5400kW電機事故原因分析及處理

劉智靈

（安陽鋼鐵集團公司制氧廠,河南 安陽 455004）

5400kW電機事故原因分析及處理

劉智靈

（安陽鋼鐵集團公司制氧廠,河南 安陽 455004）

摘要：簡要介紹了廠2#23500#Nm3/h制氧機組氧壓機電機故障情及處理過程。并對原因進行了分析，同時對電機和附件的維保提出了自己的認識。

關鍵詞：事故經過；處理；原因分析

1　事故經過及初步檢查

（1）2014年12月22日0：16分制氧廠2#23500#Nm3/h制氧機組氧壓機電機因“差動保護”動作跳車。同時造成公司各主要生產單位不同程度停車。對公司生產影響巨大。

（2）本電機為5400kW異步電動機；電壓10kV；轉速為2992轉/分絕緣等級為F級。停車后用2500V兆歐表對氧壓機高壓一次回路進行絕緣檢查，發現對地絕緣為2MΩ。為確定故障點，將電機接線打開，使電機與電纜分離，單獨搖測電機絕緣，發現絕緣依然為2MΩ。又將電機星點打開，對三相定子繞組分別進行搖測，發現電機A相絕緣為200MΩ，B相為3MΩ，C相絕緣為10MΩ。與此同時檢查人員發現電機東側上部冷卻器順著電機外殼向下有水流。為了解電機內部的真實故障情況，對氧壓機電機進行了開蓋檢查。檢查發現電機南側非負荷端有兩處定子繞組線圈崩斷，電機北側負荷端定子繞組正上部有幾匝線圈發生了竄動，并且絕緣開裂。電機的正上部定子鐵芯有受熱發黑現象。電機東側內部底有存水。初步認為是冷卻器漏水造成絕緣降低以致短路使電機故障燒毀。

2　電機檢查及處理

（1）由于懷疑漏水造成本次事故，所以首先檢查冷卻器。將冷卻器本體進行壓力試驗，發現冷卻器封頭墊片處有一處漏水，本體不漏，緊固封頭螺栓后，加壓8kg，保壓1小時。沒有發現其他露點。然后卻器全部打開，檢查除垢，脹管，除銹，涮紅漆，試壓、保壓不漏，更換全部密封墊。

（2）檢查定子線圈。發現絕緣層沒有包扎亞胺薄膜，只有雙玻璃絲帶和云母帶，這樣的工藝容易產生細小裂紋。

（3）拆定子線圈后檢查線圈接線處，發現集線組有5處過壓放電痕跡，燒傷。處理時用銀焊補焊。

（4）清理線槽后。開始制作線圈。第一道工序：為減小集膚效應，四根線并繞，為防絕緣龜裂，加包亞胺薄膜；第二道工序：人工包白布帶；第三道工序：用機器把線圈打開初步成型；第四道工序：人工拆掉白布帶；第五道工序。緊密纏繞一遍白布帶；第六道工序：機器纏繞云母絕緣帶，四遍八層；第七道工序，兩端人工纏繞絕緣帶八遍八層；第八道工序：加熱定型；第九道工序：直線端纏繞黑色防爬電布帶，轉彎處纏繞灰色布帶。

（5）鐵芯線槽清理整形，將鐵蕊變色部位噴漆。端部鋼圈，引線清理加強絕緣，包云母帶和白布帶。

（6）定子下線圈，然后初檢絕緣電阻合格，直流電阻檢查合格。

（7）定子進烘箱預烘除溫→出烘箱、降溫→入罐→真空排氣→真空浸漆→壓力浸漆→壓力排漆→卸壓滴漆，→出罐→干燥固化。

（8）趁熱鏟除漆疙瘩。加引線，安裝溫度表，加熱器等等附件。所有螺孔攻絲，端蓋，底座等安裝面表面打磨處理，焊接接線，表面噴漆等等。

（9）轉子做動平衡實驗。不平衡度達300克以上，加裝六塊平衡塊滿足平衡度要求。結束后噴漆。

（10）冷卻器，端蓋，軸承座噴漆。

（11）電機冷卻后，定子，測定子絕緣電阻：2500MΩ，直流電阻分別為0.06363Ω；0.06367Ω；0.06367Ω。耐壓試驗：30k；V8微安。

（12）12月28日 19：15分2#23500氧壓機電機修好后送達現場，電機開始回裝。回裝結束搖測電機絕緣為2000MΩ。12月29日6：40分2#23500氧壓機電機單機試車一小時，然后停車聯接氧壓機試車正常。

3　原因分析

（1）開始認為是冷卻器封頭滲水。水蒸發后產生水汽。實際上是濕蒸氣作為循環冷卻風一直在電機內循環，最后造成電機短路燒毀。但正常運行時運行工每兩小時檢查一次，沒有發現接水槽的引水管有水外流的情況。當全面解體后檢查：冷卻器沒內漏；定子、轉子上沒有水珠或明顯的水汽現象；集線組有多處灼傷；三相絕緣電阻相差很大；且夏天經常在空氣濕度90％以上運行。綜上所述，本次事故有可能是短路造成冷卻器墊漏水，沿著冷卻器表面滲進電機里的。從而給人以進水造成短路的表面現象。但進水的可能性不能完全排除。

（2）在設備投產初期，高壓柜后電纜頭相間發現有嚴重的放電現象，有明顯的灼傷痕跡。電源側的放電，影響到磁通的變化，造成反電勢急劇增加，對電機形成暗傷。

（3）此電機的開停采用的是真空開關，真空斷路器結構的特點是在切合電動機感性負荷時引起的過電壓很高，操作過電壓一般為2-4倍，最高可達6倍。長期以來、電機啟動、停機產生的操作過電壓，外部電壓波動等原因造成電機磁通的急劇變化，導致電機的反電勢急劇變化，對線圈的集線組和長吊鼻過壓放電灼傷，絕緣強度減弱，容易使電機定子線圈絕緣損壞。

（4）電機設計、選型存在著先天不足，匝間電壓較高，絕緣層沒有包扎亞胺薄膜，只有雙玻璃絲帶和云母帶，絕緣材料長期運行后，易產生細微裂紋，降低絕緣性能。

（5）電機缺乏阻容吸收保護，只使用避雷器吸收過電壓，而避雷器也長期沒有做過放電試驗，所以過電壓對絕緣的影響應是主要原因。

（6）投產以來運行八年沒有對電機進行過離線維護。定子溫度經常在100℃以上運行。盡管在允許溫升范圍之內，但對電機的壽命影響也是不利的。

（7）此型電機沒有漏水聯鎖保護。且投運以不沒有對冷卻器進行過清污處理，使冷卻效果不佳，致使電機運行溫度提高，也是因素之一。

4　結束語

（1）次事故是由原因分析中的2、3、4，5條綜合積累造成的最后對地短路結果，之所以還有絕緣是因為短路后電動力將死接地點移位。

（2）應定期對電機繞組進行清灰除塵、并做真空浸等系統維護與保養，確保絕緣強度滿足使用要求。

（3）對電機的輔助部分也不能忽視。冷卻器的冷卻效果直接影響著電機的溫升，也就影響著電機的壽命。

作者簡介：劉智靈（1964-），男,河南新密人，電氣工程師。