試論電氣設(shè)備故障的判別與檢修

【摘 要】電氣設(shè)備功能越多，電氣控制就越復(fù)雜，這類(lèi)隱性故障出現(xiàn)的機(jī)會(huì)就越多，雖是小故障，但分析、查找故障點(diǎn)麻煩，常常需要使用各類(lèi)測(cè)量工具才能找出故障點(diǎn)。本文主要針對(duì)電氣設(shè)備故障情形和日常維修，結(jié)合工作實(shí)踐對(duì)故障診斷與檢修方法。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備；電路分析；試驗(yàn)控制；故障檢修

1.電氣設(shè)備常見(jiàn)故障分析

1.1設(shè)備絕緣故障

由于電氣設(shè)備長(zhǎng)期處于高電壓和強(qiáng)電場(chǎng)作用下，電氣絕緣是一項(xiàng)重大問(wèn)題，這也是電氣設(shè)備故障診斷的重中之重，因?yàn)橐坏┙^緣問(wèn)題出現(xiàn)隱患，不僅影響正常的供電用電，更易引發(fā)重大事故。絕緣故障主要分為以下幾種 ：變壓器絕緣故障 ；電壓、電流互感器絕緣故障 ；電力電纜絕緣故障。這其中引發(fā)絕緣故障的主要因素是設(shè)備老化，密封不嚴(yán)，容易受外界異物侵蝕，使設(shè)備喪失絕緣能力，其中以高壓電流互感器最為關(guān)鍵。因?yàn)殡妷弘娏骰ジ衅鲗儆陔姎庠O(shè)備的核心部位，承受負(fù)荷最大，老化速度快，而高壓電流互感器的絕緣為電容均壓結(jié)構(gòu)，高壓引出部件，特別是 60kV 及以上的高壓套管均采用絕緣材料為油浸材料和膠紙材料電容型結(jié)構(gòu)，密封效果不是很好，運(yùn)行時(shí)進(jìn)水受潮這種事故約占事故總數(shù)的百分之三十。

1.2設(shè)備機(jī)械故障

設(shè)備機(jī)械故障主要有電氣設(shè)備的振動(dòng)、磨損、疲勞等，特別是電機(jī)（發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)）的故障。我們知道，電機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子和軸承裝置構(gòu)成，在電機(jī)的工作系統(tǒng)中存在相互獨(dú)立的電路和一個(gè)耦合電路的磁場(chǎng)，電機(jī)內(nèi)不同絕緣結(jié)構(gòu)又構(gòu)成了獨(dú)立的電機(jī)絕緣系統(tǒng)，又有保證各個(gè)部位正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本機(jī)械系統(tǒng)和通風(fēng)散熱系統(tǒng)。這類(lèi)故障的特點(diǎn)是隱蔽性強(qiáng)，對(duì)檢修技術(shù)要求比較高，既需要具備靈活操作設(shè)備的技術(shù)，而且需要具備很豐富的電氣設(shè)備檢修經(jīng)驗(yàn)。高壓斷路故障也是一種較為常見(jiàn)的設(shè)備故障，如缺油情況下斷流，而電弧不熄滅，容易燒毀設(shè)備，甚至引起爆炸 ；另外，斷路器絕緣子破壞，拉桿瓷瓶斷裂，橡皮密封墊有缺陷等也屬于高壓斷路方面的故障。

1.3設(shè)備發(fā)熱故障

由于電氣設(shè)備進(jìn)行的是能量的轉(zhuǎn)換和傳遞程序，發(fā)熱因素對(duì)電氣設(shè)備的破壞性極大，熱故障在電氣設(shè)備故障診斷中起到關(guān)鍵性作用。

綜上所述，電氣設(shè)備的故障模式具有多樣性，因此在進(jìn)行電氣設(shè)備診斷時(shí)必須多角度、全方位綜合考慮。

2.電氣設(shè)備故障的診斷現(xiàn)狀

2.1檢修前的調(diào)查研究

調(diào)查研究是設(shè)備檢修的前奏，是故障分析的第一手資料，調(diào)查研究正確、全面，對(duì)檢修工作往往起到事半功倍的效果。調(diào)查研究的主要方法是問(wèn)、聞、看、聽(tīng)、摸、拽。①問(wèn)，詢問(wèn)設(shè)備使用者故障發(fā)生前的情形、異常現(xiàn)象、以往病史情況、故障前有否操作失當(dāng)或某操作桿、按鈕失靈或誤動(dòng)作等。如果是初次檢修該設(shè)備，還應(yīng)向使用者了解各操作機(jī)構(gòu)的功能、控制關(guān)系、操作順序等為分析電氣故障，迅速查找故障點(diǎn)提供依據(jù)。②聞，是否有絕緣漆、塑料、橡膠等過(guò)熱、燒焦的刺鼻氣味。③看，察看熔斷器的熔體或熔絲是否熔斷，觸點(diǎn)是否燒熔或燒灼。如果再現(xiàn)故障（注意不能擴(kuò)大故障），看接點(diǎn)間有無(wú)火花。④聽(tīng)，電動(dòng)機(jī)、繼電器、控制變壓器、電磁閥等電器的機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)在運(yùn)行或運(yùn)動(dòng)中是否有異常聲音。⑤摸，切斷電源，用手背（如果溫度過(guò)高燙手，人可本能地迅速縮回，避免燙傷）觸摸電動(dòng)機(jī)外殼、電器線圈等，判斷其是否有明顯的溫升與局部過(guò)熱現(xiàn)象。⑥拽，切斷電源，輕拽電線是否松動(dòng)。通過(guò)調(diào)查研究，一般說(shuō)來(lái)，具有外特征直觀性一類(lèi)故障可找出；對(duì)較熟悉的電氣設(shè)備的電路還可大致確定故障范圍。

2.2絕緣故障通常采用斷路法

斷路法，即將用電設(shè)備所有輸電線路依次分階段斷路，以此判斷絕緣故障出現(xiàn)的區(qū)域。通過(guò)斷路法檢測(cè)到某區(qū)域的確存在絕緣故障，進(jìn)行標(biāo)示，然后再用表測(cè)法，鎖定具體位置，作更精確的診斷和修復(fù)。這種檢測(cè)方式簡(jiǎn)單易行，操作簡(jiǎn)便，對(duì)于大型機(jī)組或者是大規(guī)模輸電設(shè)備的檢測(cè)較為實(shí)用。運(yùn)用這種故障診斷法必須遵循先易后難，從簡(jiǎn)單直觀入手。

2.3設(shè)備發(fā)熱故障通常紅外線設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)

設(shè)備發(fā)熱故障也比較常見(jiàn)，這種故障的診斷方法也遵循先易后難原則，明顯的發(fā)熱故障，經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)備監(jiān)測(cè)人員很容易察覺(jué)并及時(shí)處理，而近年來(lái)電氣設(shè)備越來(lái)越朝高精尖方向改進(jìn)，一方面提高了工作效率，同時(shí)也加大了故障診斷的難度，運(yùn)用紅外線設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)使診斷變得簡(jiǎn)便易行。一個(gè)供電廠的電機(jī)設(shè)備通過(guò)表測(cè)顯示升溫較快，開(kāi)機(jī)后十幾分鐘溫度直線上升，并多次停機(jī)降溫，仍無(wú)法從根本解決升溫較快的問(wèn)題，之后運(yùn)用手持紅外線設(shè)施進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)當(dāng)儀表顯示機(jī)組溫度為 92℃時(shí)，紅外線設(shè)施顯示最高為 62℃，最低58℃，室內(nèi)溫度為 41℃，機(jī)溫正常，后來(lái)經(jīng)過(guò)檢修確認(rèn)機(jī)組內(nèi)部并無(wú)故障，因此系儀表出現(xiàn)故障。運(yùn)用紅外線設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)較為準(zhǔn)確、直觀，而且手持紅外設(shè)施不與機(jī)組等電氣設(shè)備相連，相互影響較小。另外，由于用電需求增大，電氣設(shè)備較多，運(yùn)用常規(guī)診斷技術(shù)不易發(fā)現(xiàn)故障，紅外線設(shè)施診斷針對(duì)性較強(qiáng)，能夠事先發(fā)現(xiàn)故障所在，及時(shí)檢修，消除隱患。

2.4機(jī)械故障大多依靠常規(guī)化學(xué)手段診斷

機(jī)械故障中諸如電機(jī)損耗、磨損等故障通過(guò)常規(guī)診斷，只需單獨(dú)診斷負(fù)載設(shè)備，判斷機(jī)械設(shè)備是否異常。變壓器在運(yùn)行過(guò)程中機(jī)組內(nèi)部產(chǎn)生一系列可燃性氣體，如絕緣油過(guò)熱和放電容易產(chǎn)生氫氣、甲烷、乙烯等 ；油浸固體絕緣物過(guò)熱和放電容易產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳和氫氣 ；通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)生氣體的相關(guān)指數(shù)就可判斷變壓器是否運(yùn)行異常。變壓器運(yùn)行正常時(shí)，檢測(cè)不出乙炔氣體，并且氫氣、甲烷、乙烯、乙烷總指數(shù)通常保持在0.06mml/100mml，如果超過(guò)指數(shù)或者情況不符，就可判定為變壓器故障。這種診斷方式較為準(zhǔn)確，也可以建立電氣設(shè)備氣體排放觀測(cè)中心，隨時(shí)觀測(cè)機(jī)組運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，確保機(jī)組保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1綜合性

信息化對(duì)各種產(chǎn)業(yè)最大的影響就是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)整合，采取綜合管理，未來(lái)電氣設(shè)備診斷納入信息化體系，診斷技術(shù)必定走向綜合化，即將各種電氣設(shè)備運(yùn)行情況參數(shù)整合到一個(gè)數(shù)據(jù)中心，通過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)程終端進(jìn)行監(jiān)控，無(wú)論發(fā)熱故障、絕緣故障或者機(jī)械故障均能同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，只需在電氣設(shè)備中安裝數(shù)據(jù)終端，并且將各個(gè)設(shè)備終端數(shù)據(jù)整合到一個(gè)個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器，再將各個(gè)服務(wù)器與監(jiān)控終端進(jìn)行鏈接，就可以方便快捷，隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)測(cè)、診斷，就好比為電氣設(shè)備建設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)程診斷醫(yī)院，使電氣設(shè)備診斷走向人工智能化。

3.2針對(duì)性

電氣設(shè)備診斷的信息化，與之前傳統(tǒng)的診斷方法比起來(lái)，針對(duì)性更強(qiáng)，而且更加快捷。發(fā)電機(jī)組、變壓器、輸電線路，各處的狀態(tài)數(shù)據(jù)除與總控室的數(shù)據(jù)終端相連，還有各自獨(dú)立數(shù)據(jù)服務(wù)器，能夠快速針對(duì)各自不同的故障形態(tài)進(jìn)行針對(duì)性地診斷，形成及整合有獨(dú)立的完備的診斷體系。

3.3快捷性

信息化之后的電氣設(shè)備診斷不必事事親為，一般只需監(jiān)控終端數(shù)據(jù)就行，能夠最大限度發(fā)揮人的潛力，形成人工智能體系。信息化的最大特點(diǎn)即是快捷，各種數(shù)據(jù)終端可以第一時(shí)間上傳到總數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)可以與相關(guān)專(zhuān)家建立長(zhǎng)期的合作機(jī)制，隨時(shí)咨詢個(gè)別復(fù)雜的故障處理問(wèn)題，方便快捷進(jìn)行電氣設(shè)備的診斷。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于電氣設(shè)備故障與檢修，不可忽視機(jī)械對(duì)電氣控制的影響。許多電氣設(shè)備的電器元件的動(dòng)作是由機(jī)械、液體壓力來(lái)推動(dòng)的，因此，在電氣故障檢修之前，應(yīng)注意檢查、調(diào)整和排除機(jī)械、液壓部分的故障，這對(duì)電氣檢修是很有幫助的。

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