大功率電動(dòng)機(jī)的火災(zāi)危險(xiǎn)和防火措施

耿慶魯，白海斌

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253007)

大功率電動(dòng)機(jī)的火災(zāi)危險(xiǎn)和防火措施

耿慶魯*，白海斌

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253007)

氯堿企業(yè)；大功率電動(dòng)機(jī)；火災(zāi)危險(xiǎn)；預(yù)防措施

分析了氯堿企業(yè)引起大功率電動(dòng)機(jī)火災(zāi)的因素，提出了預(yù)防大功率電動(dòng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)的措施，并指出了使用大功率電動(dòng)機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)及其巡檢項(xiàng)目。

電動(dòng)機(jī)是氯堿廠常用的動(dòng)力機(jī)械，在機(jī)電系統(tǒng)安全運(yùn)行中起主要作用。為防止大功率電動(dòng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)事故，須查找電動(dòng)機(jī)起火的主要原因，采取相應(yīng)的防火措施。大功率電動(dòng)機(jī)分高壓電動(dòng)機(jī)和低壓電動(dòng)機(jī)兩種，兩者差別如下：①大功率電動(dòng)機(jī)的高壓電動(dòng)機(jī)電流小、扭力大，更加穩(wěn)定、節(jié)能、效率高，成本比低壓大功率電動(dòng)機(jī)大，工作環(huán)境要求高；②低壓大功率電動(dòng)機(jī)，電流大，穩(wěn)定性差，能耗較大；③高壓電動(dòng)機(jī)銅損小，200 kW以上使用高壓電動(dòng)機(jī)較多。

1 電動(dòng)機(jī)起火的主要原因[1]

由于各種故障，運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)繞組會(huì)發(fā)生過電流引起的過熱，燒毀絕緣材料后起火。造成電動(dòng)機(jī)過熱和燒毀的原因很多，一般有如下11種。

1.1三相電壓過高或過低都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過熱

當(dāng)電壓過高時(shí)，電動(dòng)機(jī)的繞組電流就增大，使繞組發(fā)熱超過容許值引起絕緣損壞后，就會(huì)短路起火；如電壓過低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降、定子繞組的阻抗下降，就會(huì)引起電流增大，因過熱燒毀絕緣材料后，短路起火。

1.2三相電壓不平衡對(duì)稱

一般是由電網(wǎng)或是由電動(dòng)機(jī)故障引起的。若加在電動(dòng)機(jī)上的三相電壓不對(duì)稱，則運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)的多種損耗會(huì)增大，將引起電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱。一般要求三相電壓之間的差值不超過5%，電動(dòng)機(jī)可在額定功率下維持長期運(yùn)行。

1.3缺相運(yùn)行

大多是電動(dòng)機(jī)的三相電源中有一相斷路或繞組中有一相斷路。如缺相情況發(fā)生在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，雖尚能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，其他兩相中的電流將比正常工作電流增加1.7～1.8倍，極易燒毀繞組，所以電動(dòng)機(jī)不能長時(shí)間缺相運(yùn)行。

1.4“小馬拉大車”

“小馬拉大車”可引起電動(dòng)機(jī)過載，電動(dòng)機(jī)會(huì)因過電流引起的過熱而燒毀絕緣材料，最后引起短路起火。

1.5繞組接線有錯(cuò)誤

主要是外部接線錯(cuò)誤，如在檢修時(shí)繞組的某極相組有一只或幾只線圈嵌反或極相組接錯(cuò)，都會(huì)使電動(dòng)機(jī)振動(dòng)、有異常聲響或轉(zhuǎn)速過低、三相電流嚴(yán)重不平衡及繞組過熱而被燒毀。

1.6定子或轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生各種短路

如電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)生相間短路，繞組因過電流而過熱，引發(fā)繞組起火。如定子繞組的線圈絕緣損壞，導(dǎo)體相互接觸后，便形成匝間短路。因匝間線圈流過很大的環(huán)流，三相電流不平衡，會(huì)使線圈嚴(yán)重發(fā)熱而被燒毀。

1.7絕緣損壞

由于長期過載使用、受潮濕環(huán)境或腐蝕性氣體侵蝕、金屬異物掉入機(jī)殼內(nèi)、頻繁啟動(dòng)、瞬間過電壓等，會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組絕緣損壞或絕緣能力降低，形成相間和匝間短路，引發(fā)火災(zāi)。絕緣電阻過低也會(huì)使運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)的繞組絕緣易受損壞和擊穿，引發(fā)各種短路而發(fā)生崩燒事故。

1.8機(jī)械摩擦

當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸承損壞時(shí)，摩擦增大，出現(xiàn)局部過熱，潤滑脂變稀而溢出軸承，從而加劇了軸承溫度升高。軸承損壞嚴(yán)重時(shí)可使定子、轉(zhuǎn)子摩損或者電動(dòng)機(jī)軸被卡，從而產(chǎn)生高溫或繞組短路而引發(fā)火災(zāi)。

1.9選型不當(dāng)

應(yīng)根據(jù)不同的使用場所選擇不同類型的電動(dòng)機(jī)。如在易燃易爆場所使用普通防護(hù)電動(dòng)機(jī)，則當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，產(chǎn)生的高溫或火花可引燃可爆炸物，引發(fā)火災(zāi)或者爆炸。

1.10鐵芯消耗過大

如果電動(dòng)機(jī)鐵芯的硅鋼片質(zhì)量、規(guī)格、絕緣強(qiáng)度等不符合要求，會(huì)使渦流損耗增加而引起鐵芯發(fā)熱和繞組過載，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)火災(zāi)。

1.11接地不良

當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)生短路時(shí)，如果接地保護(hù)不良，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)外殼帶電，可引起人身觸電事故，也會(huì)使機(jī)殼發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)引燃周圍可燃物而引發(fā)火災(zāi)。

2 預(yù)防電動(dòng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)的措施

2.1合理選擇功率和型號(hào)

應(yīng)考慮傳動(dòng)過程中功率的損失和對(duì)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率的需求選擇合適功率的電動(dòng)機(jī)。還應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境、運(yùn)行方式和生產(chǎn)工況等因素，主要是防潮、防腐、防塵、防爆等對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求，合理選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。

2.2合理選擇啟動(dòng)方式

三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式包括直接啟動(dòng)、降壓啟動(dòng)兩種。其中直接啟動(dòng)適用于功率較小的異步電動(dòng)機(jī)。降壓啟動(dòng)包括星—三角形啟動(dòng)、定子串電阻啟動(dòng)、自耦變壓器啟動(dòng)、軟啟動(dòng)器啟動(dòng)、變頻器啟動(dòng)等，適用于各種功率的電動(dòng)機(jī)。因此，在使用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、容量、電源等情況選擇合適的啟動(dòng)方式。

2.3正確安裝電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在不燃材料制成的機(jī)座上，電動(dòng)機(jī)機(jī)座的基礎(chǔ)與建筑物或其他設(shè)備之間應(yīng)留出距離不小于1 m的通道，附近無可燃物，與周圍有足夠的放熱距離。

電動(dòng)機(jī)附近不準(zhǔn)堆放可燃物，附近地面不應(yīng)有油漬、油棉紗等易燃物。

2.4設(shè)置符合要求的保護(hù)裝置

不同類型的電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用相適合的保護(hù)裝置，例如中小容量低壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置應(yīng)具有短路保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、過載保護(hù)、斷線保護(hù)、低壓保護(hù)、漏電保護(hù)、繞組溫度保護(hù)等功能。大容量高壓電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置應(yīng)具有差動(dòng)保護(hù)、速斷保護(hù)、過壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、低壓保護(hù)、單相接地保護(hù)、繞組溫度保護(hù)等功能。

2.5啟動(dòng)符合規(guī)范要求

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)按照規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)和外觀檢查。所有試驗(yàn)應(yīng)符合要求，機(jī)械及電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)完好無異狀。電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻應(yīng)符合要求，380 V及以下電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻應(yīng)不小于0.5 MΩ，6 kV高壓電動(dòng)機(jī)絕緣電阻應(yīng)不小于6 MΩ，10 kV高壓電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻應(yīng)不小于10 MΩ。電動(dòng)機(jī)不允許頻繁啟動(dòng)，冷態(tài)下啟動(dòng)次數(shù)不應(yīng)超過5次，熱態(tài)下啟動(dòng)次數(shù)不應(yīng)超過2次。

2.6加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)對(duì)電流、電壓、溫升、聲音、振動(dòng)、傳動(dòng)裝置的狀況等進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)視，當(dāng)參數(shù)超出允許值或出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)立即停止運(yùn)行，檢查原因，排除故障。

2.7加強(qiáng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)做好防雨、防潮、防塵和降溫等，保持軸承潤滑良好，電動(dòng)機(jī)周圍保持環(huán)境整潔。

2.8電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度

嚴(yán)格控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度，運(yùn)行時(shí)溫升一般不得超過55 ℃。

2.9防止電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行

若負(fù)載超過電動(dòng)機(jī)的額定功率、或臨時(shí)電壓過低以及電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行都會(huì)形成電動(dòng)機(jī)過熱、振動(dòng)、冒火花、聲響異樣、同步性差等情況，有時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)，引燃四周可燃物。

2.10嚴(yán)格操作規(guī)程

發(fā)現(xiàn)不安全因素，須及時(shí)排除，電動(dòng)機(jī)使用完畢，應(yīng)及時(shí)切斷電源。

3 使用大功率電動(dòng)機(jī)的注意事項(xiàng)

(1)電動(dòng)機(jī)過熱而電流未升高的起火原因是環(huán)境溫度過高(超過40 ℃)，通風(fēng)、冷卻系統(tǒng)故障，缺少維護(hù)保養(yǎng)，無防護(hù)裝置等。要針對(duì)這些情況采取相應(yīng)的措施，避免火災(zāi)。

(2)為降低啟動(dòng)電流、不影響供電變壓器瞬間激增受損壞、不使線路電壓降低而影響其他設(shè)備用電及電動(dòng)機(jī)過熱而引起燒毀，要求重載啟動(dòng)或空載啟動(dòng)的大功率電動(dòng)機(jī)都加裝軟啟動(dòng)器。

(3)加強(qiáng)絕緣薄弱環(huán)節(jié)的處理，定期檢查端部連線以及引出線絕緣狀況，對(duì)龜裂的引出線要及時(shí)更換，對(duì)三相引出線加裝絕緣套管，對(duì)定子老化的部位要浸環(huán)氧樹脂漆。清掃擦拭定子線圈時(shí)，用白布擦拭，防止水滴滲透到局部破損絕緣中使絕緣降低。

(4)認(rèn)真檢查籠條。大修中要認(rèn)真檢查轉(zhuǎn)子籠條在槽內(nèi)的緊固情況，對(duì)松動(dòng)的要加固，以減少啟動(dòng)時(shí)的位移，并要及時(shí)更換發(fā)生金屬疲勞的籠條。

(5)采用高啟動(dòng)性能電動(dòng)機(jī)。

采用YGD 1000-10/1060型高啟動(dòng)性能雙定子高壓籠型異步電動(dòng)機(jī)(1 000 kW，電壓6 kV，國產(chǎn))能較好地解決重載、全壓、頻繁啟停工況下，轉(zhuǎn)子斷裂、定子線圈經(jīng)常過熱燒損這一問題。

4 大功率電動(dòng)機(jī)巡檢項(xiàng)目

(1)檢查電動(dòng)機(jī)外殼、軸承油蓋，判斷溫度、振動(dòng)是否正常，必要時(shí)使用測溫槍測量溫度，正常應(yīng)在90 ℃以下，一般運(yùn)行溫度在65 ℃以內(nèi)。

(2)使用聽棒聽電動(dòng)機(jī)本體是否有異聲，兩端軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正常。

(3)電動(dòng)機(jī)工作電流是否在額定電流范圍內(nèi)，電壓是否正常。

(4)電動(dòng)機(jī)本體是否干凈，冷卻風(fēng)扇、冷卻通道是否正常通暢，空氣進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng)應(yīng)無堵塞和油漬。

(5)定期檢查電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，并使之在合格范圍內(nèi)。

(6)電動(dòng)機(jī)的外部檢查，要求各螺栓緊固、配件齊全、接地良好。

(7)電動(dòng)機(jī)的外殼、風(fēng)扇罩、風(fēng)扇是否有破損，風(fēng)扇罩網(wǎng)上是否堵有雜物影響散熱。

(8)電動(dòng)機(jī)是否有異味。

(9)電動(dòng)機(jī)的滾動(dòng)軸承不能超過95 ℃、滑動(dòng)軸承不能超過80 ℃。

(10)電動(dòng)機(jī)開關(guān)接線有無過熱，保護(hù)動(dòng)作值是否正確。

5 結(jié)語

隨著氯堿廠大功率電動(dòng)機(jī)使用量的不斷增加，由電動(dòng)機(jī)引發(fā)的事故和火災(zāi)也日趨增多，加強(qiáng)固定式滅火裝置的管理，積極預(yù)防電動(dòng)機(jī)發(fā)生火災(zāi)，保證電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置可靠動(dòng)作，有效預(yù)防和及時(shí)撲滅火災(zāi)事故，才能保障人身和財(cái)產(chǎn)安全。

[1] 唐黎標(biāo).電動(dòng)機(jī)的火災(zāi)危險(xiǎn)和防火措施[J].安全與健康月刊，2004 (11)：28-29.

[編輯：費(fèi)紅麗]

Fireriskofhighpowermotorsandfirepreventionmeasures

GENGQinglu,BAIHaibin

(Dezhou Shihua Chemical Co. Ltd., Dezhou 253007, China)

chlor-alkali enterprise; high power motor; fire risk; preventive measures

The factors causing fire of high power motors in chlor-alkali enterprises are analyzed. Some measures to prevent high power motors from firing are proposed. The matters needing attention in operating high power motors and inspection items are pointed out.

TM46

B

1008-133X(2017)08-0023-03

耿慶魯(1967—)，男，高級(jí)電氣工程師，1992年畢業(yè)于成都科技大學(xué)電力工程系電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)，一直從事氯堿生產(chǎn)的發(fā)電、輸電、配電及整流裝置的設(shè)計(jì)、安裝和改造工作，現(xiàn)任德州實(shí)華化工有限公司熱電車間電氣主任。

2017-05-25