鉆井用空壓機(jī)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)燒毀原因分析

　　石油/化工(Chemical industry)通用機(jī)械勝利石油管理局，從現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合電氣原理圖進(jìn)行調(diào)查分析，明確事故原因，對(duì)YA轉(zhuǎn)換起動(dòng)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(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，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(kuò)壓器或回流器擋板上。
　　井隊(duì)的空壓機(jī)作用非常重要，以柴油機(jī)作為動(dòng)力(dòng lì)的石油鉆機(jī)幾乎全部是用以氣控為主的控制方式方法?？諝?Basin air)壓縮機(jī)就是氣壓發(fā)生裝置，鉆機(jī)沒有空氣壓縮機(jī)無法進(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(jī)主機(jī)37kW，為YA降壓起動(dòng)，通過PLC控制電動(dòng)機(jī)(Motor)的起、停和保護(hù)，另有一個(gè)散熱風(fēng)機(jī)排出空壓機(jī)產(chǎn)生熱量。風(fēng)機(jī)為電壓(Voltage)380V普通三相異步電動(dòng)機(jī)。井隊(duì)用氣量隨著施工過程(guò chéng)有很大的變化，空壓機(jī)無規(guī)律的間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)和待機(jī)。
　　一臺(tái)鉆井用電動(dòng)(electric)空氣壓縮機(jī)在短短一天內(nèi)連續(xù)燒了兩個(gè)散熱風(fēng)機(jī)，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(jī)電動(dòng)機(jī)損壞(damage)，雖然電動(dòng)機(jī)溫度很高，但當(dāng)時(shí)沒在意，以為是一些偶然因素(factor)或電動(dòng)機(jī)使用時(shí)間長(zhǎng)、絕緣水平下降等原因損壞，又加上井隊(duì)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(hù)器（FR2）正常后就直接更換了一臺(tái)備用風(fēng)機(jī)。起動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)聲音、溫度也正常，就認(rèn)為問題已解決，但風(fēng)機(jī)在使用3h后又壞了，同樣電動(dòng)機(jī)溫度很高，有濃厚絕緣漆燒的氣味。
　　電動(dòng)機(jī)(Motor)燒一般的原因有以下幾種：1）電動(dòng)機(jī)軸承(bearing)損壞或聯(lián)軸器等故障造成的機(jī)械卡死，造成電動(dòng)機(jī)過載燒
　　GM通用機(jī)械輸出-輸A空氣壓縮(compression)機(jī)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(yàn)經(jīng)驗(yàn)：1）出現(xiàn)問題后，沒有仔細(xì)分析(Analyse)，思想上沒有重視，犯了經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，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(kuò)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(gè)空壓機(jī)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(jī)(Hosts)缺相運(yùn)行燒，產(chǎn)生更大損失。
　　2）對(duì)空壓機(jī)的電路和控制（control)過程沒有完全了解，沒有仔細(xì)查看電路圖，同時(shí)對(duì)接觸器以及電動(dòng)機(jī)(Motor)接線方式等細(xì)節(jié)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(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　　3）對(duì)井隊(duì)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(duì)電路中是比較常見的。針對(duì)這種電路設(shè)計(jì)(design)可以把風(fēng)機(jī)的單純熱保護(hù)器換成帶斷相保護(hù)的熱保護(hù)器，有效避免此類問題出現(xiàn)。
　　石油/化工通用機(jī)械到散熱風(fēng)機(jī)上，造成風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈(winding)帶有兩相電，就是這個(gè)缺相的電壓使得電動(dòng)機(jī)雖不致無法運(yùn)行，但會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱以致幾分鐘內(nèi)燒。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)過程中風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)通過KM2供電(powered by)，該接觸器工作正常，電動(dòng)機(jī)電壓不缺相，運(yùn)轉(zhuǎn)反而是正常的。另外待機(jī)時(shí)電壓雖可以到達(dá)主機(jī)電動(dòng)機(jī)的線圈，主機(jī)的線圈是單個(gè)的，KM3接觸器工作正常，觸點(diǎn)完全分離，無法形成回路，因此主機(jī)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(shí)另外一對(duì)主觸頭能正常閉合，主電動(dòng)機(jī)三相電壓正常，運(yùn)轉(zhuǎn)沒有問題(Emerson)正因?yàn)橹麟妱?dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，就忽略了對(duì)該接觸器的檢查。電路圖如下圖所示。
　　2）電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行：電源或開關(guān)以及供電接觸器（contactor)觸點(diǎn)燒蝕或線路問題引起缺相運(yùn)行
　　3）受潮或長(zhǎng)期過熱引起電動(dòng)(electric)機(jī)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(jī)燒后，確認(rèn)不是電動(dòng)機(jī)自身的問題，電源或電路肯定有問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況逐一排除。
　　因?yàn)楦鱾€(gè)接觸器（contactor)的吸合和轉(zhuǎn)換是由PLC控制，主回路運(yùn)行的問題和控制系統(tǒng)(system)無關(guān)，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(chǎng)推測(cè)不是過載，熱保護(hù)器外觀沒有變色和破損現(xiàn)象，保護(hù)值設(shè)定略小于額定電流并沒有動(dòng)作，檢查確認(rèn)功能正常。檢查電源電壓為390V，三相平衡(balance)，與其他用電設(shè)備使用同一個(gè)電源，其他用電設(shè)備全正常。風(fēng)機(jī)（Draught Fan）葉片轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象。綜合拆檢燒電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)燒時(shí)溫度很高等現(xiàn)象推斷損壞原因是電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行造成的，但電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)能正常起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)平穩(wěn)，這就為查找原因造成很大疑惑。
　　從該空壓機(jī)(compressor)的電路(Circuits)原理(yuán lǐ)圖可看出，其主電動(dòng)機(jī)有6個(gè)獨(dú)立的線圈抽頭，這種電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式有三個(gè)交流接觸器，線圈通過PLC來控制，電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和壓縮機(jī)的其他保護(hù)也都集成在PLC上，起動(dòng)過程與用時(shí)間繼電器（作用：自動(dòng)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路等作用）和中間繼電器配合進(jìn)行控制過程一樣。首先PLC控制KM1和KM3線圈通電，電動(dòng)機(jī)Y型降壓起動(dòng)，定時(shí)間后KM3斷開KM2吸合，KM2和KM3保持電動(dòng)機(jī)A型運(yùn)轉(zhuǎn)(Operation)，散熱風(fēng)機(jī)（Draught Fan）電源在KM2接觸器的下端引線，壓縮機(jī)起動(dòng)后，散熱風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。巡查中發(fā)現(xiàn)這個(gè)空壓機(jī)在通電待機(jī)期間，風(fēng)機(jī)溫度反而快速上升，測(cè)量風(fēng)機(jī)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(diǎn)斷開、吸合都正常，這時(shí)觸點(diǎn)沒有吸合，接觸器上端電源沒有傳遞到下端來，風(fēng)機(jī)的電從何處來呢，對(duì)照?qǐng)D樣，仔細(xì)查看實(shí)際電路發(fā)現(xiàn)，電壓是從主電動(dòng)機(jī)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(gè)主觸點(diǎn)發(fā)生粘連，終于找到風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)燒的原因。
　　井隊(duì)空壓機(jī)有一個(gè)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(jī)保養(yǎng)是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，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(kuò)壓器或回流器擋板上。因?yàn)镵M1接觸(contact)器兩相觸點(diǎn)粘連，待機(jī)時(shí)電壓(Voltage)通過FR1和主電動(dòng)機(jī)的線圈傳遞