爆快速熔斷器電氣故障分析

楊守勝

摘要：對(duì)兩起不同原因引起的快速熔斷器燒毀事故的相同之處與不同之處進(jìn)行了分析與探討，對(duì)以后發(fā)現(xiàn)熔斷器燒毀事故的處理要考慮短路故障。

關(guān)鍵詞：快速熔斷器軟起動(dòng)器變頻器短路故障

1兩起事故現(xiàn)象描述

（1）160KW空壓機(jī)故障：

主要電氣設(shè)備：電機(jī)型號(hào)：F2-315L1-2-1480B35160KW380VAC一臺(tái)；軟起動(dòng)器型號(hào)：ABB公司PSTB300-600-70一個(gè)；630ABussmann170M389快速熔斷器3個(gè)。電氣原理圖如圖一。

故障描述與處理：在2017年至2018年間，該空壓機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)震動(dòng)大，噪音高的現(xiàn)象，并且兩次出現(xiàn)爆A相快速熔斷器的故障。實(shí)際檢查電機(jī)的絕緣以及電機(jī)線圈的直流電阻，沒有發(fā)現(xiàn)絕緣降低以及負(fù)荷不平衡現(xiàn)象，并且在實(shí)際運(yùn)行中觀察，電機(jī)能正常啟動(dòng)，并且在80%左右負(fù)荷情況下，運(yùn)行穩(wěn)定、正常，但一旦電機(jī)負(fù)荷加載到80%以上時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)前面所述的故障現(xiàn)象。在采取更換了軟起動(dòng)器的措施后，該故障仍不能最終排除，于是懷疑電機(jī)有匝間短路現(xiàn)象，于是將電機(jī)解體并抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)A相匝間有明顯的黑點(diǎn)，確認(rèn)該黑點(diǎn)為短路擊穿點(diǎn)，最后對(duì)電機(jī)線圈進(jìn)行重新繞制，故障最終完全處理。維修后的電機(jī)與2018年7月投入運(yùn)行，至今已經(jīng)工作超過半年，沒有再出現(xiàn)類似故障現(xiàn)象。

（2）118KW屏蔽泵故障

主要電氣設(shè)備：海密梯克屏蔽泵一臺(tái)，型號(hào)NM81W-2，118KW；ABB低壓變頻啟動(dòng)柜一面，柜內(nèi)配F302丹佛斯變頻器FC-302N132T5E20H4XG一臺(tái)，柜內(nèi)進(jìn)線上部安裝400ABussmann170M3819快速熔斷器三只。其控制原理圖如下圖2：

故障描述與處理：2018年12月20日夜間突發(fā)事故，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，DCS顯示變頻器故障，但變頻器操作面板無故障顯示。檢查發(fā)現(xiàn)三個(gè)快速熔斷器燒毀，考慮到變頻器上無故障顯示，初步判斷電機(jī)與電機(jī)進(jìn)線電纜部分沒有問題，故障發(fā)生在快速熔斷器與變頻器間，通知變頻器廠家進(jìn)行檢查與維修。經(jīng)專業(yè)檢查診斷，確認(rèn)變頻器三個(gè)整流模塊SCR燒毀，W相逆變模塊燒毀，以及W相驅(qū)動(dòng)卡燒毀，在更換了變頻器內(nèi)部燒毀部件以及快速熔斷器后，變頻器重新上電測(cè)試正常后，進(jìn)行帶載測(cè)試，并最終恢復(fù)生產(chǎn)。

2事故的相同點(diǎn)與不同之處

兩起事故的相同之處，其一是現(xiàn)象一樣，都是快速熔斷器燒毀；其二是都有短路故障發(fā)生。但其故障原因與處理方式卻不相同。其中空壓機(jī)的故障是由電機(jī)匝間短路產(chǎn)生，而屏蔽泵的故障卻是由變頻器內(nèi)部故障引發(fā)；在處理故障時(shí)，其方法也不相同，對(duì)空壓機(jī)的故障處理，最初是對(duì)電機(jī)進(jìn)行絕緣測(cè)試以及三相直流電阻的測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電機(jī)對(duì)地絕緣值與直流電阻偏差都在可接受范圍，因此當(dāng)時(shí)考慮檢查的重點(diǎn)在軟起動(dòng)器上，但當(dāng)更換軟起動(dòng)器之后仍不能最終解決問題時(shí)，才重新回到檢查電機(jī)上，并最后確認(rèn)電機(jī)發(fā)生匝間短路；屏蔽泵故障的處理，雖然一開始就準(zhǔn)確定位在變頻器上，但是為了保險(xiǎn)起見，也對(duì)電機(jī)的絕緣與直流電阻做了測(cè)試。

電機(jī)的匝間短路故障在初起時(shí)，可能只有兩根導(dǎo)線因交疊處絕緣磨壞而接觸。由于短路線匝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，使線圈發(fā)熱，電機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象，因此很難在第一時(shí)間判斷出來；但當(dāng)短路匝數(shù)足夠多時(shí)，會(huì)使熔斷器燒斷，甚至繞組燒焦冒煙時(shí)，維護(hù)人員會(huì)在第一時(shí)間應(yīng)考慮短路故障。對(duì)于同時(shí)燒毀兩相或三相熔斷器的事故，應(yīng)直接按照短路故障進(jìn)行判斷處理，需要對(duì)電纜、電機(jī)、變頻器或軟啟動(dòng)器進(jìn)行檢查測(cè)試，全部故障可能處理完畢后，才允許通電運(yùn)行。

3結(jié)語

在化工生產(chǎn)中，電氣的故障現(xiàn)象千奇百怪，處理得方法也各不相同，這就要求電氣專業(yè)技術(shù)人員，在看似相同的現(xiàn)象中，找出不同點(diǎn)，并根據(jù)故障現(xiàn)象，準(zhǔn)確分析，快速處理，為化工生產(chǎn)的連續(xù)可靠運(yùn)行提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1]《電動(dòng)機(jī)匝間短路故障剖析與處理》李紅偉，城市建設(shè)理論研究2015年第5期.

[2]《異步電動(dòng)機(jī)匝間短路故障診斷方法》楊喜林，電機(jī)與控制應(yīng)用2006年33（7）.

[3]《電機(jī)軟啟動(dòng)器在空壓機(jī)改造中的應(yīng)用》李永河，軟件2008年第5期.

[4]《ABB公司PSTB軟啟動(dòng)器用戶手冊(cè)》.

[5]《丹佛斯F302變頻器手冊(cè)》.

（作者單位：贏創(chuàng)特種化學(xué)上海有限公司）