两例静电除尘器典型电气故障的处理

李静亮

（宝钢集团八钢公司能源中心）

1 前言

静电除尘器作为一种高效、可靠的除尘环保设备在厂矿企业已被广泛应用，技术应用条件已比较成熟。但是针对在实际应用中存在的问题及处理故障的方法却少有资料可查。笔者在没有现成资料帮助的情况下，做为基层设备管理者就如何确保静电除尘设备的连续、高效运行这一难题进行探讨，介绍发生在八钢130t/h锅炉配套的静电除尘器设备上的两例典型电气故障案例及处理方法。

2 案例一

2.1 故障描述

2014年9月25日，在八钢2#130t/h锅炉尾部烟气除尘用静电除尘器二电场突发异常跳闸事故，现场检查发现该电场高压控制器报文显示为LOAD OPEN（负载开路故障），根据以往发生负载开路故障时的处理经验，初步判断故障原因为为电场内部负高压引下线发生断开或电场内部阴极线断线。

2.2 故障排除经过

根据初步判断，将该电场退出运行，打开除尘器顶部整流变压器高压侧隔离开关箱门，查看隔离开关接触状态良好；检查隔离开关后的阻尼电阻状态良好；后又将顶部保温箱人孔门打开，因保温箱内部温度＞120℃，因此只能在外部对内部该电场引下线进行观察，未发现开路现象。

为了对其进行全面细致的排查，在实际检查过程中还将该电场绝缘情况进行了测试，未发现开路或者短路点。因此，再次试送该电场投入运行，可故障现象依然如故。再次仔细对整个供电一二次主回路进行了认真检查核实，确无明显的开路故障点，由此判断该开路故障点应该在整流变压器内部。

由于现场无法立即开展变压器解体检修工作，咨询了厂家技术人员，答复可能是整流变压器内部高压侧串联的三组高压电阻出现了开路现象，可以在变压器外部进行电阻值的测试工作，用兆欧表一端接高压侧输出引线，另一端接变压器接线盒中相应的取样端子，如果阻值远远超过设计值则可判断开路点。但是测试结果出人意料，因这三组串联的高压取样电阻(R5)阻值合计达72MΩ，现场测试结果为73MΩ，仅比设计值大了1MΩ，如果发生了开路故障，故障阻值应该是无穷或者是远远大于设计值。排除了开路故障。

笔者采用了一个间接的判断方法，就是将该电场整流变压器充电，但不将电场投入运行，此时观察一、二次电压表指示情况。如果一二次电压表指针在投入时有指针偏转现象，则可证明该电场并无开路现象。正常情况下，在电场已送电而未投运前，其二次电压表一般指示为8000～10000V的感应电压，而本次却显示有将近30000V感应电压，由此怀疑是电压取样回路存在问题造成高压控制器误报开路故障。为此，需进一步判断：（1）首先采用了排除法，即将旁边三电场已知正常运行的整流变压器通过架设临时线来给二电场进行供电（注意此法具有一定的危险性），为了确保现场安全，采用一根6mm2多股塑料绝缘线架空敷设固定，必须保证与周围金属导体保持足够安全距离，敷设完毕后三电场整流变压器供电，结果运行正常，由此证明该开路点确实不在电场内部；（2）用二电场怀疑可能存在故障的变压器用同样的方法向三电场供电，发现再次出现负载开路故障跳闸现象。到此就可以确认本次故障的故障点确在二电场整流变压器内部电压取样回路上，依照现场图纸提供的回路图对取样回路进行了仔细检查后发现，二电场整流变压器(T1)接线盒中一外置的取样电路板存在异常，该电路板上一个阻值为3K的小电阻R7引脚由于长时间受到潮气影响有虚接现象，结合取样回路电路原理图（如图1）分析后发现问题点确在此处。

图1 取样回路电路原理图

2.3 原因分析

正是由于取样电阻R7的虚接，导致了现场二次电压表(PV2)及电场控制器出现了奇怪的30000V感应电压，一旦电场处于投运状态，随着可控硅控制角的变小，满足了电场控制器二次电压虚高，二次电流几乎为零的开路判据，由控制器发出跳闸指令而跳闸。

根据现场实际观察到的情况分析，在二次电流表(PA2)还未动作时，二次电压表(PV2)立刻出现了满量程指示，几秒钟后电场控制器发出跳闸并报出负载开路报文。将该取样电路板上的电阻重新焊接处理后，试送电投运结果恢复正常。

通过对此类故障的处理，为今后类似开路故障的原因分析提供了一个新的方向。

3 案例二

3.1 故障描述

2014年11月28日,1#130t/h锅炉尾部烟气除尘用静电除尘器二电场突发故障跳闸，现场查看后台，报文为OVERCURRENT(过流故障)。依照随设备安装所带使用说明书所述，可能原因为电场内部堵灰或极线偏移造成放电频繁所致。于是立即查看既往放灰记录并联系罐车将该电场灰斗内积灰放尽，再次试投运故障报文变成SCR FAULT(晶闸管故障)。

3.2 故障排除经过

分析故障发生原因，初步判断故障点可能不在电场内部而是在主供电回路中（见图1）。但由于首先发生的故障报文为过流故障，因此对电场内部绝缘进行了测试，结果绝缘情况良好，说明电场内部无短路或经高阻短接接地现象。

为了确证过流现象与晶闸管V1、V2（可控硅）故障有关，再次向厂家咨询，回复确有这种可能性，因此将检查重点放在了晶闸管上。首先进行假负载实验（即在控制柜出线端接入两只串联的100W白炽灯灯泡，然后送电观察灯泡的明暗变化过程，正常情况下灯泡应有一个由暗变亮的渐变过程），结果一送电，灯泡直接变亮，无渐变过程，说明晶闸管确有问题；然后安排将晶闸管从主回路中拆下，用万用表进行粗略测试发现V1正反两个方向阻值均在1MΩ（注：本厂所用可控硅为压电式，测试时需施加一定压力），说明可控硅已经发生击穿现象，但当时对击穿原因并未做细致思考，立即着手更换新的可控硅。安装后，通电试运，发生了偏励磁现象。

根据以往处理可控硅故障的经验，若要更换新元件必须将正反两个可控硅同时换下，且换上的可控硅各项参数指标一致方可，否则可能会出现BIAS ALARM（偏励磁故障），判断两组可控硅参数不一致所致，故又更换了一组，但仍出现上述偏励磁现象。

检查可控硅的安装，发现检修人员误将原本应该反向并联的两个可控硅安装成了同向并联，导致在一个供电周期内仅一个半波可顺利供电，另一半波则因可控硅的反向截止无法导通，因而报偏励磁故障，遂重新调整安装方向后，投运正常。

3.3 分析

通过对比案例分析，在日常维护中要注意以下状况：

（1）当发生系统过流故障时，不能仅关注电场内部是否出现短路放电现象，可控硅性能的丧失亦会造成过流故障的发生。

（2）静电除尘器供电用整流变压器由于设计容量较大，工作条件相对较好，发生内部故障的可能性较低，仅需定期进行油色谱分析，确认变压器内部各部位电气性能是否良好即可；另外由于该整流变压器内部存在相对耐压较低的硅堆，因此对变压器的电气性能测试工作需特别小心。

（3）在故障处理过程中，必须保持清醒的头脑，对每一个检修步骤都要进行仔细的确认，避免出现上述因安装方向问题造成故障处理的误判，更为严重的是可能会造成设备及人身的伤害。

（4）类似可控硅等半导体元件运行十多年后，特别是用于主回路中的大功率半导体元件性能可能会劣化，由于现场对半导体元件的测试工作存在一定的困难，可能会造成一些突发故障。因此对这些半导体元件应该利用停机检修时机，进行参数及性能的测试，特别是当其中一个电场的可控硅发生了击穿故障时，就应该对其他在用可控硅进行性能检测，防止类似故障的重复发生。

4 结束语

通过对现场两例故障案例的处理，笔者认为仅仅依靠厂家提供的技术资料和技术帮助是无法完成现场故障处理工作。对现场设备发生的故障还需仔细观察分析、查找故障现象引发的真实原因所在，避免造成故障处理的延时和误判。另外，充分利用好每次的故障处理机会，特别是在故障处理后必须仔细回忆故障处理过程每一步骤，将处理过程中所有疑问进行逐步分析，梳理出更加合理快速的故障处理程序，并形成标准化的故障处理手顺书，通过不断的实践总结充实手顺书内容。

[1]福建龙净环保股份有限公司.电除尘器的结构原理及应用.