟動運行，從水工藝上看沒有影響生產。

但電機放炮瞬間造成電力系統電壓產生極大的電壓降，連鑄機供電系統的電氣設備（變頻器）因壓降而跳閘，造成連鑄機不能澆注和拉坯，即造成凍坯事故，影響煉鋼的生產（4～6小時）。

3.4 預防電動機單相接地事故的措施

定期倒泵使機組空載運行，從而避免電機因周圍環境原因受潮，使電機絕緣下降。

加強崗位人員技能培訓，提高操作人員判斷和處理故障的能力，努力提高操作人員排查故障能力和果斷處理故障能力。

值班人員在系統發生故障時，要及時了解主線廠的生產情況，發現異常應及時逐級匯報。

3.5 異步電動機定子繞組接地故障的原因

（1）進水或受潮，槽絕緣破損，被外金屬擊傷接地；（2）電機長期過載，絕緣老化變質引起絕緣對地擊穿；（3）輸電線雷擊過電壓或操作過電壓擊穿絕緣；（4）由于導電粉塵積累使爬電距離縮小產生對地擊穿或閃絡：（5）由于線圈短路燒焦絕緣，造成對地故障。

3.6 電機保護在單相接地后動作情況

（1）單相接地保護（零序）。水處理泵站電機有單相接地保護（零序），這次故障零序保護沒有動作，是因為零序保護沒有接入保護系統內。

（2）電流速斷保護：是指定子繞組的相間短路，小于2000KW的電動機采用兩相式電流速斷保護，不能滿足要求時，2000KW以上電動機應裝設差動保護。10KV電機的電流速斷保護定值：是負荷額定電流的6～8倍，0S動作斷路器跳閘。

（3）低電壓保護：二熱軋水處理泵站電機有低電壓保護，這次故障低電壓保護沒有動作，是因為低電壓保護動作有定值和時間要求。

（4）泵站低電壓保護：泵站的低電壓保護是70V、0.5S。在本次故障時，單相發生接地低電壓保護是不動作，等達到70V、0.5S動作定值時，電流速斷保護已在0S動作，斷路器已經跳閘，把故障點切開。

4 結語

二熱軋中心泵站軋鋼旋流池提升2#電機的放炮事故發生后，單相接地保護（零序電流）沒有動作。

廠部組織相關人員在全廠開展排查工作，充分利用公司聯檢、定檢等的有利時間，分別對電機（變壓器）的低電壓保護和單相接地保護（零序電流）進行校核。在校核中發現：有的單相接地保護（零序電流）沒有接入綜保后臺的；有的單相接地保護（零序電流）沒有接線；對這些工程遺留問題進行重新調試和整改。恢復和完善應有的設計保護功能，解除系統設備的隱患，避免止這類事故的再次發生。

同時，還要提高設備檢修人員的技術水平，積極改善設備的運行條件，加強設備的檢修、維護管理，提高設備的絕緣水平。