王 燕 趙子軍 山東山水水泥集團有限公司（250307）
左緒利 煙臺山水水泥有限公司（265323）
1 事故經過
2009年5月某日11:20，我集團某公司的水泥磨主電機在運行中突然跳停，電氣人員迅速到達現場，發現主電機高壓柜微機保護裝置顯示：“一段過流速斷動作”。
微機保護裝置的參數及歷史數據顯示：一段過流速斷定值設為7.34 A；電機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”保護動作而引起主電機跳停。根據上述情況，電氣人員進行了如下排查：
（1）測量定子電纜絕緣：高壓開關柜至主電機、高壓柜至電容補償柜的電纜相間、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，未發現異常；
（6）檢查電機集電環、碳刷、引線等，未發現異常；
（7）測量電機定子直流電阻，情況亦正常；
（8）測量電機轉子直流電阻時，發現轉子一相開路。
于是將電機前、后端蓋打開，發現電機前端（負載端）轉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，接點處環形銅排存在松動跡象。
由于受工具、材料的限制，公司立即聯系當地一家電機專業維修廠，其專業人員到現場查看情況后，認為：銅排松動引起轉子星形連接點開焊斷裂，斷裂瞬間引起運行電流增大，導致一段過流保護跳停。于是用銀焊修復開焊的連接點，并固定松動的銅排。
搶修工作至次日8∶15結束，歷時約20 h， 8∶20磨機正常開啟。
運行約4 h（中午12:11），電機再次跳停，微機保護裝置顯示“一段過流速斷動作”。三相電流分別為19.87 A、19.75 A、19.25 A，都大大超出動作設定值；有了上次經驗，斷定是電機故障引起保護跳停，并推測故障情況較為嚴重。
電氣人員直接將電機前、后端蓋打開，檢查電機定、轉子繞組，發現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定子一相接地、轉子接地。昨日處理過的部位（即星點焊接處）完好無損；將電機轉子抽出約400 mm后，看到電機轉子鐵芯端面一處壓板松動、甩出，將電機定子繞組多處劃傷，在損傷嚴重處擊穿接地。如圖1、圖2所示。
2 應對措施
根據情況判定，該電機短時間內不可能修復，時值生產銷售旺季，公司隨即第一時間向集團匯報，懇請集團協調可暫時代用的電機。
得知集團某個正在建設的項目有同廠家、同規格型號的電機后，公司派人連夜趕往項目工地組織調運，同時迅速邀請具備此類電機維修能力的數家企業的技術人員來公司，進行招投標，明確要求他們提出自己的技術方案、工期保證、工程報價等。
借用的新電機經過調運、安裝、調試，僅用54 h，就順利實現了帶負荷運轉，最大限度地減少了水泥磨停機時間。
3 原因分析
兩次電機跳停前的生產過程中，電機的各種運行參數都一直很穩定。電機負荷不高，一直維持在80%左右（該電機額定電流241 A，運行電流194.6 A）；電機軸瓦溫度不高，一直維持在50～55 ℃左右；電機繞組溫度雖然較穩定，但自生產線投運以來，此電機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。
分析認為，該電機的兩次故障，都是由于電機質量存在著較大缺陷造成，但也與平時的維護、保養不及時有很大的關系。該電機自投產以來，運轉率一直處于比較高的水平，卻從沒有進行較全面的維護、保養（只是更換過碳刷）。轉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轉過程中受力加大造成，但也可能是存在虛焊、焊不透等問題，在運行中受力和熱的作用，造成焊點裂紋、脫焊。運行中轉子星形連接點的開焊，導致負荷電流突然增高，引起一段過流速斷保護動作，造成前面提到的第一次停機。
第二次停機，也是由于電機存在著較大的質量缺陷（主要是壓板的焊點焊接質量較差）。電機長期運行中，在轉子的離心力、轉子電流發熱等因素作用下出現壓板焊點開焊、松動、脫落，導致壓板甩出，將定子繞組劃傷、絕緣破壞，并在損壞最嚴重處造成定子擊穿接地，定繞組多處燒毀；轉子壓鐵在刮擦定子線圈的同時受到定子的反作用力，使轉子線棒變形斷裂，造成轉子接地。
4 維修方案及效果
由于轉子、定子線圈多處擊穿、放炮，且自2003年以來電機長期高溫運行造成的繞組多處絕緣老化、開裂，為了不給以后的生產運行留下安全隱患，分清甲乙雙方責任，在調查論證的基礎上，公司制定了整機大修方案：定子繞組、轉子繞組全部更換，并盡可能地進行適當的擴容、增大負載能力，以降低定子溫度；維修方（乙方）對設備的整體性能負全部責任，保證維修出廠電機的所有技術參數、性能指標都能達到行業或國家標準；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，維修方只用了15 d的時間，就完成了整機大修和測試。電機重新安裝調試后，由于進行了適當的擴容（約10%），電機運行電流下降了15 A（約8%），定子溫度下降了20 ℃，效果非常理想。
5 經驗教訓
通過這次事故，使我們深刻認識到：對于高壓大型電機，應樹立定期保養、定期大修、定期進行預防性測試的觀念。預防性測試，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。電動機在運行過程中，其絕緣材料會隨著運行周期、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，以便發現線圈匝間、相間有無短路，焊接點、接頭部位有無缺陷發熱問題。通過這些預防性測試，結合運行狀態檢測，可以發現電動機本身存在的靜態事故隱患，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，避免造成更大的經濟損失。這項工作非常重要，對于已經運轉多年的或運行狀況欠佳的設備，每年均應進行。對于技術力量、設備（工具）有限的企業，可與專業維修廠家建立長期合作關系，借助他們的力量搞好高壓大型電機的定期保養、維護工作。
