煉鋼廠(chǎng)常用的精煉工藝有: LF（電加熱還原，脫氧、脫硫）、RH（真空脫氧、脫氮）,VD（氬氧脫碳、脫硫），其中LF爐因結構簡(jiǎn)單，減少了電弧爐還原時(shí)間，縮短了電弧爐的冶煉周期，提高了電弧爐的生產(chǎn)率，能夠在一定時(shí)間內為連鑄提供符合溫度、成分及潔凈度要求的鋼液，保證了電弧爐+ LF精煉+連鑄工藝的順行，因此得到了廣泛應用。其主要結構是在鋼水澆鑄鋼包上增加一個(gè)能插入3根石墨電極的頂蓋(電極用途是進(jìn)行三相交流加熱)。通過(guò)安裝在鋼包底的透氣磚把惰性氣體(例如Ar氣)吹入到鋼水中，同時(shí)在還原性渣下對鋼水進(jìn)行加熱攪拌，實(shí)現脫氧、脫硫和減少非金屬雜質(zhì)。

LF精煉爐斷路器故障原因

LF精煉爐由10kV或35kV供電，熔煉過(guò)程需斷路器分合閘5-6次，每天生產(chǎn)20爐左右，因此斷路器平均每天分合閘次數在100次以上，在分閘過(guò)程中不同期性時(shí)間一旦超過(guò)2ms，容易導致斷路器相當于非全相運行，同級斷口分閘不同期過(guò)大，甚至觸頭沒(méi)有分開(kāi)，可能使其開(kāi)斷時(shí)，觸頭所承受的恢復過(guò)電壓超過(guò)允許值，從而滅弧失敗導致爆炸。同時(shí)由于工藝本身產(chǎn)生的分斷電流大，因此每次分合閘時(shí)都會(huì )對斷路器本身造成一定壽命損失，當該損失積累到一定程度后，直接表現為斷路器在某次分閘過(guò)程中爆炸。

綜上對于LF精煉爐回路的斷路器需要對其分合閘過(guò)程中三相不同期、路器剩余電壽命進(jìn)行長(cháng)期監測及分析，根據斷路器健康狀態(tài)及時(shí)維修或更換斷路器，避免電氣事故及因電氣事故造成的精煉爐爐體損壞。

三相不同期及電壽命監測方案

三相不同期監測的方法主要是在斷路器三相安裝機械特性傳感器+接近開(kāi)關(guān)，采集分合閘過(guò)程的數據，并由智能監測裝置計算斷路器每次執行分合閘動(dòng)作時(shí)斷路器三相的合分閘開(kāi)距、超程、過(guò)沖、反彈、剛合/剛分速度、平均分合閘速度等。電氣智能化系統通過(guò)三相機械特性的指標及曲線(xiàn)相對比，綜合計算斷路器每次操作過(guò)程中的狀態(tài)，深度分析斷路器的健康狀態(tài)，從而實(shí)現斷路器三相不同期監測，并在出現劣化趨勢時(shí)及時(shí)告警。

機械特性數據通過(guò)高精度紅外位移傳感器采集，其空間分辨率為0.02mm，該傳感器安裝在操作機構底部，在每次斷路器分合閘過(guò)程中采集斷路器動(dòng)觸頭的位移數據，并將數據上傳到智能監測裝置。

針對剩余電壽命電氣智能化系統則通過(guò)采集斷路器分合閘過(guò)程中的分段電流，結合斷路器出廠(chǎng)額定壽命與累計消耗電壽命，通過(guò)二者差值判斷剩余電壽命，其計算方法為：

通過(guò)智能組件與各類(lèi)傳感器的有機配合，電氣智能化系統將柜內各類(lèi)運行信息進(jìn)行綜合分析，從而判斷開(kāi)關(guān)柜設備的運行狀態(tài)及健康程度。并將開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)劃分為健康、隱患、告警、故障四個(gè)類(lèi)型，并根據狀態(tài)報警提示檢修，最終實(shí)現對高壓斷路器的生命周期的管理。

結合設備位置信息、故障設備的圖紙信息、檢修記錄、試驗記錄、備件信息等為運維人員處理事件提供全面的信息支撐，同時(shí)積累故障庫，為事件處置提供依據。

效益分析

通過(guò)對LF爐高壓斷路器生命周期的管理，即保證精煉工藝正常運行及作業(yè)人員安全，又能產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益。按每爐鋼100噸計算，避免一次精煉爐斷路器事故可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益40-50萬(wàn)元，同時(shí)減少電氣設備、精煉設備為維修費用10萬(wàn)元左右。