新疆热电公司150MW机组水环式真空泵电动机烧毁原因及预防策略

【皖南电机观察】本文深入探讨了一新疆热电公司150MW机组中水环式真空泵低压交流电动机的烧毁原因，并提出了预防策略，以防止类似事件再次发生。

新疆某热电公司150MW机组所配置的2BWD353-0EK5冷凝器抽空机组，配备的水环式真空泵在电站冷凝器中空气泄漏会降低其效能。冷凝器在投入运行前及运行中均需抽出泄漏空气，而2BWD353-0EK5水环式真空泵正是为此目的设计。

该水环式真空泵系统包括凯泉水环式真空泵、三相低压异步电动机、分离器、换热器、公共底座及管线。在冷凝器接入时，空气通过法兰接口和管线被吸入真空泵，此时系统入口阀开启。空气携带部分泵工作液，经排气管线进入分离器，在此分离空气与水。皖南电机空气被压缩至大气压力，经法兰口排出系统。止回阀防止泵停机时空气返流。新鲜水通过法兰接口和补水电磁阀补充至分离器和泵内，直至达到规定液位。工作液形成泵的水环，通过管线从分离器流入换热器，冷却后返回泵。

一、事件经过

2014年10月11日14时32分，#1机监盘发现#1真空泵跳闸（电流从正常运行中的240A突增至303A，无过流报警，随后跳闸），#2真空泵联启正常。现场检查发现#1真空泵电机本体正常，但马达保护器显示接地保护动作（此前多次出现类似情况，检查测试无异常）。断电后，用500V电动绝缘电阻测量表测量电机绝缘三相对地14Ω，合格。15时04分，汽机运行人员启动#1真空泵，盘面显示跳闸，电流*高升至320A。现场检查发现电机接线盒引线轻微冒烟、有焦糊味，手动盘动真空泵，运转良好无卡涩。安徽皖南电机检修人员拆除电机接线盒引线后，测得电机三相定子绕组绝缘对地为零，判定电机烧毁。该电机型号为Y2-355L2-10，额定功率160kW，额定电流333A，额定电压380V，额定转速590r/min，冷却方式IC411(全封闭，自带风扇冷却)，F级绝缘。

二、原因分析

1. 事故前5天的巡检记录显示，电机振动值(双振幅)(mm)为0.05，符合检修规程标准要求，轴承运转声音正常，轴承运行温度70℃，真空泵及电机周边环境清洁无异物，可排除振动、轴承问题、异物等原因导致的电机故障。

2. 电动机解体分析显示，绕组一相引接线有发热痕迹，引线发热老化，存在绝缘劣化击穿现象。

3. 该电机绝缘等级为F级，标准允许工作温度为155℃。日常电动机正常运行外壳温度为85℃，环境温度在35～40℃左右，对于F级绝缘电机，当环境温度为40℃时其允许温升为100℃。因此，可以判断电机处于高温运行状态，电机线圈长期受热绝缘降低，*终导致绝缘薄弱部位击穿。夏季高温时，通过加装轴流风机进行强迫风循环降温，线圈内部产生的热量散热较差，侧面印证高温对电机线圈绝缘的影响极大。

三、电动机发热原因及解决方法

1. 电机定、转子之间气隙很小，容易导致相碰发热。轴承磨损、端盖磨损变形等问题会导致机座、端盖、转子三者不同轴心，引起扫膛，易使电机发热甚至烧毁。发现轴承磨损应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理，简单处理方法为给端盖镶套。

2. 电机的不正常振动或噪音会引起发热。多因转子动平衡不良、轴承不良、转轴弯曲、端盖、机座、转子不同轴心、紧固件松动或电机安装地基不平、安装不到位等原因造成，也可能是机械端传递过来的，应针对具体情况排除。

3. 轴承工作不正常会造成电机发热。可通过听觉及温度经验判断轴承工作是否正常，用手或温度计检测轴承端判断温度是否在正常范围内；也可用听棒(铜棒)接触轴承盒，若听到冲击声，表示可能有一只或几只滚珠破碎，若听到咝咝声，表示轴承润滑油不足，电机应在运行3000～5000h左右更换一次润滑脂。

4. 电源电压偏高会导致励磁电流增大，电机过度发热。过高的电压会危及电机的绝缘，使其有被击穿的危险。电源电压过低时，电磁转矩会大大降低，如果负载转矩没有减小，转子转速过低，这时转差率增大会造成电机过载而发热，长时间过载会影响电机的寿命。当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电流过大，电机发热，同时转矩减小会发出“嗡嗡”声，时间长了会损坏绕组。

5. 绕组短路、匝间短路、相间短路和绕组断路会引起电机发热。绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后，使两导体相碰，称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路；发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是哪一种，都会使某一相或两相电流增加，引起局部发热，使绝缘老化损坏电机。绕组断路是指电机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。不论是绕组短路或断路都可能引起电机发热甚至烧毁。因此，发生这种情况后必须立即停机处理。

6. 物料泄漏进入电机内部，使电机的绝缘降低，从而使电机的允许温升降低。安徽皖南电机固体物料或粉尘从接线盒处进入电机内部，则会到达电机定子、转子的气隙之间，造成电机扫膛，直到磨坏电机绕组绝缘，使电机损坏或报废。如果液体和气体介质泄漏进入电机内部，将会直接造成电机绝缘下降而跳闸。一般液体和气体泄漏有以下几种表现形式：

①各种容器和输送管道泄漏、泵体密封泄漏、冲洗设备和地面等。

②机械油泄漏后从前端轴承盒缝隙中进入电机。

③与电机相连的减速机等油封磨损，机械润滑油顺着电机轴进入，在电机内部积聚后，溶解电机绝缘漆，使电机绝缘性能逐步降低。