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桥架烧蚀实例

某项目冷冻机房内的电缆桥架有烧蚀和喷漆脱落等现象发生，高亮红色的烧蚀情况出现在冷冻机启动时刻，同时伴有少量火花并很快消退，如图1所示，故障点位全部都发生在桥架拼缝处，如图2所示。

现场用钳形表检测，在1#冷冻机（输入功率kW）启动时，最不利处的桥架接地跨接线处有最高20A的电流通过，随后逐步降低并稳定在2A左右。用红外测温仪测试，故障点桥架温度在1#冷冻机组启动时达到℃，随后逐渐降低，最终维持在43℃左右。

数据表明，10A左右的电流能让0.7mm的铁丝红热，桥架拼缝处因锈蚀、污染、搭接等因素，造成局部电阻较大，当电流流过此处时，会产生较大热量使该部位红热，有很大的火灾安全隐患。较大的剩余电流通过桥架流入接地端时，在桥架拼缝处出现烧蚀现象。为了查明具体原因，进行了排查，并逐个试验和论证。

原因分析

设备故障或线路绝缘破损，出现不完全接地的故障

因故障现象仅发生在1#冷冻机启动和运行时刻，将1#冷冻机启动柜打开检测，拆开各相电缆，用电桥、摇表、电流表等监测装置对1#冷冻机做了详细监测。市电线电压正常（V），设备供电电缆相对地电阻为无穷大，接地线及桥架接地良好，均为0Ω，电机各相对地及相间电阻也均为无穷大，电机三相直流电阻分别为1.Ω、1.Ω、1.Ω。

根据电机三相直流电阻不平衡度计算公式：

从检测数据来看，线缆和设备的参数基本正常，1#冷冻机组的三相直流电阻不平衡度为3.58%，在企业标准的5%以内，Q/CSG-《电力设备预防性试验规程》中也未对低压电动机的绕组直流电阻作明确规定，此项数据也不足以证明设备故障。因此，“设备故障或线路绝缘破损，出现不完全接地的故障”的想法不成立。

桥架因单芯电缆电流磁通矢量和不为零，感应出桥架地线电流

根据楞次定律描述，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化，说明两件事情：①必须要有磁通量变化；②感应电流方向与引起磁通量变化的电流（单芯电缆）方向相反。本项目仅1#与2#两台冷冻机采用单芯电缆供电，且所有单芯电缆（含相线、中性线和接地线）都敷设在同一桥架内，线缆未完全按三相品字绑扎。检查发现：

a.冷冻机启动时桥架抖动明显，机组进入正常运行后，桥架抖动减轻并稳定，桥架噪音发生在机房外地下室桥架中段位置（机房内因设备运行噪音太大，无法准确判断）。将问题处桥架盖板打开后，噪音消失，可以判定，桥架内的单芯电缆产生的磁通量矢量和不为零，造成桥架因磁力而变形，并随交流电频率进行震动产生噪音。

b.烧蚀点主要发生在冷冻机房内的图3所示圆圈位置，并以1#冷冻机为中心向四周扩散，在1#冷冻机组启动时烧蚀最为明显并伴有火花。而2#冷冻机（与1#冷冻机组同型号）启动和运行时，无烧蚀现象发生。从平面图中可见，桥架地线电流不仅仅局限在单芯电缆敷设的位置，在一些仅有多芯电缆敷设的桥架处，也有烧蚀痕迹。这与楞次定律要求的磁通量变化不一致，因此，“桥架因单芯电缆电流磁通矢量和不为零，感应出桥架地线电流”的想法也不成立。

电动机三相电流不平衡，在电机外壳上产生感应电流

对比两台冷冻机组，发现1#冷冻机A相电流相对其他两相有明显偏差，其数值如图4所示。

根据电流三相不平衡度计算公式：

计算出1#冷冻机三相电流不平衡度为8.9%，此数据小于企业标准的10%。为了弄清故障现象是否由此产生，笔者采用下述方法进行排查：

a.对比1#冷冻机组与2#冷冻机组，确认它们的型号、线路、接地方式、设备启动方式均相同，仅1#冷冻机运行时，三相电流平衡度较差，有故障现象发生。2#冷冻机启动和运行时，三相电流平衡度很好（三相电流最大值与最小值偏差仅为7A），一切正常。

b.将桥架与1#冷冻机组启动柜脱开，设备运行时，桥架故障电流消失，机组外壳也未检测到电压存在。

c.检查发现，机组外壳接地端未做局部等电位连接，也未与PE线有直接连接，如图5所示。采用临时接地线将其接地后，桥架故障电流消失。

以上排查内容不难看出，故障电流来源于1#冷冻机。笔者认为，此机组三相电流不平衡度达到警戒值范围。因电机接线为三相四线（无中性线），启动方式为星—三角模式，当三相电流不平衡时，不平衡电流通过耦合的方式在电机外壳上产生感应电流。再者，机组外壳未与PE线直接连接，但又与机组自带的启动柜自连接，导致感应电流流向启动柜外壁，再沿桥架找到距离大地最近的地方（电阻最小）流走。因此，桥架上的电流以1#冷冻机为中心，向四周释放感应电流。电机采用星—三角启动方式，启动时线路电流是正常运行电流3~4倍，产生的感应电流也在此时达到峰值，造成桥架高电阻位置红热高亮，从而引起桥架拼缝烧蚀。因此，“电动机三相电流不平衡，在电机外壳上产生感应电流”的想法成立。

处理过程

a.要求厂家彻查并改善可疑机组现况，确保电机与负载接驳情况良好，排查定子绕组是否有匝间短路、局部接地、断路、受潮漏电等情况，妥善解决电机三相直流电阻不平衡及三相电流不平衡问题，要求1#冷冻机组相关参数值与2#冷冻机组接近，并保证设备正常运行。

b.查验并完善机房内所有电气装置外露可导电部分接地状况，保证各处与PE线可靠连接（含机组设备与其自带的启动柜），提高断路器的保护灵敏度。再将机房内所有设备、管道、配电箱、控制箱、结构钢筋等位置设置局部等电位连接，保障室内人身安全。

c.定期检查设备运行状况，特殊设备重点

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