炼钢厂常用的精炼工艺有: LF（电加热还原，脱氧、脱硫）、RH（真空脱氧、脱氮）,VD（氩氧脱碳、脱硫），其中LF炉因结构简单，减少了电弧炉还原时间，缩短了电弧炉的冶炼周期，提高了电弧炉的生产率，能够在一定时间内为连铸提供符合温度、成分及洁净度要求的钢液，保证了电弧炉+ LF精炼+连铸工艺的顺行，因此得到了广泛应用。其主要结构是在钢水浇铸钢包上增加一个能插入3根石墨电极的顶盖(电极用途是进行三相交流加热)。通过安装在钢包底的透气砖把惰性气体(例如Ar气)吹入到钢水中，同时在还原性渣下对钢水进行加热搅拌，实现脱氧、脱硫和减少非金属杂质。

LF精炼炉断路器故障原因

LF精炼炉由10kV或35kV供电，熔炼过程需断路器分合闸5-6次，每天生产20炉左右，因此断路器平均每天分合闸次数在100次以上，在分闸过程中不同期性时间一旦超过2ms，容易导致断路器相当于非全相运行，同级断口分闸不同期过大，甚至触头没有分开，可能使其开断时，触头所承受的恢复过电压超过允许值，从而灭弧失败导致爆炸。同时由于工艺本身产生的分断电流大，因此每次分合闸时都会对断路器本身造成一定寿命损失，当该损失积累到一定程度后，直接表现为断路器在某次分闸过程中爆炸。

综上对于LF精炼炉回路的断路器需要对其分合闸过程中三相不同期、路器剩余电寿命进行长期监测及分析，根据断路器健康状态及时维修或更换断路器，避免电气事故及因电气事故造成的精炼炉炉体损坏。

三相不同期及电寿命监测方案

三相不同期监测的方法主要是在断路器三相安装机械特性传感器+接近开关，采集分合闸过程的数据，并由智能监测装置计算断路器每次执行分合闸动作时断路器三相的合分闸开距、超程、过冲、反弹、刚合/刚分速度、平均分合闸速度等。电气智能化系统通过三相机械特性的指标及曲线相对比，综合计算断路器每次操作过程中的状态，深度分析断路器的健康状态，从而实现断路器三相不同期监测，并在出现劣化趋势时及时告警。

机械特性数据通过高精度红外位移传感器采集，其空间分辨率为0.02mm，该传感器安装在操作机构底部，在每次断路器分合闸过程中采集断路器动触头的位移数据，并将数据上传到智能监测装置。

针对剩余电寿命电气智能化系统则通过采集断路器分合闸过程中的分段电流，结合断路器出厂额定寿命与累计消耗电寿命，通过二者差值判断剩余电寿命，其计算方法为：

额定电寿命 S=Nn*Isn^2   单位A^2   (注意Isn一般用kA表示）

初始电寿命 S0=N0*In^2,  单位A^2

累加电寿命 X=Ib1^2 + Ib2^2 + Ib3^2 + Ib4^2 + Ib5^2……

剩余电寿命 剩余% = (S-S0-X)/S*100。

通过智能组件与各类传感器的有机配合，电气智能化系统将柜内各类运行信息进行综合分析，从而判断开关柜设备的运行状态及健康程度。并将开关柜状态划分为健康、隐患、告警、故障四个类型，并根据状态报警提示检修，最终实现对高压断路器的生命周期的管理。

结合设备位置信息、故障设备的图纸信息、检修记录、试验记录、备件信息等为运维人员处理事件提供全面的信息支撑，同时积累故障库，为事件处置提供依据。

效益分析

通过对LF炉高压断路器生命周期的管理，即保证精炼工艺正常运行及作业人员安全，又能产生直接经济效益。按每炉钢100吨计算，避免一次精炼炉断路器事故可产生直接经济效益40-50万元，同时减少电气设备、精炼设备为维修费用10万元左右。

供稿：智能化软件部 白雪松