李思国

摘 要：分析了某公司2014-05技改后发生的引风机电机接线盒内部短路故障，并提出了解决措施。

关键词：引风机电机；接线盒；电缆；短路故障

中图分类号：TM921 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.136

1 事件过程

2014-05-16T13：50左右，某公司4#炉B引风机电机主接线盒内发生短路跳闸。电气人员在停电后检查发现，接线盒内存在明显的短路故障，接线盒窥视窗玻璃被震碎、破裂，散落在电机周围地面上，窥视窗的密封胶条落在接线盒下侧电机的平台上，接线盒内有塑料燃烧时浓郁的刺鼻气味，内壁被烟气熏黑，电机接线端子处有严重的烧熔现象，靠近接线端子的接线盒内壁有放射状飞溅熔铜渣点。此外，在给电机供电的3根10 kV电缆中，中间的1根A相有豌豆大小的熔洞。

继保人员对4#机B引风机开关保护装置进行了检查，B引风机WDZ-431EX电动机差动保护装置存在比率差动保护动作，动作值为：DIa=24.85 A、DIb=20.50 A、DIc=20.96 A、Hia=125.46 A。

此外，该装置还存在差动速断保护动作，动作值为：DIa=10.87 A、DIb=9.95 A、DIc=2.67 A、Hia=5.60 A。

WDZ-430EX电动机综合保护测控装置存在电流速断保护动作，动作值为：Ia=20.54 A、Ib=20.36 A、Ic=15.48 A，Qr=0.06 A。

继保人员对故障录波器进行了检查，并调取了故障时高厂变低压侧的电压波形。

2 故障分析

2.1 故障现象

从电机主出线盒三相接线柱发生的故障情况看，主接线盒内部发生了严重的三相短路故障，导致接线柱裸露部分烧熔，瞬时释放能量将熔化的铜导体飞溅至内壁，并将视窗玻璃震裂跌落到地面。

给电机供电故障电缆的A相在距离分叉根位置不远处有豌豆大小的熔洞，往里可看到导体。这是因故障时高温引起导体烧熔造成的，而根本原因可能是电缆发生了单相接地故障。

从已有的现象看，接线盒内部发生了上述2种故障，即电缆单相接地故障和电机接线柱处三相短路故障。

从引风机电机开关保护装置的情况看，电机接线盒内部的2种故障都可能引起保护动作。

从故障录波器调出的曲线看，高厂变低压侧B段母线A相的电压最先降低，B，C相母线电压随之升高，最终导致三相母线的电压全部为0.曲线变化证明，在引风机电机中，先发生了A相接地故障，再发展为三相短路故障，进而引发继电保护装置动作。

2.2 故障原因

引起电缆故障的主要原因是电缆终端头处绝缘被损坏。经了解，给电机供电的3根电缆中，故障的2根为基建时施工人员制作的，第3根是环保改造引风机增容时，新增的同型号电缆。电缆终端头处绝缘被损坏可能是因为在制作电缆终端头的过程中，施工人员可能用电工刀或切割工具损伤了绝缘层、半导体层没有被剥离干净或安装的应力管没有有效分散切向电场。此外，还可能因为在施工人员推拉拽扯旧电缆的过程中，电缆终端头受到损伤，在投运期间，受伤部位长期处于不利电场力的作用下，绝缘被破坏到一定程度时，产生了电缆芯线对半导体层放电，即发生单相短路故障。

电缆单相（A相）对地放电时会产生过电压，在过电压的作用下，加之接线盒内部三相接线柱上的电缆与电机引出线连接后，没有绝缘包扎裸露的导体，进而引发了完全的三相短路故障。

3 故障的处理和预防措施

3.1 故障的处理措施

针对上述故障情况，电气专业人员对接线盒内部的各连接线进行了拆解检查，对电缆、电机相间对地绝缘进行了测试，并在绝缘良好的情况下，打磨处理了伤损的电缆铜线鼻子、电机引出线的铜线鼻子和接线柱的连接紧固螺丝，对损坏严重的螺丝进行了更换，对连接片（铜排）进行了打磨处理，去掉了损伤绝缘，并重新热缩了10 kV绝缘管。此外，还对接线盒内部进行了彻底清理，并重新涂刷了绝缘漆。

对电缆故障部位采用了专用的开挖工具，清理了熔孔内的杂物，包括损伤绝缘，并用酒精对孔内及孔两侧的电缆绝缘管进行了彻底清理。在确保干净的前提下，用环氧胶配F级绝缘带填满了熔孔，待填充物硬化、干燥后，对小孔两端原热缩绝缘管两侧用酒精进行了清理，并在故障相电缆上重新热缩了约700 mm的10 kV绝缘管，从而使故障电缆相恢复了正常。继保人员还对引风机开关保护装置进行了全面检查，对装置分别进行了校验，验证了上述装置反应动作灵敏、可靠。此外，还对电缆和电机进行了全面检查和电气试验，电气试验合格后，电机重新投入运行。

3.2 故障的预防措施

应提高电缆终端头的制作质量，这是避免类似故障的关键。这要求检修维护人员一定要掌握电缆的结构特点和电缆终端头的制作工艺，特别是要熟悉电缆的外护套、钢凯、内护套、铜屏蔽、外半导体层、绝缘层、内半导体层和芯线在电缆构造中的作用，以及制作终端头时有关构件的切割和预留长度。需要重点注意的是，制作铜屏蔽端口时，一定要严格按照施工工艺制作，严禁损伤绝缘，从而保证终端头能有效分散切向电场。

在开展类似的检修或技术改造时，施工人员严禁以野蛮的作业方式推拉拽扯，避免电缆，特别是终端头部位受到伤害，进而给电缆的安全运行埋下隐患。同时，选用新电缆时，一定要选用正规厂家生产的质量可靠的品牌电缆。此外，制造厂商也要提高自身的制造质量，把好出厂关，杜绝不合格的产品出厂。

在本次故障中，单相接地引发的三相完全短路问题突显了出来。这是因为原先接线盒内部接线柱上的电缆与电机引出线金属导体连接的部位没有进行绝缘包扎。因此，应强化接线盒内部的绝缘，包括加强电缆的绝缘外。此外，在接线端子上的电缆与电机引出线的金属导体的连接部位也要包裹不少于电缆或电机主绝缘的绝缘材料。

4 改进措施

结合检修经验和上述故障分析得出，防止高压电机接线盒内部短路的有效措施有以下3种：①提高电缆和引出线的制造质量，以保证绝缘性能稳定；②提高作业人员的业务水平，保证电缆终端头的质量，在电缆检修敷设等作业时文明施工，禁止破坏电缆绝缘；③强化、提高接线盒内部导体的绝缘水平。

〔编辑：张思楠〕