圖1 Pt100鉑熱電阻引線燒毀位置
圖2 Pt100鉑熱電阻引線燒斷截面圖
1、背景及主要事故經(jīng)過
1.1 現(xiàn)場所使用顯示控制儀主要性能參數(shù)
采用昌暉YR-GNC804X01-020-08-HHLL-N-T智能顯示控制儀，顯示控制儀主要技術參數(shù)：
①雙屏LED顯示，顯示被測量值、設定參數(shù)。
②0.2%精度
③高可靠性、高穩(wěn)定性、抗干擾能力強
④4個報警輸出(可組態(tài))+1路4-20mA變送輸出
⑤輸入信號變化率報警及記錄+上電報警鎖定+斷線處理
⑥交流/直流220V供電
1.2 Pt100鉑熱電阻主要性能參數(shù)
本案例所使用的三線制Pt100鉑熱電阻，測量鉑電阻的電路采用是不平衡電橋，鉑電阻作為電橋的1個橋臂電阻，將導線1根接到電橋的電源端，其余2根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，通常情況，將一個基準電壓加在Pt100回路上，測量Pt100上的電壓信號(mV)，阻值變化時電壓信號自然也變化，再經(jīng)過運放放大后輸入A/D芯片進行A/D轉換，經(jīng)過程序再將電壓信號換算成電阻值。
鉑熱電阻主要特點
①使用外繞整體燒結鉑電阻元件，提高產(chǎn)品抗震性能和可靠性
②采用激光焊接技術，防止在強烈震動的場合下焊點松動或脫落，有效地提高了傳感器的長期穩(wěn)定性。
③活動卡套連接方式，安裝時導線不會跟著探頭旋轉，拆卸也比較方便，并且可以調整探頭的插入深度。
④鋼絲鎧裝保護裝置，有效地承受剛性材料和柔性材料結合點的載荷，防止尾部導線在頻繁擺動時導線斷裂。
⑤傳感器與鋼絲鎧裝之間采用特殊聚合物絕緣，杜絕了瓦與瓦之間產(chǎn)生軸電流。
⑥傳感器尾部加裝鎖緊裝置，防止導線在鋼絲鎧裝中因頻繁擺動而引起外護套破損。
⑦歐美封裝工藝，有效地提高產(chǎn)品耐高溫、抗腐蝕和長期工作的穩(wěn)定性等特點。
⑧特質耐油耐高溫屏蔽導線，外套及絕緣層采用特殊聚合物制作而成。
⑨銅鍍銀的線芯具有良好的導電性能，每百米的阻值小于0.02Ω。
2、燒毀故障產(chǎn)生的原因分析
2.1 根據(jù)現(xiàn)場Pt100鉑熱電阻引線燒毀現(xiàn)象分析
此次燒毀的原因可能是由于測溫電阻引線綁扎不合理，其固定位置位于邊緣較鋒利的鐵塊處。從燒斷處看，雖未發(fā)現(xiàn)綁扎扎帶，但扎帶有可能已經(jīng)斷落，因塑料材質扎帶的耐油、耐溫性能比較差，在溫度較高場所，耐油性能會大大降低，使用壽命縮短，在較高溫度的油中長時間浸泡后，會出現(xiàn)變硬、變脆而斷裂。此次燒毀，極有可能是在扎帶斷裂后發(fā)生。
又因機組高速運轉時，油槽內部油質也高速循環(huán)，由于測溫電阻引線松動，所以在油的循環(huán)作用下，測溫電阻引線在油槽內部產(chǎn)生擺動，時間長久后，Pt100鉑熱電阻引線與金屬鐵塊長期磨損導致鋼凱護套磨穿后，接而又磨穿引線導體絕緣層，造成短路。因顯示控制儀在監(jiān)控運行過程中，對Pt100鉑熱電阻提供10V左右直流測量電壓，在機組運行過程中，因震動，使導線與金屬固件長期頻繁接觸形成電火花，最終燒斷帶鋼凱的引線。
2.2 從鋼凱護套燒毀及顏色變化推斷
隨著各廠家對Pt100電阻質量的升級，以避免引線在設備運行過程中出現(xiàn)的各種斷線，各廠商紛紛對引線增加了鋼凱護套(如圖3所示)，同時為了避免溫度信號在傳輸過程中的干擾，均在引線內增加了銅絲屏蔽層。在本案例中導體被磨穿發(fā)生短路接地后，使鋼凱護套及銅絲屏蔽層形成了牢固的導體，而不能及時將較細的導體燒斷(若不帶鋼凱護套及銅絲屏蔽層的引線，會及時將導線燒斷)，在機組運行過程中，因震動和循環(huán)油的沖擊，使鋼凱護套及銅絲屏蔽層形成的牢固的導體，長時間頻繁接觸放電，形成電火花，產(chǎn)生了較高的溫度。從鋼凱護套燒毀及顏色變化可推斷故障時造成的溫度極高。
圖3 Pt100鉑熱電阻引線燒斷位置分解后內外部燒毀情況
3、此類故障可能產(chǎn)生的后果及相關處置措施
3.1 可能產(chǎn)生的后果
3.1.1 可能引起火災事故
從圖3中可以看出，帶鋼凱護套引線，有嚴重的發(fā)黑，近處呈紅銅色，并燒斷帶鋼凱護套引線，說明故障時，具有較高溫度，因本廠所裝位置密閉，含氧量極低，幸而未能使燃點為240℃左右的透平油發(fā)生起火，否則會釀成更大的火災事故。
3.1.2 導致設備停運
導致設備運行過程中會出現(xiàn)溫度跳變，甚至無溫度顯示，可導致設備在運行過程中出現(xiàn)事故停運。對于其他生產(chǎn)行業(yè)，可能導致工藝流程溫度控制標準的改變，造成半成品或成品質量不符合要求，造成一定的經(jīng)濟損失。
3.2 相關處置措施
針對本案例現(xiàn)場安裝的實際情況，宜通過改進在發(fā)電機油槽內部對測溫電阻引線加固方式，棄用塑料扎帶，采用環(huán)氧樹脂膠的純棉布帶在與鐵塊固定處的測溫電阻引線處，先對鋼凱護套進行包扎，或者采用較厚實的絕緣類套管加裝在綁扎處后固定，避免與金屬鋒利部位直接接觸摩擦，同時打磨安裝固件鋒利棱角，防止綁扎帶被磨斷。如引線處于潤滑油中，同時在布線加固時，應考慮到循環(huán)油不會再一次對測溫電阻引線產(chǎn)生拉力，同時根據(jù)實際情況考慮合理布線。相關行業(yè)可以根據(jù)實際情況，改進對測溫電阻及引線的安裝固定方案。
同時在運行管理過程中，對溫度傳感器顯示異?；驍嗑€故障，要引起高度重視，一旦發(fā)現(xiàn)溫度顯示異?；驍嗑€，應及時查明原因，消除故障，特別是斷線故障，要及時拆除測溫電阻引線，避免故障溫度傳感器及引線長時間帶電(因為根據(jù)測溫電阻測量工作原理，如果發(fā)生斷線，引線上就會存在10V左右直流電壓)，發(fā)生短路，產(chǎn)生電火花或異常高溫，釀成事故。
此外，筆者發(fā)現(xiàn)，智能顯示控制儀未設計短路過載保護，未對電阻短路故障時采取有效的保護措施。對于產(chǎn)品功能的改進，可從兩方面進行改造，一是溫控儀功能的完善，此項需要在采購前對制造廠家提出具體要求，在裝置內部增設出口線路短路保護，一旦發(fā)生接地故障，即斷開測量電壓;二是可以在Pt100電阻引線前端增加熔斷保護措施，如果發(fā)生接地短路，自動熔斷出口引線，防止在故障處長期產(chǎn)生火花及異常高溫。
此項措施是筆者根據(jù)工作經(jīng)歷和實踐經(jīng)驗得出的初步設想，最終需要經(jīng)過生產(chǎn)廠家的具體可行性設計方案的檢驗，才能從根本上杜絕此類事故發(fā)生。
3.3 問題引發(fā)的思考
此次Pt100電阻引線燒毀現(xiàn)象在本案例中，雖未造成其他嚴重影響，但從燒毀現(xiàn)象來看，比較罕見，從可能引起的其他后果分析，可能引起火災甚至爆炸，或其他嚴重經(jīng)濟損失，折射出對此類Pt100電阻引線罕見燒毀現(xiàn)象防范的意義重大。又因Pt100電阻廣泛運用于各行業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，對安全生產(chǎn)穩(wěn)定運行起著較為關鍵作用，故借此文向廣大行業(yè)同仁分享此案例，以促進各行業(yè)對Pt100電阻安裝使用的有效改進，增強對Pt100電阻安裝使用的安全認識，并推動各相關廠商對溫度控制系統(tǒng)安全設計和產(chǎn)品的升級改造，為實現(xiàn)生產(chǎn)本質安全，防止各類人身傷亡或經(jīng)濟財產(chǎn)損失，提供參考。
4、結語
本案例的Pt100鉑熱電阻引線燒毀事故現(xiàn)象實屬罕見，是一個比較特殊的案例。通過對此次Pt100電阻引線燒毀現(xiàn)象的處置，為今后不斷探索此類事故發(fā)生后妥善處理提供了可靠的參考依據(jù)和有效辦法。
作者：楊金柳(大唐廣西分公司沿渡河電業(yè)發(fā)展有限公司)
