電機基本情況
額定容量:300kw;額定電壓:6kv;型號:js138-4;標準:jb568-64;接線:y/y;絕緣等級:b級;轉速:1480r/min;出廠日期:1973年。 該電機運行狀態正常,總體絕緣良好,沒有受潮跡象;1999年絕緣試驗項目全部合格;控制設備為高壓真空交流接觸器;無單獨過電壓保護裝置(金屬氧化物避雷器或其它避雷器及電容或阻容吸收裝置);自1999年11月16日停運至本次投運。
事故原因分析
因為這臺電機沒有專用的操作過電壓保護裝置,在電機停運或啟動不成功時,真空交流接觸器截流而產生過電壓是造成這起事故的原因。據有關資料介紹,由于真空交流接觸器的斷弧能力很強,在開斷高壓電動機也即開斷感性負載時,它將產生3種類型的過電壓:a、截流過電壓;b、三相同時開斷過電壓;c、高頻重燃過電壓。
截流過電壓主要發生在電動機空載運行(停運過程)開斷時,當電機空載時通過電機的電流主要是感性電流,電感儲存著大量的電磁能,由于真空交流接觸器動作速度快、熄弧能力強,電感電流在過零值前被強迫截斷,在不發生重燃的情況下,繞組電感l和雜散電容之和c形成振蕩回路,會產生很高的過電壓,據有關資料介紹通常可達額定電壓的4倍左右,也有過7.4倍的記錄。這種過電壓倍數很高,雖然儲能不大,但如果沒有保護措施也足以擊穿電氣設備主絕緣的薄弱環節。對于電機而言,由于自身的絕緣程度比較低,而且沒有其它充油電氣設備絕緣的自恢復能力,因此,遭受的損害會更大一些。這種情況一般在電機停運時已埋下隱患,在電機啟動時發生事故。而更高的過電壓則發生在電動機起動或制動過程中開斷電流,也就是說在電機啟動時,由于某種原因啟動不成功,交流接觸器合上后馬上又斷開,這時的啟動電流很大而且主要為感性電流,真空交流接觸器可能多次重燃,而出現陡度很大的過電壓,對電機的危害更大,必須選擇專用的、低保護水平的、有串聯間隙的金屬氧化物避雷器加以保護。
三相同時開斷,必然有兩相的截流值很大,所以實際上是一種截流過電壓的表現形式。 高頻重燃過電壓是由于開斷后產生的高頻振蕩,使交流接觸器發生多次重燃造成的。其頻率高達105~106hz,陡度極大,幅值隨著重燃次數的增加而提高。 開斷高壓電動機過電壓容易損壞斷路器,并嚴重危害電動機的主絕緣和匝間絕緣。電動機容量越小,這種過電壓倍數越高。當6kv電動機容量小于200kw時,或者采用真空交流接觸器控制時應采取必要的保護措施。
防范措施
為防止由于過電壓而發生事故,應采取一定的保護措施:
(1)在電動機與交流接觸器之間裝設金屬氧化物避雷器,避雷器的參數應與電動機的絕緣水平相配合。
(2)為了降低過電壓陡度,可在避雷器旁并聯一組0.5μf左右的電容器。
(3)在回路中并接電容-電阻限壓裝置,電容和電阻串聯。電容可為0.5~5μf,電阻可為數十至數百ω。其作用是消耗過電壓的能量,并限制重燃時的高頻電流。
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