粉磨站有一臺輥壓機電機(型號YRKK560-4 10kV1120kW)運行2h后突然發生爆炸,滑環罩、滑環架、碳刷架被炸飛,電機轉子軸被炸彎,電機自由端軸承報廢,機殼變形。

根據現場情況,首先懷疑是附著在滑環上的碳粉形成了短路,又由于轉子的開路電壓為885V,完全可能造成放炮現象,但是像此類放炮現象多發生在設備開機瞬間。由于運行后水電阻星點接觸器會將轉子三相短接,滑環上相間電壓基本為0V,且運行后附著在滑環上大部分碳粉會在轉子的急速旋轉下被甩落,已不具備放炮條件了。另外滑環短路將在主回路上形成較大沖擊電流,電機保護回路將會迅速動作,所形成的爆炸規模相對較小,且損壞點會集中在滑環和滑環架上并形成電弧灼傷痕跡,檢查滑環和滑環架只發現有高溫灼燒現象并無電弧灼傷痕跡,故碳粉形成短路爆炸的原因基本排除。于是該公司懷疑這是一起由碳粉積聚而形成的粉塵爆炸,查閱相關資料能產生爆炸的粉塵有:煤粉、面粉、碳粉、鋁粉、鐵粉等,其中導電性粉塵為IIIC級,產生爆炸必須同時存在兩個條件: (1)存在爆炸性粉塵混合物,且其濃度在爆炸極限以內;(2)存在足以點燃爆炸性粉塵混合物的火花、電弧、高溫、靜電放電或能量輻射。根據以上條件,首先檢查電機,發現其滑環罩為密封式結構,碳刷磨損所產生的碳粉不能被及時排出,經詢問相關人員,該電機滑環室已有數月未進行碳刷檢查及清理積灰工作了,根據此項基本可以確定滑環室內已具備了碳粉達到爆炸極限這個條件了;檢查被炸飛的電機碳刷,發現已有個別碳刷已被磨短且有打火痕跡,據此可以判斷現場已具備爆炸的第二項條件,即碳刷被磨短后與滑環的接觸面壓力減小出現了打火現象;另根據電機軸已彎、滑環罩、滑環架、碳刷架被炸飛等現象也可基本判斷是粉塵爆炸事故了。該公司采取措施從消除兩個基本條件著手,經與電機生產廠家溝通,首先在本電機及另一臺輥壓機電機的滑環罩下部開孔并安裝孔徑小于10 mm的鋼絲網,保證碳刷磨損所產生的絕大部分粉塵能被電機轉子旋轉時所產生的旋轉風順利帶出,有效降低滑環室粉塵濃度;二是要求電氣運行人員在每次停機時必須對滑環室進行檢查和吹灰工作,并及時更換磨損的碳刷,降低碳刷打火機率。