化工電氣故障及處理措施研究

湯全城(新疆廣匯新能源有限公司，新疆 哈密 839303)

0 引言

近年來我國(guó)不斷加大新能源項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)力度，也增加了新能源企業(yè)的生產(chǎn)壓力，尤其是針對(duì)其中的化工電氣設(shè)備來說，在復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間且高負(fù)荷運(yùn)行，表現(xiàn)出故障概率較高的現(xiàn)狀，而且在發(fā)生故障時(shí)不僅會(huì)對(duì)設(shè)備造成直接損害，而且還會(huì)影響企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，甚至?xí)?dǎo)致安全事故的發(fā)生而造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。因此，在化工電氣設(shè)備運(yùn)行管理中，需要不斷總結(jié)常見故障類型并分析故障引發(fā)原因，針對(duì)性地采取預(yù)防和處理措施，降低故障概率并縮短故障時(shí)間、減輕故障造成的危害，保證企業(yè)的正常和安全生產(chǎn)。

1 化工電氣故障種類

1.1 電氣短路故障

短路故障會(huì)表現(xiàn)出電源開關(guān)跳閘的故障現(xiàn)象，也是比較常見的故障類型，容易在故障發(fā)生時(shí)導(dǎo)致電氣設(shè)備或照明控制箱等無法正常運(yùn)行，這就會(huì)對(duì)整個(gè)電路的正常運(yùn)行造成不利影響，需要做好對(duì)此故障的預(yù)防和及時(shí)處理工作。

1.2 電氣斷路故障

在電氣電纜出現(xiàn)故障而導(dǎo)致其斷開時(shí)會(huì)影響其正常運(yùn)行，如果完全斷開則會(huì)導(dǎo)致無法正常通電的現(xiàn)象，或者是導(dǎo)致接觸不良以及漏電等現(xiàn)象，也會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)行，需要做好此問題的預(yù)防工作。

1.3 電機(jī)絕緣不合格

正如前文所述，化工電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，這也對(duì)電氣設(shè)備尤其是電機(jī)的絕緣性能有著較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，如果出現(xiàn)電機(jī)絕緣不合格的現(xiàn)象，則可能會(huì)引發(fā)故障而影響其穩(wěn)定與安全運(yùn)行。

1.4 電氣設(shè)備發(fā)熱

電氣設(shè)備在正常運(yùn)行中由于有電流通過，不可避免會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，但是如果沒有做好散熱處理，或者出現(xiàn)故障而出現(xiàn)發(fā)熱異常，導(dǎo)致溫度異常升高，則容易由于局部溫度過高而導(dǎo)致出現(xiàn)漏電或火災(zāi)等事故。通常表現(xiàn)出設(shè)備內(nèi)部短路發(fā)熱或者出現(xiàn)電容器柜異常發(fā)熱等現(xiàn)象。

1.5 電氣設(shè)備異音

電氣設(shè)備正常運(yùn)行中會(huì)發(fā)出輕微且均勻穩(wěn)定的聲響，但是一旦出現(xiàn)故障，往往會(huì)表現(xiàn)出刺耳聲音或者聲音不穩(wěn)定的現(xiàn)象，因此，可以通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行中聲音的檢查來判斷其是否出現(xiàn)故障。

1.6 電機(jī)振動(dòng)

電氣設(shè)備在正常運(yùn)行中也會(huì)發(fā)生均勻穩(wěn)定的振動(dòng)現(xiàn)象，而且振幅和頻次等都在規(guī)定范圍之內(nèi)。但是一旦設(shè)備出現(xiàn)異常，容易表現(xiàn)出振幅異常增加和振動(dòng)頻次升高等現(xiàn)象，因此可以通過對(duì)振動(dòng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)來判斷其內(nèi)部是否出現(xiàn)故障，一旦監(jiān)測(cè)出振動(dòng)異常就需要停機(jī)檢查并分析異常振動(dòng)原因。

1.7 電機(jī)電流超額定值

此現(xiàn)象在電氣設(shè)備運(yùn)行也比較容易出現(xiàn)，而且往往會(huì)出現(xiàn)在循環(huán)水泵房的循環(huán)水泵中，表現(xiàn)出超電流的現(xiàn)象，而出現(xiàn)此問題時(shí)，則首先需要對(duì)超電流的位置進(jìn)行確定。

2 化工電氣故障形成的原因

2.1 短路故障原因

導(dǎo)致此故障的原因，首先是出現(xiàn)了電氣設(shè)備或其中部分元件的損壞問題，表現(xiàn)出電氣設(shè)備本身存在質(zhì)量缺陷，或者在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中出現(xiàn)了老化問題，容易在正常運(yùn)行中出現(xiàn)被擊穿而發(fā)生短路故障?；蛘呤怯捎谠谠O(shè)備設(shè)計(jì)、安裝以及使用維護(hù)的過程中由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)缺陷，也容易導(dǎo)致此故障的發(fā)生。其次是電氣設(shè)備在惡劣環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，容易在遇到大風(fēng)、低溫等惡劣天氣時(shí)出現(xiàn)架空線路被刮倒或者由于覆冰而斷線等問題，還可能會(huì)由于遭受雷擊等危害而導(dǎo)致設(shè)備過電壓或絕緣被擊穿問題，從而引發(fā)短路問題。最后是由于在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)工作人員違規(guī)操作或者由于人為疏忽而出現(xiàn)線路接錯(cuò)的問題、運(yùn)行管理不善的問題等，造成小動(dòng)物等進(jìn)入設(shè)備中，或者是在操作時(shí)出現(xiàn)帶負(fù)荷拉閘、帶接地刀閘合閘等違規(guī)操作，都容易導(dǎo)致短路故障的發(fā)生。

2.2 斷路故障原因

此故障除了由于遭受外力而出現(xiàn)線路斷線的問題，還表現(xiàn)出由于缺陷設(shè)備和線路維護(hù)，出現(xiàn)了接觸點(diǎn)松動(dòng)或脫落的問題，而且還會(huì)在出現(xiàn)熔斷器三相沒有同時(shí)熔斷的情況時(shí)導(dǎo)致斷路故障的發(fā)生。

2.3 電氣設(shè)備絕緣低的原因

正如前文所述，在電氣設(shè)備正常運(yùn)行中，發(fā)熱現(xiàn)象普遍存在，但是長(zhǎng)時(shí)間處于較高的溫度下會(huì)造成漆包線上的絕緣漆發(fā)生老化而揮發(fā)的問題，這就會(huì)降低絕緣度并導(dǎo)致電氣設(shè)備整體絕緣性能的降低。此外，電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕的環(huán)境中，或者環(huán)境中的粉塵數(shù)量較多而加劇磨損問題，都可能會(huì)導(dǎo)致絕緣老化或破損而導(dǎo)致絕緣下降的問題。不僅如此，電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中難免受到外界因素的影響而導(dǎo)致出現(xiàn)外表線路和外殼受損的問題，這也有可能降低電氣設(shè)備的外保護(hù)狀況，造成其絕緣性能的降低。

2.4 電氣設(shè)備發(fā)熱異常的原因

電氣設(shè)備中的電阻有功損害和電介質(zhì)有功損害都可能會(huì)造成異常發(fā)熱的故障，對(duì)于前者來說，對(duì)于由金屬導(dǎo)體構(gòu)成的電氣設(shè)備中的導(dǎo)電回路來說，由于其本身存在一定的電阻，在電流通過時(shí)難免會(huì)由于焦耳定律和楞次定律等而出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，也就是在電阻上出現(xiàn)了熱損耗的現(xiàn)象。對(duì)于后者來說，對(duì)于電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備來說，其絕緣結(jié)構(gòu)通常由固體/液體或氣體等電介質(zhì)材料組成，此外，在電氣設(shè)備中還存在大量的金屬導(dǎo)電材料，一旦在電氣設(shè)備運(yùn)行中使得導(dǎo)電體周圍的電介質(zhì)處于交變電場(chǎng)中，這就難免會(huì)出現(xiàn)能量損耗問題，也就是發(fā)生了介質(zhì)損耗現(xiàn)象，從而造成發(fā)熱異常。

2.5 電氣設(shè)備異響原因

此故障通常發(fā)生在電氣設(shè)備內(nèi)部配件、外接線路以及外部連接配件等部位，導(dǎo)致其出現(xiàn)異響的原因則可能是由于轉(zhuǎn)子和定子的絕緣紙之間出現(xiàn)了摩擦現(xiàn)象、出現(xiàn)了軸承磨損問題或者是油內(nèi)進(jìn)入雜物的原因、定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯出現(xiàn)了松動(dòng)的原因、軸承中的潤(rùn)滑油不足的原因、風(fēng)道被堵塞或者風(fēng)扇與風(fēng)罩摩擦的原因、定轉(zhuǎn)子鐵芯出現(xiàn)相互摩擦的原因、電源電壓過高或不平衡的原因、定子繞組出現(xiàn)了接線錯(cuò)誤或者短路等原因。

2.6 電機(jī)異常振動(dòng)的原因

電氣設(shè)備運(yùn)行中造成其異常振動(dòng)的原因也比較復(fù)雜，通常會(huì)在以下故障發(fā)生時(shí)伴隨有異常振動(dòng)的表現(xiàn)：比如出現(xiàn)軸承磨損而導(dǎo)致其間隙加大的時(shí)候、出現(xiàn)氣隙不均勻的時(shí)候、轉(zhuǎn)子不平衡的原因、轉(zhuǎn)軸彎曲的原因、鐵芯出現(xiàn)了變形或者松動(dòng)的原因、聯(lián)軸器的中心沒有與皮帶輪對(duì)正的原因、風(fēng)扇不平衡的原因、機(jī)殼或基礎(chǔ)存在強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的原因、固定電氣設(shè)備的地腳螺栓出現(xiàn)松動(dòng)的原因、轉(zhuǎn)子開焊或者出現(xiàn)短路的原因、繞線轉(zhuǎn)子短路的原因或者是定子繞組故障等原因。

2.7 電機(jī)電流超額定值的原因

導(dǎo)致此故障的原因，可能時(shí)由于泵的出口壓力過低而導(dǎo)致流量過大的原因，或者是在對(duì)比重比較大的液體進(jìn)行輸送的時(shí)候出現(xiàn)，或者是出現(xiàn)了被卡住等機(jī)械故障時(shí)出現(xiàn)了負(fù)荷增加的原因，以及出現(xiàn)三相電流不平衡的原因、密封填料過緊或者泵體故障等原因。

3 化工電氣故障的預(yù)防與處理

3.1 短路故障的預(yù)防

對(duì)于電氣設(shè)備來說應(yīng)該按照規(guī)范進(jìn)行安裝和使用，并且定期開展設(shè)備檢查維修，做好設(shè)備的保護(hù)工作以及預(yù)防性試驗(yàn)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的缺陷并進(jìn)行處理，還要做好防雨防潮等防護(hù)工作。也就是說，在設(shè)備運(yùn)行過程中需要做好日常檢查和維修工作，通過電氣保護(hù)裝置的設(shè)置，避免短路故障的發(fā)生而損壞電氣設(shè)備。

3.2 斷路故障的預(yù)防

為了預(yù)防斷路故障，通常需要針對(duì)所用的插入式熔斷器，可以在接線位置增加厚度為0.2mm的薄銅墊片來預(yù)防斷路問題。并且要做好對(duì)接線裝置的檢查工作，重點(diǎn)檢查熔體和熔座之間的接觸壓力，保證接線裝置的緊固程度達(dá)標(biāo)。在接線作業(yè)時(shí)需要控制力度，不能對(duì)熔絲造成損傷，而且要通過彈簧墊圈的應(yīng)用做好對(duì)接線位置的保護(hù)。

3.3 電機(jī)絕緣低故障的預(yù)防

首先要做好對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行中的養(yǎng)護(hù)工作，比如做好進(jìn)風(fēng)口位置的清潔工作，保證電氣設(shè)備在清潔和冷卻條件良好的環(huán)境中運(yùn)行。其次還要定期檢查電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，在定期清潔設(shè)備外表面的同時(shí)，還要重點(diǎn)做好設(shè)備內(nèi)外部的防塵工作，避免各種雜物等進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部而導(dǎo)致短路問題或者是對(duì)電機(jī)繞組絕緣層造成損傷的問題。最后還要避免這些雜質(zhì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部而影響其通風(fēng)冷卻效果，造成電機(jī)溫度升高而燒毀設(shè)備的問題。

3.4 發(fā)熱異常故障的處理

針對(duì)此類故障需要采取表面溫度和同類比較法進(jìn)行診斷，對(duì)于前者來說，就是通過測(cè)溫儀表檢測(cè)設(shè)備表面溫度，在溫度超標(biāo)時(shí)，結(jié)合超標(biāo)程度和此時(shí)的設(shè)備負(fù)荷率、設(shè)備性質(zhì)和承受機(jī)械能力的數(shù)值來判斷設(shè)備發(fā)熱故障的性質(zhì)。對(duì)于后者來說，主要是通過對(duì)三相電流致熱型設(shè)備對(duì)應(yīng)部位溫升值的比較或者是通過與同回路同類設(shè)備的比較，以及對(duì)同類型機(jī)組在同參數(shù)下的測(cè)量比較來診斷溫度異常問題。

3.5 電機(jī)異響的處理

針對(duì)此故障，可以對(duì)絕緣紙進(jìn)行修剪、對(duì)軸承進(jìn)行更換或清洗、對(duì)轉(zhuǎn)子鐵芯進(jìn)行檢修、適量增加潤(rùn)滑油、對(duì)風(fēng)道進(jìn)行清理、對(duì)電源電壓進(jìn)行檢查和調(diào)整、將定子繞組故障進(jìn)行消除等，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)異響故障的處理。

3.6 異常振動(dòng)故障的處理

針對(duì)此類故障，需要做好軸承檢修或更換工作、對(duì)氣隙進(jìn)行調(diào)整、對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡校正、對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行校直、對(duì)重疊鐵芯進(jìn)行校正、對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行檢修和校正、對(duì)地腳螺栓等進(jìn)行加固、對(duì)轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行修復(fù)等工作來消除振動(dòng)異常故障。

3.7 電機(jī)超電流故障的處理

針對(duì)此類故障，需要檢查和控制水泵轉(zhuǎn)速，如果電機(jī)揚(yáng)程低于泵揚(yáng)程而出現(xiàn)流量過大的問題，可以將水泵閥門出口關(guān)小來控制流量。針對(duì)彎曲的泵軸或者出現(xiàn)磨損的軸承要進(jìn)行檢修或更換。

4 結(jié)語

化工企業(yè)中常用的電氣設(shè)備在運(yùn)行中，由于運(yùn)行環(huán)境、外力、人員操作等原因而容易出現(xiàn)此文中所介紹的各種類型故障，文章在對(duì)這些故障的原因進(jìn)行分析之后提出了相應(yīng)的預(yù)防和處理措施，希望可以有效預(yù)防故障的發(fā)生、降低故障概率，同時(shí)也在故障發(fā)生時(shí)可以快速診斷和處理，減輕故障造成的危害，保障化工企業(yè)的正常生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。