一起因电焊引起的机组跳闸事件原因分析及接地方式探讨
彭煜民
【摘 要】摘 要：电站设备遭受电磁干扰引起的故障分析与定位历来都是设备维护人员的棘手难题。本文通过对一起因电焊引起机组跳闸事件的根本原因分析查找，对电磁干扰的产生原因和途径进行了分析，对盘柜及电缆的接地方式进行了探讨。
【期刊名称】水电站机电技术 【年(卷),期】2016(039)004 【总页数】3
【关键词】电焊；机组跳闸；原因分析；接地方式
1 前言
每个电站厂房内都充斥着大量的电磁辐射和干扰。由于设备本身特性、接地方式、电缆屏蔽方式、设备安放位置、周边环境等因素各异，设备受到的电磁干扰也强弱不同，加之电磁干扰是无形的，电站设备遭受电磁干扰引起的故障分析与定位历来是设备维护人员的棘手难题。本文通过对一起因电焊引起的机组跳闸事件的根本原因分析查找，对电磁干扰的产生原因和途径进行了深入分析，对盘柜及电缆的接地方式进行了探讨。
2 跳闸事件经过及简要分析
2012年06月19日15∶43，广蓄B厂5号机组启动发电工况运行。16∶06，5号机组因振动系统振动保护跳闸信号动作而跳机停运。
查看机组跳闸时刻的事件记录，发现16∶06∶11时同时出现多个测点振动过高报警。查看机组跳机前运行振动曲线，没有发现振动数值突变异常的情况，
且跳机前振动数值均远低于报警值。经综合分析，基本排除机组实际振动高引起跳机的可能。
在进行机组跳闸原因分析过程中，技术人员在事件记录中发现19∶10至19∶26反复多次出现与5号机跳机时一样的振动越限报警（共11次），经确认当时机械人员正在蜗壳层用电焊机处理尾水管处的裂缝，怀疑5号机组跳闸与电焊机的使用有关。
经现场调查分析与试验，结果证明是工作人员在蜗壳层（主厂房一层）使用电焊机使得发电机层（主厂房四层）5号机振动装置受到强烈干扰造成机组因振动高而跳闸。
发电机层5号机振动装置受干扰情况如图1所示。
为了找到工作人员在主厂房一层进行电焊作业对四层设备产生干扰的根本原因，技术人员进行了深入的技术分析。
3 广蓄B厂振动系统接地方式现状
B厂每台机组分别安装一套独立的振动监测装置，其中6、8号机已升级改造为新系统，5、7号机仍为旧系统。
振动测量分为绝对振动和相对摆度两类。其中4台机组摆度测量通道和6、8号机上下导及轴向振动测量通道的屏蔽层均为在振动盘柜侧一点接地；5、7号机组及6、8号机组水导水平绝对振动测量通道屏蔽层则为在盘柜和传感器两侧均接地。两点接地示意图如图2所示。
需要说明的是，传感器本身是安装在发电机机架上，传感器侧屏蔽层接地只是将屏蔽层与传感器外壳相连，通过机架直接接地；盘柜侧接地则接入用铜条连接的接地网中。
4 跳闸事件根本原因分析
据调查，工作人员使用的电焊机类型为氩弧焊机。
氩弧焊采用高频引弧。此时，由于焊机利用频率达几十万赫兹，高达数千伏的高频高压击穿空气间隙形成电弧，因此高频引弧是一个很强的电磁干扰源。 厂房存在的电磁干扰一部分是以射频辐射的方式被直接接收的，但大多数电磁干扰是通过瞬时传导被接收的。由于一层和四层隔了几层钢筋混凝土楼板，因此氩弧焊机通过辐射传播的可能性不大，通过载体传导为主要怀疑方向。 从图1中可以看出，所有振动通道的卡件均受到强烈干扰，因此受干扰的肯定是这些测量通道的公共部分，即供电电源或接地网。
为了确定是振动系统供电电源还是地网受到干扰，技术人员进行了测试，在电焊机焊枪开启时，分别测量电源和地网的电压情况，结果如下：
1）供电电源电压在焊枪开启期间一直保持平稳，说明电源未受干扰，如图3所示。
2）解开上导振动通道盘柜侧的接地线（传感器侧接地线未解开），测量屏蔽线对盘柜侧地网的电压，发现在焊枪开启前屏蔽线对地电压为0，焊枪开启后对地电压峰值大约为1VAC，如图4所示。
从图4可以看出，在焊枪开启后屏蔽层对盘柜地网产生了高频的交流电压（电焊机所用检修电源与振动盘柜为同一接地网），由于传感器侧接地线未解除，说明图4所示的高频电压即为振动测量通道2个接地点之间的电位差。正是由于屏蔽线两点接地处存在电位差，使得屏蔽层中产生环流和交变磁场，导致振动测量通道中的模拟信号受到强烈干扰，造成机组因振动信号误动而跳闸。
5 接地方式改进分析
一起因电焊引起的机组跳闸事件原因分析及接地方式探讨
