技术丨水泥磨高压电动机运行事故的原因与处理

水泥磨高压电动机几起运行事故的原因分析与处理

１高压电动机启动过流

２００３年１１月８日，中控操作人员在启动７号水泥磨高压电动机时，发现电流指示一直处于最大量程４００Ａ处，不能回归正常工作电流值2５０～２６０Ａ（电动机启动时间为３０ｓ），且电动机启动时振动大，发出异常尖叫声，高压电动机随即自动跳停。现场检查发现，液体变阻器电阻箱中的中间一相电阻液发烫，且有蒸汽冒出，而其余两相温升在正常范围之内。经查，真空接触器（型号：ＥＶＳ－６３０）有一相真空开关管黏接，使得转子三相电阻不平衡，导致电流差动保护动作，高压电动机被迫跳闸。

原因分析：早在几天前，该电动机启动时即有启动过流现象，只是过流时间短随即恢复正常，因而没有引起足够的重视。电流差动保护的判据采用常规的工频相量，其电流差动量反映的是电流的有效值，并通过滤波消除非工频量的影响，通过带有滤波功能的算法获得所需量，因而高压线路故障暂态量衰减慢，非基波含量高，影响了差动保护的灵敏性。

因此，该电动机之前产生的几次启动过流现象，因为电流差动量及持续时间不足以使电流差动保护动作，所以能够完成高压电动机的启动过程。由此推断，真空开关管也许早有击穿现象，多次启动后，故障相的真空开关管被完全击穿，从而造成差动保护最终动作。更换该真空开关管之后，高压电动机启动过流现象随即消除。

２高压电动机规律性跳闸

２００３年７月２７～２８日，６号水泥磨高压电动机频繁出现跳闸现象，通过跟踪记录，发现其具有一定的规律性和隐蔽性。跳闸后检查，厂配、主回路、辅助回路一切正常；磨机稀油站的油压、油流量也正常，相应的联锁中间继电器也无异常现象。为尽快找到故障原因，采用“故障保持记忆法”来进行瞬态的故障查找。图１为故障保持记忆法工作原理示意图。

工作原理：图１中的Ａ、Ｂ之间为联锁控制回路，当Ａ、Ｂ之间的联锁控制回路满足条件时，Ａ、Ｂ导通。手动压下中间继电器ＫＡ的动触头，继电器因常开触点闭合而自锁；当Ａ、Ｂ之间的联锁控制回路出现故障时，ＫＡ线圈会失电。此后，即使Ａ、Ｂ之间的联锁控制回路再次恢复正常，但ＫＡ常开触点已复位，这样便将Ａ、Ｂ之间的瞬态故障保持了下来。我们从厂配电室查起，拉下高压试动作，甩开失压继电器的延时保护跳闸点并短接去液体变阻器的合闸中间继电器的常开触点之后，仍然出现跳闸现象。

由此推定，引起跳闸的原因只能是提升机、磨机前后轴承稀油站、主减速机稀油站及主电动机稀油站中的一个或几个联锁保护中间继电器瞬时掉电引起的，只是掉电之后，当条件满足时中间继电器又迅速吸合，不易被发现。我们将以上各联锁保护中间继电器进行了如图１所示的改接线，拉下高压试动作，当跳闸线圈动作时，我们在控制柜察看以上各继电器的工作情况，最终发现只有磨机前轴承稀油站用于联锁保护的中间继电器掉电释放。由此推定，磨机前轴承稀油站瞬态故障是引起高压电动机经常规律性跳闸的真正原因。

原因分析：该稀油站有２台油泵（一主一辅）。当主油泵供油不足或出现故障时，备用油泵立即启动，到油压最高设定点时停止运行。通过现场跟踪，主油泵因为磨损，造成抽油量不足，运行一段时间后，油压会逐渐下降，当下降至最低设定值时，备用泵立即启动，２台油泵同时工作。此时虽然油压显示正常，但磨机已因油压的瞬时过低而跳停。更换主油泵后，高压电动机频繁跳闸现象消除。

此外，５号磨机电动机还发生过由于连接紧急停车按钮的２芯电缆存在局部缺陷（破损），泄漏电流使电缆绝缘性能变差，最后导致高压电动机每隔半小时就跳闸的事故。

３高压电动机启动后随即跳闸

１）２００４年８月，８号水泥磨在启动后运行３０ｓ左右随即跳停（采用国产液体电阻器，使用ＳＰＣ－１００小型ＰＬＣ自动控制系统）。没有过流现象，车间联锁保护回路也正常。通过对液体变阻器进行试动作，最终发现它的传动机构在下降过程中有振动、卡位现象，且发出明显的机械摩擦声，证明液体变阻器传动机构在下降过程中受阻，使得高压电动机启动时间大于ＰＬＣ控制器所限定的时间（３０ｓ），造成ＰＬＣ延时保护，使高压电动机跳停。对传动机构的丝杆进行加油润滑之后，高压电动机启动正常。

２）２００５年４月，６号水泥磨液体变阻器大修后，高压电动机启动至真空短接开关（型号ＣＫＪ５－６００）动作时随即跳停。其控制方式为双线圈（如图２所示），开始启动时常闭触点ＫＭ保持原位，切除线圈Ｉ２和Ⅱ２，线圈Ｉ１和Ⅱ１得电强磁力吸合，吸合到位后其常闭触点ＫＭ断开，线圈Ｉ１、Ⅱ１和Ｉ２、Ⅱ２弱磁力保持吸合状态，高压电动机正常运行。由于没有对真空开关辅助触点的固定螺丝进行调整，使得其在吸合过程中动点顶杆提前顶开常闭触点ＫＭ，导致真空接触器在还没有完全吸合时就切换到了弱磁力状态，造成无法吸合，高压电动机被迫跳闸。调整辅助机构后，运行正常。

４高压电动机运行失速

１）２００３年３月，１号水泥磨高压电动机在运行中失速，再次启动后正常，但１ｈ后又出现失速现象。检查电动机及主回路没有发现任何问题，于是重点对液体变阻器进行检查。通过现场蹲守，发现试动作时一切正常，大约３０ｍｉｎ后，真空接触器吸合线圈发出噪声，用手感触接触器线圈有明显发热现象。检测其直流电阻，发现吸合线圈有匝间短路现象。更换线圈后，再也没有出现过失速现象。

２）２００５年５月，７号水泥磨大修后开机运行生产，启动后运行不到１５ｍｉｎ随即失速。检测液体变阻器的真空接触器线圈的桥式整流工作电压只有９９Ｖ左右（正常值为２６４Ｖ左右），表明桥式全波整流变成了半波整流，经查，有一桥臂上的二极管已烧毁，更换整流二极管后恢复正常。此外，５号水泥磨高压电动机发生过液体变阻器里真空接触器的桥式整流滤波电解电容漏电，使线圈的工作电压偏低，吸合不正常，造成电动机运行过程中突然失速，又瞬间恢复正常的故障。由此可见，电动机运行中失速，与短接接触器电路有关。

５高压电动机直流控制回路失压

２００５年４月，当１号水泥磨车间辅助设备启动至出磨螺旋输送机时，造成（＋４８Ｖ）直流控制回路烧保险而失压，电动机无法启动。经检测，在出磨螺旋输送机启动时，直流回路对地有２２０Ｖ交流电压。对螺旋输送机控制回路进行重点检查，发现接触器用于自锁的常开触点（交流２２０Ｖ）与用于直流回路联锁保护跳闸的常闭触点（＋４８Ｖ）间绝缘不良，导致交流２２０Ｖ电压串入＋４８Ｖ直流控制回路（此接触器为磨机大修中电工定检时新换的接触器）。更换接触器后，高压电动机正常启动。

６高压电动机集电环爆炸

高压电动机集电环极易积淀灰尘，从而使集电环三相之间的绝缘极易被破坏，造成转子相间短路爆炸。高压电动机在长期运行中，其绝缘材料会逐步老化，也会导致短路爆炸事故。

２００４年９月，７号水泥磨高压电动机（密封强冷型）集电环轴流风机烧坏，因无备用电动机，为了生产应急，临时将集电环密封罩拆除进行冷却排风，同时将集电环轴流风机的联锁跳闸点解除，高压电动机运行不到一周，集电环随即发生爆炸事故。

原因分析：集电环轴流风机解除后，集电环与电刷磨下来的粉尘不能及时排出，造成集电环相间短路爆炸。可见控制回路必须变更时要进行认真分析，避免出现设备事故。另外，我公司还出现过因集电环积尘潮湿，高压电动机在启动时集电环之间火花闪络引起爆炸的事故，以及集电环三相之间因隔离绝缘套管老化磨损造成相间短路爆炸的事故。

７结束语

电气控制系统故障，有些是有规律性的，故障发生的时间比较有规则，发生的可能性比较集中；而有些是随机的，故障发生的时间是随机的，发生的可能性比较分散。这就要求技术人员在设备维护和事故处理时要善于分类总结。同时应加强对高压电动机的日常检测和清洁维护工作，如电刷牌号必须与电动机要求的技术参数相匹配，刷握定位螺丝不能松动，电刷与滑环产生的粉尘应定期吹扫，电刷松紧度要适宜。

就本厂而言，液体变阻器故障是高压电动机不能正常工作的常见原因之一，除了要对短接真空接触器进行重点检查之外，还应注意以下事项：

１）检查液体电阻箱内的动静极板是否有锈蚀现象，传动机构的连接铜片与液体电阻箱内三相动极板之间的连接螺丝是否有松动、氧化现象。我公司曾因以上情况导致高压电动机启动缓慢，启动力矩小，启动“吃力”。

２）定期对电阻液进行加水和检测，还要定期对短接真空开关管及其线圈、整流部分、辅助机构等进行检测或调整。尤其要注意传动机构润滑是否良好，是否有卡位受阻现象。

３）液体变阻器器内的电阻液一般５-６年就要重新配制。

作者：唐全胜

机构：南华水泥有限公司

来源：《水泥》杂志

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