钻井用空压机风扇电动机烧毁原因分析

石油/化工通用机械胜利石油管理局黄河钻井公司（山东东营259096）李海营李克宁曲建苏扬事故，从现场结合电气原理图进行调查分析，明确事故原因，对YA转换起动电路问题的查找提供借鉴，并提出合理解决办法。

井队的空压机作用非常重要，以柴油机作为动力的石油钻机几乎全部是用以气控为主的控制方式。空气压缩机就是气压发生装置，钻机没有空气压缩机无法进行生产。胜利石油管理局黄河钻井四公司用电动空气压缩机主机37kW，为YA降压起动，通过PLC控制电动机的起、停和保护，另有一个散热风机排出空压机产生热量。风机为电压380V普通三相异步电动机。井队用气量随着施工过程有很大的变化，空压机无规律的间歇性运转和待机。

一台钻井用电动空气压缩机在短短一天内连续烧了两个散热风机，**个在使用中烧，这是使用三年时间**次风机电动机损坏，虽然电动机温度很高，但当时没在意，以为是一些偶然因素或电动机使用时间长、绝缘水平下降等原因损坏，又加上井队生产急，所以就简单检查电源电压、供电接触器（KM2）、热保护器（FR2）正常后就直接更换了一台备用风机。起动后运转声音、温度也正常，就认为问题已解决，但风机在使用3h后又坏了，同样电动机温度很高，有浓厚绝缘漆烧的气味。

电动机烧一般的原因有以下几种：1）电动机轴承损坏或联轴器等故障造成的机械卡死，造成电动机过载烧。

GM通用机械输出-输A空气压缩机电气原理图从这个事故中可以吸取这几个经验教训：1）出现问题后，没有仔细分析，思想上没有重视，犯了经验主义的错误。没有本着"四不放过〃的原则确定具体的原因。如果这个空压机没有查出问题继续使用，KM1问题继续恶化，很有可能造成主机缺相运行烧，产生更大损失。

2）对空压机的电路和控制过程没有完全了解，没有仔细查看电路图，同时对接触器以及电动机接线方式等细节掌握不充分，造成分析故障原因时不全面，相关元器件检查不到位。

3）对井队的其他使用Y△转换电路检修具有很好的借鉴意义，这种接触器故障在井队电路中是比较常见的。针对这种电路设计可以把风机的单纯热保护器换成带断相保护的热保护器，有效避免此类问题出现。

石油/化工通用机械到散热风机上，造成风机电动机线圈带有两相电，就是这个缺相的电压使得电动机虽不致无法运行，但会严重发热以致几分钟内烧。运转过程中风机电动机通过KM2供电，该接触器工作正常，电动机电压不缺相，运转反而是正常的。另外待机时电压虽可以到达主机电动机的线圈，主机的线圈是单个的，KM3接触器工作正常，触点完全分离，无法形成回路，因此主机只不过是线圈带电，不存在两相电的问题，所以没被烧。

KM1接触器在其线圈得电吸合时另外一对主触头能正常闭合，主电动机三相电压正常，运转没有问题。正因为主电动机运转正常，就忽略了对该接触器的检查。电路图如下图所示。

2）电动机缺相运行：电源或开关以及供电接触器触点烧蚀或线路问题引起缺相运行。

3）受潮或长期过热引起电动机绕组绝缘下降造成匝间短路或绕组与外击穿漏电。

第二个风机烧后，确认不是电动机自身的问题，电源或电路肯定有问题，根据现场情况逐一排除。

因为各个接触器的吸合和转换是由PLC控制，主回路运行的问题和控制系统无关，首先排除PLC控制器等控制系统因素。从烧的现象和现场推测不是过载，热保护器外观没有变色和破损现象，保护值设定略小于额定电流并没有动作，检查确认功能正常。检查电源电压为390V，三相平衡，与其他用电设备使用同一个电源，其他用电设备全正常。风机叶片转动灵活，无卡阻现象。综合拆检烧电动机以及电动机烧时温度很高等现象推断损坏原因是电动机缺相运行造成的，但电动机起动时能正常起动，运转平稳，这就为查找原因造成很大疑惑。

从该空压机的电路原理图可看出，其主电动机有6个独立的线圈抽头，这种电动机起动方式有三个交流接触器，线圈通过PLC来控制，电动机的保护和压缩机的其他保护也都集成在PLC上，起动过程与用时间继电器和中间继电器配合进行控制过程一样。首先PLC控制KM1和KM3线圈通电，电动机Y型降压起动，定时间后KM3断开KM2吸合，KM2和KM3保持电动机A型运转，散热风机电源在KM2接触器的下端引线，压缩机起动后，散热风机同时运转。检查中发现这个空压机在通电待机期间，风机温度反而快速上升，测量风机电源线竟然发现两相之间有240V左右的电压。接触器KM2已经检查过主触点断开、吸合都正常，这时触点没有吸合，接触器上端电源没有传递到下端来，风机的电从何处来呢，对照图样，仔细查看实际电路发现，电压是从主电动机接在KM2下端的线路传来的，**的可能是接触器KM1有问题，检查发现是两个主触点发生粘连，终于找到风机电动机烧的原因。

井队空压机有一个工作压力区间，工作性质是随着用气量的大小间断性地工作。因为KM1接触器两相触点粘连，待机时电压通过FR1和主电动机的线圈传递