技术 | 一起电机爆炸的分析与应对

一、基本情况及事故经过

某公司一粉磨站有一台兰电产辊压机电机(型号YRKK560-4 10kV1120kW)在开机运行2h后突然发生爆炸，见图1，滑环罩、滑环架、碳刷架被炸飞，电机转子轴被炸弯，电机自由端轴承报废，所幸现场无人，未造成人员受伤。

图1 电机爆炸现场

二、事故原因分析

根据现场情况，首先怀疑是附着在滑环上的碳粉形成了短路，又由于转子的开路电压为885V，完全可能造成放炮现象，但是像此类放炮现象多发生在设备开机瞬间。由于运行后水电阻星点接触器会将转子三相短接，滑环上相间电压基本为0V，且运行后附着在滑环上大部分碳粉会在转子的急速旋转下被甩落，已不具备放炮条件了。另外滑环短路将在主回路上形成较大冲击电流，电机保护回路将会迅速动作，所形成的爆炸规模相对较小，且损坏点会集中在滑环和滑环架上并形成电弧灼伤痕迹，检查滑环和滑环架只发现有高温灼烧现象并无电弧灼伤痕迹，故碳粉形成短路爆炸的原因基本排除。

于是该公司怀疑这是一起由碳粉积聚而形成的粉尘爆炸，查阅相关资料能产生爆炸的粉尘有：煤粉、面粉、碳粉、铝粉、铁粉等，其中导电性粉尘为IIIC级，产生爆炸必须同时存在两个条件：

(1)存在爆炸性粉尘混合物，且其浓度在爆炸极限以内；

根据以上条件，首先检查电机，发现其滑环罩为密封式结构，碳刷磨损所产生的碳粉不能被及时排出，经询问相关人员，该电机滑环室已有数月未进行碳刷检查及清理积灰工作了，根据此项基本可以确定滑环室内已具备了碳粉达到爆炸极限这个条件了；检查被炸飞的电机碳刷，发现已有个别碳刷已被磨短且有打火痕迹，据此可以判断现场已具备爆炸的第二项条件，即碳刷被磨短后与滑环的接触面压力减小出现了打火现象；另根据电机轴已弯、滑环罩、滑环架、碳刷架被炸飞等现象也可基本判断是粉尘爆炸事故了。

三、采取措施

该公司采取措施从消除两个基本条件着手，经与电机生产厂家沟通，首先在本电机及另一台辊压机电机的滑环罩下部开孔并安装孔径小于10 mm的钢丝网，保证碳刷磨损所产生的绝大部分粉尘能被电机转子旋转时所产生的旋转风顺利带出，有效降低滑环室粉尘浓度；二是要求电气运行人员在每次停机时必须对滑环室进行检查和吹灰工作，并及时更换磨损的碳刷，降低碳刷打火机率。

四、结语

电机爆炸极其罕见，疏于管理的特殊情况下也能出现此类事故，本次事故的损失是巨大的，直接导致水泥磨停产20多天，严重影响了公司的正常生产及销售，更重要的是此类爆炸是极其危险的，由于其威力巨大且毫无预兆，会对人的生命及财产安全造成极大威胁，但只要我们掌握粉尘爆炸发生的本质及其所需的必要条件，提前采取防范措施也是完全可以避免的，望同行们借鉴。

作者：许世同，钱良敏，赵丰伟

来源：《蚌埠中联水有限公司》

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