高压起动设备爆炸事故分析

高压起动设备爆炸事故分析

作者：王乃同 单位：新乡水泥厂

高压起动设备在水泥行业被广泛用于磨机及大容量风机的起、停控制，拖动高压电动机为6kV或10kV。一般情况下，高压起动设备设计完善对高压电动机及机械设备起到了保护作用。但是，在实际使用中由于高压元件本身或其它因素常导致起动设备发生短路爆炸事故或其它爆炸事故。 1 设备简介

高压起动设备在保护回路一般采用低电压和过电流保护，在主回路上采用高压熔断器进行相间或接地短路保护，使用真空断路器通断高压电源，高压隔离开关进行高压电源隔离，使用电流互感器和电压互感器采集监视、保护数据。近年来的产品，为了更好地保护高压设备，在设计上又增加了浪涌吸收器和避雷器，用于保护操作过电压和感应过电压。 2 事故种类及分析

2.1 事故种类

高压起动设备发生的爆炸事故可以概括为2类:一种是由于高压元件本身因使用寿命或绝缘材料老化引起的内因事故；另一种是由高压元件以外的因素引起的，如因违章操作、维修、保养不当等引起的外因事故。 2.2 事故分析

一般情况下，高压元件在设计制造上都比较严格，出厂时又经过耐压及老化试验，再加上使用过程中的定期校验，在工业现场引起爆炸事故的可能性很小，除非有过电压产生。而外因事故则较常见。外因事故多由违章操作引起，具体原因常表现为维修不当和保养不当。 2.2.1 维修不当

由维修不当引起的事故多发生在高压熔断器上。其在运行中会因短路保护或使用寿命等原因而熔断。没有替换品时由于急于运转普遍采用的办法是用铜丝代替熔体重新焊接后使用。但是，金属材料的熔点相差较大，见表1。

表1 常用金属材料熔点

材料 铜 银 锌 铅 铅锡合金 熔点/℃ 1 080 960 420 327 200 虽然表中所列材料都可以用作熔断器的熔体，但在应用上是有区别的。锌材料熔点以下的材料做熔体时主要用于低压(1000V)环境，而铜、银材料则用于高压设备；又因银材料比较贵重而用于重要场合，故铜材料的应用更加广泛。

但是，铜材料的熔点过高，熔断器长期工作在较高的温度下易损坏。同时，要使其快速熔断须流过较大的电流，否则，会延长熔断时间而起不到保护作用。这样，对设备保护是不利的。为了弥补铜材料的上述缺点，常在用其制成的熔体上焊以锡或铅的小球来降低熔体的熔化温度，以使熔断器的性能更加完善。

由上述分析可知，使用铜丝后熔断器的熔断温度及电流都大大提高，极易造成设备及熔断器损坏。在工业现场常见的事故是熔断器的外壳爆裂，并造成弧光短路，殃及其它高压元件。

2.2.2 保养不当

高压设备的清灰清污保养是延长其使用寿命的重要手段，但是，如果方法不当也会造成高压设备的爆炸事故。

例如:1台新安装的10kV高压起动柜用于水泥磨机，在磨机设备试运转阶段发生了爆炸:柜体严重变形，前仓面板上安装的过流继电器、电流表、电压表、时间及低电压继电器等面罩全部炸掉，崩溅的碎片将人击伤。设备起动时，听到了柜内连续发出噗噗声响继而发生爆炸。到达现场前曾分析是由高压元件引起的短路事故，现场应有明显的故障点。但经过检查没有应有的故障点，做相关试验，各高压元件性能良好，只是高压仓四壁及高压元件遭严重污染且明显是由于油、水崩溅造成。该起动柜高压部分由高压隔离开关、高压熔断器、真空断路器、电流及电压互感器组成，没有含油成分，可见原因还在外部。观察发现，控制室内有一盆使用过的柴油。由此断定岗位人员用柴油擦拭过高压元件。这样做是违反操作规程的。高压元件及设备在清灰时应先用干抹布擦去其表面上的浮灰，再用湿抹布清除污垢，最后再用干抹布擦拭干净即可。

爆炸发生时，空气温度约大于30℃，再加上柜子本身设计比较严密，导致柴油挥发后无处散逸积聚柜内并达到一定浓度。当设备起动时，由于控制接点吸合，导致弧光飞溅造成局部气体发生爆炸，随着热量的增加引起周围气体连锁爆炸，最终酿成事故。这与操作员的描述也基本吻合。另外，由于前仓与高压仓之间有隔仓板，如果没有气体冲击也不应造成前仓面板上保护及监视元件受损和柜体严重变形。 3 结束语

高压起动设备的爆炸事故多由外部因素引起，而违章操作又是外部因素的主要原因。因此，我们在维修、更新高压元件或保养高压设备时一定要照章办事，以免造成高压设备及人

身安全事故。 来源：水泥

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