12.31 電氣工程師,最大的成就就是故障分析

作為電氣工程師,參與設計和施工的工程很多,已經無法統計和計數了。這些工程中,這些工程可能囊括了三峽工程,首都機場工程、奧運會工程和核電工程,地鐵工程,數據中心工程等等。

我想最引為自豪的不是設計某工程,而是工程故障分析

原因很簡單,故障分析最能體現個人技術水平。

第一個例子

某日,某地的一座工廠內,低壓配電櫃發生嚴重故障,配電室設備基本燒燬,全廠的生產完全中斷。

售後服務人員抵達現場,發現現場已經清理過了,關鍵證據沒有了。於是把現場照片和10kV故障錄波交給我,讓我來分析事故原因。

我根據錄波記錄,發現在發生故障時間段的數百毫秒時間內,首先出現兩相的電壓波形近乎重疊,另外一相與其它兩相反相,接著重疊和反相現象消失;過了數十毫秒後,又來了數十毫秒的重疊和反相,且電流明顯變大;再接著又消失;最後,出現了三相對稱短路現象。根據電流幅值測算,可以知道低壓側的短路規模。六十毫秒後,斷路器開斷,電流均歸零。

我告訴售後服務,應當是出現反相的那一相出現單相接地故障,繼而引發系統出現三相短路事故,最終導致配電室發生嚴重電氣火災致使全站設備燒燬。

根據系統的母線槽和母線規格和長度,我計算和估計了低壓開關櫃中的事故發生點,並告訴售後服務應當如何去查找線索。經過努力,找到了關鍵線索,給出了事故結論。事後,用戶也不得不承認我的分析是對的。

原來,在我指出的故障點,有一臺散熱用的風機。電工在檢修後安裝時,不慎讓風機碰到了系統母線,致使發生單相接地故障,最後導致三相短路和全廠停電事故。

第二個例子

某日,海拔3600米的秘魯銅礦發來郵件,也是整座配電室燒燬。對方要求解析事故原因,並提供了現場圖片。

我的第一想法是:由於配電室海拔高度高,很容易出現溫升超標,可能是溫升過熱導致電器設備燒燬。但奇怪的是,按配電設備實際配置方案、開關櫃櫃體防護等級和母線降容看,完全滿足要求。可見這第一想法是錯誤的。

第二想法是:是否是某電器與主斷路器之間的短路協調配合未做好,致使觸頭開斷熔焊而致電氣火災。檢索了配置方案中的短路協調方案,發現符合要求。

第三個想法是:是否某儀器儀表不滿足高原的工作條件,它的繼電器觸頭出現電弧熔焊?要檢查這個問題,一定要調取系統的控制原理圖,以及儀器儀表的樣本材料。

最後我發現,一款無功功率補償控制器的出口繼電器不滿足高海拔工作要求。我檢索了燒燬後的開關櫃圖片,果然發現無功功率補償回路的燒蝕情況尤為嚴重。

但這裡其實是存在問題的:無功功率控制器的電源屬於控制迴路,它上面安裝了保險絲。若觸頭髮生沾粘,保險絲會熔斷。

帶著疑問我再次仔細檢索配電設備的圖紙,發現控制迴路的保護電器根本就不是熔斷器,而是微型斷路器。再仔細看圖紙,這些微斷居然都是20A的,而控制迴路的電流一般是6A。當出現故障後,微斷根本就無法去執行保護。

最後查清楚了,事故就是從控制器開始的。控制器中的繼電器觸頭應當採用兩個同類觸頭串聯,但實際上只是採用一個觸頭執行控制。當觸頭因為無法熄弧而熔焊時,儘管電流已經超過給定值,但因為斷路器的額定電流過大,斷路器未執行保護。

我想每個電氣工程師都或多或少碰到類似的案例,不得不佩服故障分析師,可惜沒有這個職位。。。。。。。