水泥磨主電機(jī)兩次跳停的原因及處理

1 事故經(jīng)過

2009年5月某日11:20，我集團(tuán)某公司的水泥磨主電機(jī)在運(yùn)行中突然跳停，電氣人員迅速到達(dá)現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)主電機(jī)高壓柜微機(jī)保護(hù)裝置顯示：“一段過流速斷動作”。

微機(jī)保護(hù)裝置的參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)顯示：一段過流速斷定值設(shè)為7.34 A；電機(jī)跳停時的三相電流分別為8.62 A、8.68 A、8.81 A，均超過動作值，系 “一段過流”保護(hù)動作而引起主電機(jī)跳停。根據(jù)上述情況，電氣人員進(jìn)行了如下排查：

（1）測量定子電纜絕緣：高壓開關(guān)柜至主電機(jī)、高壓柜至電容補(bǔ)償柜的電纜相間、對地絕緣值都在200 MΩ以上（2 500 V搖表），屬于正常；

（2）測量轉(zhuǎn)子電纜絕緣：相間、對地絕緣值都在200 MΩ以上（500 V搖表），亦正常；

（3）測量定子繞組絕緣：相間、對地絕緣值都在200 MΩ（2 500 V搖表）以上，正常；

（4）測量轉(zhuǎn)子對地絕緣：也在200 MΩ（500 V搖表）以上，正常；

（5）檢查水電阻啟動柜的短接接觸器、銅排等，未發(fā)現(xiàn)異常；

（6）檢查電機(jī)集電環(huán)、碳刷、引線等，未發(fā)現(xiàn)異常；

（7）測量電機(jī)定子直流電阻，情況亦正常；

（8）測量電機(jī)轉(zhuǎn)子直流電阻時，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一相開路。

于是將電機(jī)前、后端蓋打開，發(fā)現(xiàn)電機(jī)前端（負(fù)載端）轉(zhuǎn)子端部的三個星形連接點一處開焊、一處裂紋、第三處沒有異常，接點處環(huán)形銅排存在松動跡象。

由于受工具、材料的限制，公司立即聯(lián)系當(dāng)?shù)匾患译姍C(jī)專業(yè)維修廠，其專業(yè)人員到現(xiàn)場查看情況后，認(rèn)為：銅排松動引起轉(zhuǎn)子星形連接點開焊斷裂，斷裂瞬間引起運(yùn)行電流增大，導(dǎo)致一段過流保護(hù)跳停。于是用銀焊修復(fù)開焊的連接點，并固定松動的銅排。

搶修工作至次日8∶15結(jié)束，歷時約20 h， 8∶20磨機(jī)正常開啟。

運(yùn)行約4 h（中午12:11），電機(jī)再次跳停，微機(jī)保護(hù)裝置顯示“一段過流速斷動作”。三相電流分別為19.87 A、19.75 A、19.25 A，都大大超出動作設(shè)定值；有了上次經(jīng)驗，斷定是電機(jī)故障引起保護(hù)跳停，并推測故障情況較為嚴(yán)重。

電氣人員直接將電機(jī)前、后端蓋打開，檢查電機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組，發(fā)現(xiàn)定子端部附近多處絕緣擊穿、接地放炮；通過測量后斷定電機(jī)定子一相接地、轉(zhuǎn)子接地。昨日處理過的部位（即星點焊接處）完好無損；將電機(jī)轉(zhuǎn)子抽出約400 mm后，看到電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯端面一處壓板松動、甩出，將電機(jī)定子繞組多處劃傷，在損傷嚴(yán)重處擊穿接地。如圖1、圖2所示。

2 應(yīng)對措施

根據(jù)情況判定，該電機(jī)短時間內(nèi)不可能修復(fù)，時值生產(chǎn)銷售旺季，公司隨即第一時間向集團(tuán)匯報，懇請集團(tuán)協(xié)調(diào)可暫時代用的電機(jī)。

得知集團(tuán)某個正在建設(shè)的項目有同廠家、同規(guī)格型號的電機(jī)后，公司派人連夜趕往項目工地組織調(diào)運(yùn)，同時迅速邀請具備此類電機(jī)維修能力的數(shù)家企業(yè)的技術(shù)人員來公司，進(jìn)行招投標(biāo)，明確要求他們提出自己的技術(shù)方案、工期保證、工程報價等。

借用的新電機(jī)經(jīng)過調(diào)運(yùn)、安裝、調(diào)試，僅用54 h，就順利實現(xiàn)了帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，最大限度地減少了水泥磨停機(jī)時間。

3 原因分析

兩次電機(jī)跳停前的生產(chǎn)過程中，電機(jī)的各種運(yùn)行參數(shù)都一直很穩(wěn)定。電機(jī)負(fù)荷不高，一直維持在80%左右（該電機(jī)額定電流241 A，運(yùn)行電流194.6 A）；電機(jī)軸瓦溫度不高，一直維持在50～55 ℃左右；電機(jī)繞組溫度雖然較穩(wěn)定，但自生產(chǎn)線投運(yùn)以來，此電機(jī)的繞組溫度一直保持很高的水平（5月份為110 ℃），夏季都在130 ℃左右。

分析認(rèn)為，該電機(jī)的兩次故障，都是由于電機(jī)質(zhì)量存在著較大缺陷造成，但也與平時的維護(hù)、保養(yǎng)不及時有很大的關(guān)系。該電機(jī)自投產(chǎn)以來，運(yùn)轉(zhuǎn)率一直處于比較高的水平，卻從沒有進(jìn)行較全面的維護(hù)、保養(yǎng)（只是更換過碳刷）。轉(zhuǎn)子星形連接點的焊接裂紋、開焊，主要是由于銅排松動引起運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受力加大造成，但也可能是存在虛焊、焊不透等問題，在運(yùn)行中受力和熱的作用，造成焊點裂紋、脫焊。運(yùn)行中轉(zhuǎn)子星形連接點的開焊，導(dǎo)致負(fù)荷電流突然增高，引起一段過流速斷保護(hù)動作，造成前面提到的第一次停機(jī)。

第二次停機(jī)，也是由于電機(jī)存在著較大的質(zhì)量缺陷（主要是壓板的焊點焊接質(zhì)量較差）。電機(jī)長期運(yùn)行中，在轉(zhuǎn)子的離心力、轉(zhuǎn)子電流發(fā)熱等因素作用下出現(xiàn)壓板焊點開焊、松動、脫落，導(dǎo)致壓板甩出，將定子繞組劃傷、絕緣破壞，并在損壞最嚴(yán)重處造成定子擊穿接地，定繞組多處燒毀；轉(zhuǎn)子壓鐵在刮擦定子線圈的同時受到定子的反作用力，使轉(zhuǎn)子線棒變形斷裂，造成轉(zhuǎn)子接地。

4 維修方案及效果

由于轉(zhuǎn)子、定子線圈多處擊穿、放炮，且自2003年以來電機(jī)長期高溫運(yùn)行造成的繞組多處絕緣老化、開裂，為了不給以后的生產(chǎn)運(yùn)行留下安全隱患，分清甲乙雙方責(zé)任，在調(diào)查論證的基礎(chǔ)上，公司制定了整機(jī)大修方案：定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組全部更換，并盡可能地進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)容、增大負(fù)載能力，以降低定子溫度；維修方（乙方）對設(shè)備的整體性能負(fù)全部責(zé)任，保證維修出廠電機(jī)的所有技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)都能達(dá)到行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)；維修方對維修周期作出承諾，確保按時完工并返廠；具體實施方案和技術(shù)保證措施，由維修方以合同附件的形式提出。

由于決策正確、組織有力、措施得當(dāng)，維修方只用了15 d的時間，就完成了整機(jī)大修和測試。電機(jī)重新安裝調(diào)試后，由于進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臄U(kuò)容（約10%），電機(jī)運(yùn)行電流下降了15 A（約8%），定子溫度下降了20 ℃，效果非常理想。

5 經(jīng)驗教訓(xùn)

通過這次事故，使我們深刻認(rèn)識到：對于高壓大型電機(jī)，應(yīng)樹立定期保養(yǎng)、定期大修、定期進(jìn)行預(yù)防性測試的觀念。預(yù)防性測試，包括線圈直流電阻值、絕緣材料交直流電壓的耐壓值，都非常重要。電動機(jī)在運(yùn)行過程中，其絕緣材料會隨著運(yùn)行周期、工況變化而逐步老化，因此測量各相線圈的直流阻值是否平衡，以便發(fā)現(xiàn)線圈匝間、相間有無短路，焊接點、接頭部位有無缺陷發(fā)熱問題。通過這些預(yù)防性測試，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)檢測，可以發(fā)現(xiàn)電動機(jī)本身存在的靜態(tài)事故隱患，以便將這些易造成重大毀壞性事故的問題消滅在萌芽狀態(tài)，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。這項工作非常重要，對于已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)多年的或運(yùn)行狀況欠佳的設(shè)備，每年均應(yīng)進(jìn)行。對于技術(shù)力量、設(shè)備（工具）有限的企業(yè)，可與專業(yè)維修廠家建立長期合作關(guān)系，借助他們的力量搞好高壓大型電機(jī)的定期保養(yǎng)、維護(hù)工作。