由風力發電機組火災所引起的思考

　　我廠一臺進口600KW風力發電機組的電氣柜內發生火災，火因源于無功補償電容器內部短路。由火災引發出這樣的思考：建議我國的風力發電機組制造商，在為我國東南沿海地區風力發電場做風力發電機組低壓無功補償電容器選型及位置布置設計時，最好選擇允許使用溫度是650C以上的電容器，同時把電容器從電氣柜內移置到溫度稍低一點的塔筒底部，且加大電容器之間的距離，以便減少乃至杜絕因電氣柜內溫度過高、過熱造成電容器內部熱擊穿短路而引發的火災。
　　關鍵詞：思考  風力發電機組  電氣柜  火災  溫度  內部短路  熱擊穿  距離 
　　2008年7月24日下午我廠從國外引進的 600KW風力發電機組的電氣柜發生了火災，結果電氣柜全部損壞，與電氣柜一壁之隔的控制柜也所剩無幾，這次風力發電機組的火災給我們以深刻的啟示。
　　一.事故的現場
　　7月24日下午18時39分中控室的顯示屏上顯示一臺600KW風力發電機組跳閘，值班人員立刻驅車趕到現場，此時發現有濃煙從風力發電機組塔筒的門縫處向外冒出，無疑是發生了火災。值班人員馬上打開塔筒門，企圖取出塔筒內的手提式滅火器進行滅火，但此時塔筒內已充滿的濃煙及熏人的氣味令人無法進入。于是我們又從其它地方取來手提式液體CO2滅火器在塔筒門外邊進行滅火，但由于手提式液體CO2滅火器射程有限，所以無法對電氣柜實施有效救助，無奈只好動用消防車滅火。待毒性氣味被風驅散后我們發現：電氣柜內的導線、母排全部變成了裸線，但見不到短路點。接觸器、斷路器等被燒的殘缺不全，幾個無功補償電容器內部短路，控制柜內的IC元件先火烤后水冷，情況則不言而喻。經過搶修及對電容器放置位置、間隔的改造，一個月后風力發電機組恢復運行。
　　二.事故分析
　　是什么原因造成這次火災呢？從對現場電氣元件外觀檢查及對電氣元件實際檢測我們發現：所有的導線包括導線與電氣元件的連接處都沒有短路的痕跡，所有的接觸器、繼電器線圈的銜鐵均無卡死的現象。電氣柜內的聚氯聯苯材料薄膜制成的低壓無功補償電容器幾乎全部產生短路現象，由此觀之，可以斷定火災起源于電容器內部短路，那么又是什么原因造成電容器內部短路呢？這還要從塔筒內電氣柜里的溫度談起。海南是熱帶地區，每年從4月份到11月初氣溫都比較高，同時又是一個鹽霧腐蝕比較嚴重的地區，為了防止鹽霧腐蝕，塔筒整體密封性較好，但這也給氣溫比較高的地區帶來了負面影響，這就是塔筒電氣柜內的溫度較高。我們曾做過一年時間的溫度測試，電氣柜內溫度高于550C的時間長達41天。最高溫度達63.50C，然而風力發電機組生產商為我們所選擇的電容器最高允許使用溫度是550C，在此以前電容器曾大量的損壞，我們與外方也曾進行過多次交涉，也曾多方購買允許使用溫度在650C以上的電容器，但沒有買到。電容器的運行溫度過高，必然導致低壓無功補償電容器其介質強度降低或介質損耗的迅速增加，若溫度再升高，則破壞其熱平衡，造成熱擊穿即電容器內部短路，如果電容器的破裂曲線和熔斷器熔絲安秒特性不相匹配，即熔絲選擇不合理，或熔絲質量不好，熔斷器將不能迅速動作切除故障源，從而便可引起火災。國外的設備是按他們當地氣候條件設計的，為了減小電氣柜的體積，在他們當地的氣候條件下可以把電容器之間的距離考慮的較小，但在我國海南地區這種氣候條件下，電容器之間的距離較小則散熱不好，這也是引起電容器內部熱擊穿的一個因素。正如丁毓山等人所編寫的《無功補償崗位培訓教材》一書中所講“安裝于成套配電柜中的移項電容器由于距離較小，不適用于南方氣候炎熱的地區”。