炼钢厂电气设备故障分类及原因分析

【摘 要】本文对炼钢厂电气故障的特点进行分析，对热负荷试车以来发生的电气故障的进行了分类，通过总结故障原因，找到解决问题的方法。

【关键词】电气设备 故障 分类

炼钢过程中首先要确定需要多少能量，以电能为主要能源的电弧炉炼钢首先要保证安全、稳定的提供电能。电弧炉是巨大的电能用户，三相电弧炉变压器的容量可达几十兆伏安，且所需功率数值在炉子工作期间急剧地大幅度地波动。这就有一个怎样提供电能的电气运行问题。在制定工艺制度时，要考虑变压器容量、变压器的利用系数、对电网的干扰（闪烁、谐波）、功率因数等电气问题，因为这关系到冶炼时间、冶炼反应、出钢温度等工艺基本问题。采取合理的供电制度不但可保证工艺的顺行，还可缩短冶炼时间、降低吨钢电耗、减少对电网干扰。一台正常工作的超高功率电弧炉，必须有合理的电气运行制度与之相匹配，如果电气运行制度不合理，不仅会使电耗增高、电极损耗加大、耐材侵蚀严重、冶炼周期延长，甚至可能造成操作无法进行。本文就炼钢厂电气设备故障分类及产生原因进行分析。

一、电气故障的特点

（一）电的不可见性。电按电压等级可分为强电和弱电，电流在电路中流动不能直观地感觉到，需用相应的检测仪器仪表来测量，电路的复杂程度和某些元器件的自身特点又使电气故障具有一定的隐蔽性和欺骗性，给故障的查找带来一定的困难。

（二）突发性。电的传播速度极快，故障往往在瞬间发生，这种突发性给故障的预防带来了困难。

（三）具体电气设备的故障表现形式相同，但原因多样。对于某一具体设备而言，故障现象相同，但故障原因会是多种多样的，这要求电气维护人员必须对电气设备的工作原理、设备的组成要有较清楚的认识，处理故障时的思路要开阔，利用通过处理故障时积累的经验较快地将故障范围缩小，减少故障热停工时间。

二、电气设备故障原因分析

（一）环境条件引起的电气故障。对电气设备运行影响比较大的环境条件有温度、湿度、空气污染状况以及大气压等。电气设备在运行中如果温度过高或过低，超过允许极限值时，都可能产生电气设备故障。温度对电气设备的影响主要有以下几方面。

1.对导体材料的影响。温度升高，金属材料软化，机械强度将明显下降。如铜金属材料长期工作温度超过200 ℃时，机械强度明显下降。铝金属材料的机械强度也与温度密切相关，通常铝的长期工作温度不宜超过90 ℃，短时工作温度不宜超过120 ℃。温度过高，有机绝缘材料将会变脆老化，绝缘性能下降，甚至击穿。2.对电接触的影响。电接触不良是导致许多电气设备故障的重要原因，而电接触部分的温度对电接触的良好性影响极大。温度过高，电接触两导体表面会剧烈氧化，接触电阻明显增加，造成导体及其附件（零部件）温度升高，甚至可能使触头发生熔焊。由弹簧压紧的触头，在温度升高后，弹簧压力降低，电接触的稳定性变差，容易造成电气故障。

（二）设备运行条件引起的电气故障。当设备的运行参数与额定值差别较大，或设备本身的运行工况（机械状态）与出厂工况差别较大，运行条件和运行工况对设备正常运行状况影响比较大，其中由于电流过大引起的电动力、电接触不良、电网运行工况变化（三相电源不对称、三相负载不对称、中性点偏移等）占的比例较大。电动力与电流大小密切相关。在小电流情况下，电动力对电气装置的正常工作没有什么影响，然而，在大电流情况下，尤其在短路电流作用下，所产生的电动力是很大的。因此，电气装置必须具备在短路电流作用下不致损坏的稳定性，这种稳定性称为电动稳定性。超过了这种稳定性，电气装置将会产生故障。因此在选择设备参数时要进行动稳定校验。

（三）电接触不良引起的电气故障：1.电接触不良的原因。电接触材料的改变。电接触材料，尤其是开关触头的材料，对其导电性、硬度等有着较严格的要求，如果不适当地更换了原有的电接触材料，势必影响到电接触的性能。其次，为了弥补某些电接触材料的缺陷，常常在电接触材料表面镀上一层其他的金属，如银、锡、金等。在修理过程中或经过长时间的磨损，使镀层损伤或消失，必然使电接触性能变差。2.电接触不良导致电路不通。电接触点是电路中最薄弱的环节，电接触不良是导致电路不通的重要原因。如隔离开关触头松动、触头未接触、导线连接点未搭接好、导线与设备接线端子连接螺钉松动、锡焊点断开等，常常导致电路不通。又如，某些电接触点从外表上看似乎已连接好，而实际并没有连接好。在电气设备维修中常将这种似接非接的电接触点称为“虚连接点”。查找“虚连接点”是查找电气设备故障的难点之一。3.电接触不良导致电接触处严重发热。电接触不良导致的发热，一是由于接触电阻上的发热，二是接触不良发生电弧产生的热。电接触发热将进一步导致电接触不良的恶化，使电路不通。

（四）使用过程中出现的元器件故障。炼钢厂内的电气元件点多分布广，电控室与现场之间的距离远，出现故障后哪怕是很细小的一个问题，如果处理时间稍长，都会造成这个浇次的中断，打乱生产节奏，损失较大，特别是连铸区域的公用部分在这方面尤显突出。因对元器件损坏的预防较难，目前一方面通过做好预防性维护，另一方面通过增加应急措施来减少对生产的影响，已取得一定的效果。

（五）高压系统开关柜故障。这类故障主要集中在 35KV 高压开关柜，故障特点是一旦出现问题处理时间长，对生产的影响较大。从客观上讲故障原因是真空断路器在远未达到使用寿命的情况下出现真空管的真空度降低以及控制装置不应有的问题引发的故障，但归根结底还是对这种以前未接触的设备在维护与维修工作方面存在滞后。为避免这类故障，我们已经制定了相关的维护制度，加强了这方面的技术准备工作。

三、结束语

随着对炼钢设备故障特点的了解，我们在处理电气设备故障的能力和手段方面得到了提高，并通过加强对制约生产的电气设备进行可靠性的维护和改造，电气设备的故障率正在得到逐步的控制，减少了热停时间，提高了生产效率。

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