一起配電室開關柜火災原因分析及糾正措施

羅 萼

（廣東粵電中山熱電廠有限公司，廣東 中山 528445)

一起配電室開關柜火災原因分析及糾正措施

羅 萼

（廣東粵電中山熱電廠有限公司，廣東 中山 528445)

介紹了一起配電柜引風機回水提升泵電源抽屜柜起火延燃事故，闡述了事故的處理過程，從檢查過程、DCS運行記錄及電機三相絕緣3方面分析了事故原因，指出電機在缺相期間因B，C相電氣元件接觸時間過長，導致電源抽屜內部元件發熱嚴重而引發電源抽屜柜著火，提出了相應的預防措施。

開關柜；提升泵；電氣元件；火災

1 事件經過

某日，某電廠機組正常運行。15:00，脫硫配電室380 V配電柜1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜起火延燃，燒毀鄰近2個流化風機抽風機電源抽屜柜和1個備用電源抽屜柜，運行人員手動切斷脫硫380 V段及6 kV電源，脫硫系統退出運行。20:35，搶修人員將故障點隔離后重新投入脫硫系統，機組運行恢復正常。

2 事件處理及檢查

(1) 首先將著火部位的火撲滅，如脫硫配電室380 V配電柜1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜，2個抽風機電源抽屜柜，1個備用電源抽屜柜等。

(2) 在脫硫380 V配電室敷設臨時電纜，增設抽風機將配電室內濃煙排出。

(3) 解開1、2號爐引風機回水提升泵電源所在380 V配電柜后三相電源進線母排，將故障點與系統隔離。

(4) 用吹風筒、碎布對脫硫380 V配電室內所有低壓配電抽屜柜本體及柜內電氣元器件附著的煙塵進行清潔，防止污閃事故發生。

(5) 檢查脫硫配電室其他設備、電纜層電纜、脫硫電子室設備。打開吸收塔除霧器、加熱器人孔從外部檢查吸收塔襯膠、除霧器格柵等是否正常。

(6) 1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜的三相熔斷器已被燒熔，動力接觸器、熱繼電器已被燒毀，僅剩下裸露的銅線。

(7) 解體1、2號爐引風機回水提升泵電機，發現電機B、C相線圈對地絕緣異常，阻值為0，線圈已完全燒毀；A相線圈對地絕緣正常，但線圈已開路；提升泵本體正常，無卡澀。

3 原因分析

3.1 檢查過程

(1) 檢查1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜內的動力接線，發現安裝提升泵時的銅芯線已由原1.5 mm2改為4 mm2。查看電工手冊，發現4 mm2銅芯線的安全電流為42 A，滿足提升泵電機額定電流15 A的運行要求。

(2) 檢查1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜內的熱繼電器，發現已由原T16(額定電流為10 A)改為西門子3UA54(額定電流20～32 A)，動作電流已調整到20 A，符合熱繼電器動作電流為電機額定電流1.1～1.3倍的要求。

(3) 檢查1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜內的熔斷器，發現已由原4 A熔斷器改為100 A熔斷器，作為電動機的瞬時型短路保護，按躲過正常電動機的啟動電流配置(即躲過電動機額定電流的4～7倍)，應選取60～105 A熔斷器，實際采用的熔斷器符合要求。

(4) 檢查1、2號爐引風機回水提升泵電源抽屜柜內的動力接觸器，發現為B16(額定電流為23A)接觸器，滿足提升泵電機額定電流15A的運行要求。

(5) 檢查1、2號爐引風機回水提升泵開關柜的運行情況，發現從2009年12月改造安裝完畢至事故發生前，其運行一直良好，在各個運行值啟動運行期間都未出現因柜內元器件達不到容量要求而發熱的現象。

3.2 DCS運行記錄

查DCS記錄：08:32:34，YFJTSB啟動(手動操作啟動)；08:32:36，引風機提升泵啟ALM(啟動指令發出)；08:32:39，引風機提升泵啟NR(運行狀態返回，啟動指令復位)；09:00:21，YFJTSB停止(手動操作停止)；09:00:23，引風機提升泵停ALM(停止指令發出)；09:00:26，引風機提升泵停NR(停止狀態返回，停止指令復位)；14:56:55，YFJTSB啟動(手動操作啟動)；14:56:56，引風機提升泵啟ALM(啟動指令發出)；14:57:01，提升泵電流PV=6.1A，IOP(電流超限)。

在DCS系統中，當負載電流正常緩慢上升時，電流檢測正常；當負載電流因故障瞬時上升時，由于DCS電流卡件檢測周期的限制，無法正確檢測到實際故障電流大小，只能報故障發生前存儲的電流值，此時雖然已報電流IOP超過電流40 A測量量程，但只顯示提升泵電流PV=6.1A。

14:57:01，引風機提升泵啟NR(等待運行狀態返回時間超4 s，啟動指令復位)；14:57:01引風機提升泵PV=0,ANS+(運行狀態未返回，故障報警)；14:57:37,YFJTSB啟動(手動重新操作啟動)；14:57:39，引風機提升泵啟ALM(啟動指令發出)；14:57:45，引風機提升泵PV=0，ANS+(運行狀態未返回，故障報警)；14:57:45，引風機提升泵PV=0，ANS+Recover(報警恢復正常)；14:58:04，提升泵電流PV=18.2 A，IOP Recover(電流恢復正常顯示)；14:58:05，引風機提升泵PV=2，ANS+Recover(運行狀態返回正常)。從以上記錄可以看出以下幾點：

(1) 08:32:34，啟動1、2號爐引風機回水提升泵電機，提升泵的電流不會出現IOP，即啟動電流未超過40 A，啟動指令發出3 s后狀態反饋回來復位啟動指令，電機處于正常狀態；

(2) 14:56:55及14:57:37 2次啟動提升泵電機，每次啟動都有電流IOP報警(即超過DCS顯示量程40 A)，表明第1次啟動時電機就存在故障電流；

（3）14:58:04，引風機回水提升泵電機IOP報警恢復，瞬時電流為18.2 A，此時熔斷器開始熔斷，電流下降；

(4) 15:00:03，引風機回水提升泵電機有電流IOP報警，此時熔斷器徹底熔斷，造成測量回路變送器失去電源供電，無4 mA電流輸出。

另外上述事故發生時，380 V脫硫配電段靠2號脫硫變74B供電，查其高壓側674開關電流曲線，發現在14:56:59，電流從38.5 A升至41.2 A運行，在14:58:07又恢復到38.5 A運行；折算到低壓側，即電流從600.4 A上升到648.9 A運行。檢查發現，此期間只啟動了引風機回水提升泵電機單一負荷，這表明此時提升泵電機的運行電流為48.5 A；在14:58:07-15：17:06開關拉電期間，674開關電流一直約為38.5 A。從674開關電流運行狀況來看，在整個事故發生過程中，380 V脫硫段都未發生短路事故。

3.3 電機三相絕緣

解體1、2號爐引風機回水提升泵電機，發現電機B、C相線圈對地絕緣異常，阻值為0，線圈已完全燒毀；A相線圈對地絕緣正常，但線圈已開路。檢查燒毀的抽屜電源柜，發現其100 A熔斷器已全被熔斷，熔斷器到接觸器的A相連接線與接觸器連接的觸頭完好，B、C相觸頭燒融。因此可以得出結論：電機是由于A相線圈開路缺相，造成B、C相線圈過流而燒毀的。

結合DCS記錄、電機解體情況及開關柜內元件情況分析，引風機回水提升泵電機在啟動時發生了電機本體A相缺相故障，而電動機在進入兩相電源啟動狀態時(電機轉子此時有可能未啟動旋轉)，兩相電流是額定電流的3～6倍，比正常啟動電流小，比電動機額定電流大得多(根據DCS記錄分析，缺相時運行電流為48.5 A)，造成B、C相電流增大且在DCS上顯示電流IOP；在電機缺相運行期間，提升泵電源抽屜柜內熱繼電器，未能正確反映缺相過熱動作跳開動力接觸器，或動力接觸器粘死不能斷開，造成柜內B、C相電氣元件接觸時間過長，導致電源抽屜內部元件發熱嚴重，引發電源抽屜柜著火，同時造成電機B、C相線圈燒毀、三相相熔斷器受熱熔斷。

4 預防措施

(1) 運行人員發現輔機啟動電流IOP超出正常值且啟動返回時間后，要立即停止輔機運行，不允許輔機報電流IOP后繼續運行，避免工作人員產生誤判。

(2) 維修人員利用輔機停運機會對全廠輔機控制回路進行逐一檢查，保證回路熱繼電器、熔斷器等元器件正常工作及選型合適。

(3) 維修人員檢查該廠輔機控制回路熱繼電器是否帶有缺相保護功能，利用輔機停運機會將全廠輔機熱繼電器更換為帶缺相保護功能的熱繼電器。常用的保護方法有：

① 用帶斷相保護裝置的熱繼電器作缺相保護；

② 欠電流繼電器斷相保護；

③ 零序電壓繼電器斷相保護；

④ 斷絲電壓繼電器斷相保護；

⑤ 帶飽和電流互感器保護。

2014-11-25。

羅 萼(1979-)，男，工程師，主要從事電廠電氣一、二次設備運行維護工作，email：hnkf007@126.com。