鉆井用空壓機風(fēng)扇電動(dòng)機燒毀原因分析

　　石油/化工(Chemical industry)通用機械勝利石油管理局，從現場(chǎng)結合電氣原理圖進(jìn)行調查分析，明確事故原因，對YA轉換起動(dòng)電路問(wèn)題的查找提供借鑒，并提出合理解決辦法。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。
　　井隊的空壓機作用非常重要，以柴油機作為動(dòng)力(dòng lì)的石油鉆機幾乎全部是用以氣控為主的控制方式方法?？諝?Basin air)壓縮機就是氣壓發(fā)生裝置，鉆機沒(méi)有空氣壓縮機無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)。勝利石油管理局黃河鉆井四用電動(dòng)空氣壓縮機主機37kW，為YA降壓起動(dòng)，通過(guò)PLC控制電動(dòng)機(Motor)的起、停和保護，另有一個(gè)散熱風(fēng)機排出空壓機產(chǎn)生熱量。風(fēng)機為電壓(Voltage)380V普通三相異步電動(dòng)機。井隊用氣量隨著(zhù)施工過(guò)程(guò chéng)有很大的變化，空壓機無(wú)規律的間歇性運轉和待機。
　　一臺鉆井用電動(dòng)(electric)空氣壓縮機在短短一天內連續燒了兩個(gè)散熱風(fēng)機，第一個(gè)在使用中燒，這是使用三年時(shí)間(time)第一次風(fēng)機電動(dòng)機損壞(damage)，雖然電動(dòng)機溫度很高，但當時(shí)沒(méi)在意，以為是一些偶然因素(factor)或電動(dòng)機使用時(shí)間長(cháng)、絕緣水平下降等原因損壞，又加上井隊生產(chǎn)急，所以就簡(jiǎn)單檢查電源(power supply)電壓、供電接觸器（KM2）、熱保護器（FR2）正常后就直接更換了一臺備用風(fēng)機。起動(dòng)后運轉聲音、溫度也正常，就認為問(wèn)題已解決，但風(fēng)機在使用3h后又壞了，同樣電動(dòng)機溫度很高，有濃厚絕緣漆燒的氣味。
　　電動(dòng)機(Motor)燒一般的原因有以下幾種：1）電動(dòng)機軸承(bearing)損壞或聯(lián)軸器等故障造成的機械卡死，造成電動(dòng)機過(guò)載燒
　　GM通用機械輸出-輸A空氣壓縮(compression)機電(jī diàn)氣原理圖從這個(gè)事故中可以吸取這幾個(gè)經(jīng)驗經(jīng)驗：1）出現問(wèn)題后，沒(méi)有仔細分析(Analyse)，思想上沒(méi)有重視，犯了經(jīng)驗主義的錯誤。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。沒(méi)有本著(zhù)"四不放過(guò)〃的原則(in principle)確定具體的原因。如果這個(gè)空壓機沒(méi)有查出問(wèn)題繼續使用，KM1問(wèn)題繼續惡化，很有可能造成主機(Hosts)缺相運行燒，產(chǎn)生更大損失。
　　2）對空壓機的電路和控制（control)過(guò)程沒(méi)有完全了解，沒(méi)有仔細查看電路圖，同時(shí)對接觸器以及電動(dòng)機(Motor)接線(xiàn)方式等細節掌握不充分，造成分析(Analyse)故障原因時(shí)不全面，相關(guān)元器件檢查不到位。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養好的可以延后，保養差的則需要提前。 
　　3）對井隊的其他使用Y△轉換電路檢修具有很好的借鑒意義，這種接觸器故障在井隊電路中是比較常見(jiàn)的。針對這種電路設計(design)可以把風(fēng)機的單純熱保護器換成帶斷相保護的熱保護器，有效避免此類(lèi)問(wèn)題出現。
　　石油/化工通用機械到散熱風(fēng)機上，造成風(fēng)機電動(dòng)機線(xiàn)圈(winding)帶有兩相電，就是這個(gè)缺相的電壓使得電動(dòng)機雖不致無(wú)法運行，但會(huì )嚴重發(fā)熱以致幾分鐘內燒。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個(gè)轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。運轉(Operation)過(guò)程中風(fēng)機電動(dòng)機通過(guò)KM2供電(powered by)，該接觸器工作正常，電動(dòng)機電壓不缺相，運轉反而是正常的。另外待機時(shí)電壓雖可以到達主機電動(dòng)機的線(xiàn)圈，主機的線(xiàn)圈是單個(gè)的，KM3接觸器工作正常，觸點(diǎn)完全分離，無(wú)法形成回路，因此主機只不過(guò)是線(xiàn)圈帶電，不存在兩相電的問(wèn)題，所以沒(méi)被燒。
　　KM1接觸器（contactor)在其線(xiàn)圈得電吸合時(shí)另外一對主觸頭能正常閉合，主電動(dòng)機三相電壓正常，運轉沒(méi)有問(wèn)題(Emerson)正因為主電動(dòng)機運轉正常，就忽略了對該接觸器的檢查。電路圖如下圖所示。
　　2）電動(dòng)機缺相運行：電源或開(kāi)關(guān)以及供電接觸器（contactor)觸點(diǎn)燒蝕或線(xiàn)路問(wèn)題引起缺相運行
　　3）受潮或長(cháng)期過(guò)熱引起電動(dòng)(electric)機繞組絕緣下降造成匝間短路或繞組與外擊穿漏電。
　　第二個(gè)風(fēng)機燒后，確認不是電動(dòng)機自身的問(wèn)題，電源或電路肯定有問(wèn)題，根據現場(chǎng)情況逐一排除。
　　因為各個(gè)接觸器（contactor)的吸合和轉換是由PLC控制，主回路運行的問(wèn)題和控制系統(system)無(wú)關(guān)，首先排除（Remove)PLC控制器(Controller)等控制系統因素。從燒的現象和現場(chǎng)推測不是過(guò)載，熱保護器外觀(guān)沒(méi)有變色和破損現象，保護值設定略小于額定電流并沒(méi)有動(dòng)作，檢查確認功能正常。檢查電源電壓為390V，三相平衡(balance)，與其他用電設備使用同一個(gè)電源，其他用電設備全正常。風(fēng)機（Draught Fan）葉片轉動(dòng)靈活，無(wú)卡阻現象。綜合拆檢燒電動(dòng)機以及電動(dòng)機燒時(shí)溫度很高等現象推斷損壞原因是電動(dòng)機缺相運行造成的，但電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)能正常起動(dòng)，運轉(Operation)平穩，這就為查找原因造成很大疑惑。
　　從該空壓機(compressor)的電路(Circuits)原理(yuán lǐ)圖可看出，其主電動(dòng)機有6個(gè)獨立的線(xiàn)圈抽頭，這種電動(dòng)機起動(dòng)方式有三個(gè)交流接觸器，線(xiàn)圈通過(guò)PLC來(lái)控制，電動(dòng)機的保護和壓縮機的其他保護也都集成在PLC上，起動(dòng)過(guò)程與用時(shí)間繼電器（作用：自動(dòng)調節、轉換電路等作用）和中間繼電器配合進(jìn)行控制過(guò)程一樣。首先PLC控制KM1和KM3線(xiàn)圈通電，電動(dòng)機Y型降壓起動(dòng)，定時(shí)間后KM3斷開(kāi)KM2吸合，KM2和KM3保持電動(dòng)機A型運轉(Operation)，散熱風(fēng)機（Draught Fan）電源在KM2接觸器的下端引線(xiàn)，壓縮機起動(dòng)后，散熱風(fēng)機同時(shí)運轉。巡查中發(fā)現這個(gè)空壓機在通電待機期間，風(fēng)機溫度反而快速上升，測量風(fēng)機電(jī diàn)源線(xiàn)竟然發(fā)現兩相之間有240V左右的電壓。接觸器KM2已經(jīng)檢查過(guò)主觸點(diǎn)斷開(kāi)、吸合都正常，這時(shí)觸點(diǎn)沒(méi)有吸合，接觸器上端電源沒(méi)有傳遞到下端來(lái)，風(fēng)機的電從何處來(lái)呢，對照圖樣，仔細查看實(shí)際電路發(fā)現，電壓是從主電動(dòng)機接在KM2下端的線(xiàn)路傳來(lái)的，唯一的可能是接觸器KM1有問(wèn)題，檢查發(fā)現是兩個(gè)主觸點(diǎn)發(fā)生粘連，終于找到風(fēng)機電動(dòng)機燒的原因。
　　井隊空壓機有一個(gè)工作壓力(pressure)區間，工作性質(zhì)是隨著(zhù)用氣量的大小間斷性地工作。昆山空壓機保養是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發(fā)生在旋轉葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。因為KM1接觸(contact)器兩相觸點(diǎn)粘連，待機時(shí)電壓(Voltage)通過(guò)FR1和主電動(dòng)機的線(xiàn)圈傳遞