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水泥廠磨主電機(jī)兩突然跳停故障描述及維修方案

  1. 故障描述

  2009年5月某日11:20山東山水水泥集團(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(chǎng)發(fā)現(xiàn)主電機(jī)高壓柜微機(jī)保護(hù)裝置顯示：“一段過(guò)流速斷動(dòng)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(guò)流速斷定值設(shè)為7.34 A；電機(jī)跳停時(shí)的三相電流分別為8.62 A、8.68 A、8.81 A均超過(guò)動(dòng)作值系 “一段過(guò)流”保護(hù)動(dòng)作而引起主電機(jī)跳停。根據(jù)上述情況，柴油車尾氣分析儀電氣人員進(jìn)行了如下排查：

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

  （2）測(cè)量轉(zhuǎn)子電纜絕緣：相間、對(duì)地絕緣值都在200 MΩ以上（500 V搖表）亦正常；

  （3）測(cè)量定子繞組絕緣：相間、對(duì)地絕緣值都在200 MΩ（2 500 V搖表）以上正常；

  （4）測(cè)量轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣：也在200 MΩ（500 V搖表）以上正常；

  （5）檢查水電阻啟動(dòng)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(cè)量電機(jī)定子直流電阻情況亦正常；

  （8）測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子直流電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一相開(kāi)路。

  于是將電機(jī)前、后端蓋打開(kāi)發(fā)現(xiàn)電機(jī)前端（負(fù)載端）轉(zhuǎn)子端部的三個(gè)星形連接點(diǎn)一處開(kāi)焊、一處裂紋、第三處沒(méi)有異常，測(cè)振儀接點(diǎn)處環(huán)形銅排存在松動(dòng)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(chǎng)查看情況后認(rèn)為：銅排松動(dòng)引起轉(zhuǎn)子星形連接點(diǎn)開(kāi)焊斷裂斷裂瞬間引起運(yùn)行電流增大導(dǎo)致一段過(guò)流保護(hù)跳停。于是用銀焊修復(fù)開(kāi)焊的連接點(diǎn)并固定松動(dòng)的銅排。

  搶修工作至次日8∶15結(jié)束歷時(shí)約20 h 8∶20磨機(jī)正常開(kāi)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(guò)流速斷動(dòng)作”。三相電流分別為19.87 A、19.75 A、19.25 A都大大超出動(dòng)作設(shè)定值；有了上次經(jīng)驗(yàn)，testo330煙氣分析儀斷定是電機(jī)故障引起保護(hù)跳停并推測(cè)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(kāi)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(guò)測(cè)量后斷定電機(jī)定子一相接地、轉(zhuǎn)子接地。昨日處理過(guò)的部位（即星點(diǎn)焊接處）完好無(wú)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(dòng)、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。

  2. 應(yīng)對(duì)措施

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

  得知集團(tuán)某個(gè)正在建設(shè)的項(xiàng)目有同廠家、同規(guī)格型號(hào)的電機(jī)后公司派人連夜趕往項(xiàng)目工地組織調(diào)運(yùn)同時(shí)迅速邀請(qǐng)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(lái)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(bào)價(jià)等。

  借用的新電機(jī)經(jīng)過(guò)調(diào)運(yùn)、安裝、調(diào)試僅用54 h就順利實(shí)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(shí)間。

  3. 原因分析

  兩次電機(jī)跳停前的生產(chǎn)過(guò)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(lái)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(shí)的維護(hù)、保養(yǎng)不及時(shí)有很大的關(guān)系。該電機(jī)自投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)率一直處于比較高的水平卻從沒(méi)有進(jìn)行較全面的維護(hù)、保養(yǎng)（只是更換過(guò)碳刷）。轉(zhuǎn)子星形連接點(diǎn)的焊接裂紋、開(kāi)焊主要是由于銅排松動(dòng)引起運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受力加大造成但也可能是存在虛焊、焊不透等問(wèn)題在運(yùn)行中受力和熱的作用造成焊點(diǎn)裂紋、脫焊。運(yùn)行中轉(zhuǎn)子星形連接點(diǎn)的開(kāi)焊導(dǎo)致負(fù)荷電流突然增高引起一段過(guò)流速斷保護(hù)動(dòng)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(diǎn)焊接質(zhì)量較差）。電機(jī)長(zhǎng)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(diǎn)開(kāi)焊、松動(dòng)、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(shí)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(lái)電機(jī)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行造成的繞組多處絕緣老化、開(kāi)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；維修方對(duì)維修周期作出承諾確保按時(shí)完工并返廠；具體實(shí)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(shí)間就完成了整機(jī)大修和測(cè)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(yàn)教訓(xùn)

  通過(guò)這次事故使我們深刻認(rèn)識(shí)到：對(duì)于高壓大型電機(jī)應(yīng)樹(shù)立定期保養(yǎng)、定期大修、定期進(jìn)行預(yù)防性測(cè)試的觀念。預(yù)防性測(cè)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(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中其絕緣材料會(huì)隨著運(yùn)行周期、工況變化而逐步老化因此測(cè)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(wú)短路焊接點(diǎn)、接頭部位有無(wú)缺陷發(fā)熱問(wèn)題。通過(guò)這些預(yù)防性測(cè)試結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)電動(dòng)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(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。這項(xiàng)工作非常重要對(duì)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(duì)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(zhǎng)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。

(責(zé)任編輯：鐘婷）