鉆井用空壓機風扇電動機燒毀原因分析

　　石油/化工(Chemical industry)通用機械勝利石油管理局，從現(xiàn)場結(jié)合電氣原理圖進行調(diào)查分析，明確事故原因，對YA轉(zhuǎn)換起動電路問題的查找提供借鑒，并提出合理解決辦法。昆山空壓機保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)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。空氣(Basin air)壓縮機就是氣壓發(fā)生裝置，鉆機沒有空氣壓縮機無法進行生產(chǎn)。勝利石油管理局黃河鉆井四用電動空氣壓縮機主機37kW，為YA降壓起動，通過PLC控制電動機(Motor)的起、停和保護，另有一個散熱風機排出空壓機產(chǎn)生熱量。風機為電壓(Voltage)380V普通三相異步電動機。井隊用氣量隨著施工過程(guò chéng)有很大的變化，空壓機無規(guī)律的間歇性運轉(zhuǎn)和待機。
　　一臺鉆井用電動(electric)空氣壓縮機在短短一天內(nèi)連續(xù)燒了兩個散熱風機，第一個在使用中燒，這是使用三年時間(time)第一次風機電動機損壞(damage)，雖然電動機溫度很高，但當時沒在意，以為是一些偶然因素(factor)或電動機使用時間長、絕緣水平下降等原因損壞，又加上井隊生產(chǎn)急，所以就簡單檢查電源(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機。起動后運轉(zhuǎn)聲音、溫度也正常，就認為問題已解決，但風機在使用3h后又壞了，同樣電動機溫度很高，有濃厚絕緣漆燒的氣味。
　　電動機(Motor)燒一般的原因有以下幾種：1）電動機軸承(bearing)損壞或聯(lián)軸器等故障造成的機械卡死，造成電動機過載燒
　　GM通用機械輸出-輸A空氣壓縮(compression)機電(jī diàn)氣原理圖從這個事故中可以吸取這幾個經(jīng)驗經(jīng)驗：1）出現(xiàn)問題后，沒有仔細分析(Analyse)，思想上沒有重視，犯了經(jīng)驗主義的錯誤。昆山空壓機保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴壓器或回流器擋板上。沒有本著"四不放過〃的原則(in principle)確定具體的原因。如果這個空壓機沒有查出問題繼續(xù)使用，KM1問題繼續(xù)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)過程沒有完全了解，沒有仔細查看電路圖，同時對接觸器以及電動機(Motor)接線方式等細節(jié)掌握不充分，造成分析(Analyse)故障原因時不全面，相關元器件檢查不到位。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時間進行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　　3）對井隊的其他使用Y△轉(zhuǎn)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的。針對這種電路設計(design)可以把風機的單純熱保護器換成帶斷相保護的熱保護器，有效避免此類問題出現(xiàn)。
　　石油/化工通用機械到散熱風機上，造成風機電動機線圈(winding)帶有兩相電，就是這個缺相的電壓使得電動機雖不致無法運行，但會嚴重發(fā)熱以致幾分鐘內(nèi)燒。昆山空壓機是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。運轉(zhuǎn)(Operation)過程中風機電動機通過KM2供電(powered by)，該接觸器工作正常，電動機電壓不缺相，運轉(zhuǎn)反而是正常的。另外待機時電壓雖可以到達主機電動機的線圈，主機的線圈是單個的，KM3接觸器工作正常，觸點完全分離，無法形成回路，因此主機只不過是線圈帶電，不存在兩相電的問題，所以沒被燒。
　　KM1接觸器（contactor)在其線圈得電吸合時另外一對主觸頭能正常閉合，主電動機三相電壓正常，運轉(zhuǎn)沒有問題(Emerson)正因為主電動機運轉(zhuǎn)正常，就忽略了對該接觸器的檢查。電路圖如下圖所示。
　　2）電動機缺相運行：電源或開關以及供電接觸器（contactor)觸點燒蝕或線路問題引起缺相運行
　　3）受潮或長期過熱引起電動(electric)機繞組絕緣下降造成匝間短路或繞組與外擊穿漏電。
　　第二個風機燒后，確認不是電動機自身的問題，電源或電路肯定有問題，根據(jù)現(xiàn)場情況逐一排除。
　　因為各個接觸器（contactor)的吸合和轉(zhuǎn)換是由PLC控制，主回路運行的問題和控制系統(tǒng)(system)無關，首先排除（Remove)PLC控制器(Controller)等控制系統(tǒng)因素。從燒的現(xiàn)象和現(xiàn)場推測不是過載，熱保護器外觀沒有變色和破損現(xiàn)象，保護值設定略小于額定電流并沒有動作，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電源，其他用電設備全正常。風機（Draught Fan）葉片轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象。綜合拆檢燒電動機以及電動機燒時溫度很高等現(xiàn)象推斷損壞原因是電動機缺相運行造成的，但電動機起動時能正常起動，運轉(zhuǎn)(Operation)平穩(wěn)，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，其主電動機有6個獨立的線圈抽頭，這種電動機起動方式有三個交流接觸器，線圈通過PLC來控制，電動機的保護和壓縮機的其他保護也都集成在PLC上，起動過程與用時間繼電器（作用：自動調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路等作用）和中間繼電器配合進行控制過程一樣。首先PLC控制KM1和KM3線圈通電，電動機Y型降壓起動，定時間后KM3斷開KM2吸合，KM2和KM3保持電動機A型運轉(zhuǎn)(Operation)，散熱風機（Draught Fan）電源在KM2接觸器的下端引線，壓縮機起動后，散熱風機同時運轉(zhuǎn)。巡查中發(fā)現(xiàn)這個空壓機在通電待機期間，風機溫度反而快速上升，測量風機電(jī diàn)源線竟然發(fā)現(xiàn)兩相之間有240V左右的電壓。接觸器KM2已經(jīng)檢查過主觸點斷開、吸合都正常，這時觸點沒有吸合，接觸器上端電源沒有傳遞到下端來，風機的電從何處來呢，對照圖樣，仔細查看實際電路發(fā)現(xiàn)，電壓是從主電動機接在KM2下端的線路傳來的，唯一的可能是接觸器KM1有問題，檢查發(fā)現(xiàn)是兩個主觸點發(fā)生粘連，終于找到風機電動機燒的原因。
　　井隊空壓機有一個工作壓力(pressure)區(qū)間，工作性質(zhì)是隨著用氣量的大小間斷性地工作。昆山空壓機保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)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)器兩相觸點粘連，待機時電壓(Voltage)通過FR1和主電動機的線圈傳遞