電氣設備故障診斷技術

樊長飛+李芳+孫蕾

摘 要：科學技術的發展使得電氣設備在日常生活中的應用更加廣泛，與此同時，電氣設備故障診斷也引起了社會各界越來越多的關注。電氣設備運行的穩定可靠性是決定電力系統整體質量和安全性的重要因素。本文對電氣設備的故障特點和類型進行了總結，并根據實際工作經驗提出了電氣設備故障常見的解決措施。

關鍵詞：電氣設備故障；分析診斷；維護檢修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.004

科學技術的發展和人們生活水平的提升是人們電力設備在日常生活和社會生產中的應用更加廣泛，與此同時，電氣系統的規模也在不斷擴大，功能日益完善，結構愈發復雜，故障類型也有所增加，提高了故障檢修的難度。電力系統中最為重要和基本的元件就是電氣設備。一旦電氣設備的運行發生問題，會對整個電力系統產生嚴重的影響，如停電、電氣設備短路或局部損壞等。這些故障不僅會嚴重的影響人們的正常生活，還會造成嚴重的經濟損失，甚至導致火災等事故的發生，威脅生命財產安全。因此，進行電氣設備故障診斷技術的研究具有重要的現實意義，能夠有效的提高電力系統運行的穩定性和安全性，減少由于電氣設備故障引起的經濟損失和人員傷亡。

1 電氣故障的特點

電氣故障主要有三個方面的特點，分別是隱形、顯性和故障區域性。很多電氣設備故障沒有明顯的外在表現，很難常規檢查的過程中被發現，這些故障包括熔絲熔斷、絕緣線內部斷裂、保護裝置調試不當、觸頭接觸不良等。而有些電氣故障卻有明顯的外部特征，可以在常規檢查的過程中被及時發現，并采取相應的措施，這些故障包括繼電器、接觸器過熱、冒煙，觸頭熔斷，接頭脫落，電氣發出異常聲音，異常震動等。很多電氣設備的元件分布區域很廣，如變電器中的很多斷路器就安裝在進出線的間隔中，當變電站發生故障時，需要對這些區域進行全面的檢查才能確定故障發生的確切位置，增加了電氣故障檢修的難度。

2 變電所電氣設備運行中常見故障類型及分析

要做好電氣設備故障的檢修，找到正確的故障類型和原因是關鍵。要對電氣故障類型作出準確的判斷需要有良好的電工學理論知識、對線路的熟悉和掌握為基礎。造成設備故障的原因可能有很多，在檢修的過程中要抓住最為主要的故障原因。

2.1 運行溫升引起的電氣故障

引起電氣設備故障的一個重要原因是電接觸不良，而電接觸不良主要是由于電接觸部分溫升引起的。當電接觸部分的溫度過高時導體的表面會出現嚴重的氧化現象，從增加導體的電阻值，造成導體及周圍元件溫度的進一步升高，嚴重時甚至可能引發觸頭的熔焊現象。觸頭原本是由彈簧壓緊的，在溫度升高后，彈簧的彈性降低，對觸頭的壓力減小，電接觸的穩定性明顯下降，從而引發電氣接觸頭電弧灼傷故障。

此外，運行溫度過高還會加速有機絕緣材料的老化，降低其絕緣性能，甚至出現絕緣材料被擊穿的問題，材料的使用年限顯著降低。根據絕緣材料的性能，其受熱溫度每增加8攝氏度，材料的使用壽命將減少50%。高溫對無機絕緣材料也會產生較大的影響，如電磁的擊穿能力在高溫狀態下將得到顯著的提升。

高溫也是損壞電子元件的重要因素。在高溫狀態下，半導體集成元件被擊穿的概率明顯提升。這是由于隨著溫度的升高，電子元件激活程度相應升高，原本不導電的元件在高溫下也會通電。

2.2 電動力引起的電氣故障

當電動力過大時，導體可能產生嚴重的變形，尤其是在幾個平行導線中，短路電流會導致導體之間的引力和排斥力顯著升高，當這種力的作用超過某一限度后，就會導致導體的變形、接頭的松動和破損。電動力還有可能導致開關的誤動作。當開關內的電流過大或出現短路現象時，電動力有可能導致開關自動打開，這種誤動作可能引起嚴重的后果，如燒毀觸頭，引起火災等。

3 電氣設備故障分析的常用方法

3.1 狀態分析法

所謂的狀態分析法就是根據電氣設備發生故障時的狀態進行分析檢修的方法。電氣設備的運行過程可以分為幾個階段，這些階段也可以成為運行狀態，如電動機的運行就可以分為啟動、運轉、正轉、反轉、制動、停止等幾個過程。在電氣設備運行的某些狀態下故障的發生頻率較高，而在某一狀態下元件的運行狀態是進行電氣設備故障分析的主要依據。

3.2 圖形分析法

電氣設備都具有相應的設計圖，設計圖中包括設備的結構、運行原理、功能、裝接方式、維修方法等重要的信息。在進行電氣設備檢修時，這些設計圖發揮了重要的作用。電氣設備的圖紙有很多種類，如原理圖、構造圖、系統圖、位置圖等。在進行電氣設備的故障診斷時，需要對這些圖紙進行綜合全面的分析，并掌握圖紙之間的關系，如接線圖可以轉變為電路圖、原理圖等。

3.3 單元分析法

電氣設備是由多個單元組合而成的，每一個單元都有其特定的功能。當電氣設備發生故障時，也就相當于其中某個單元的功能喪失了，可以通過這種方式來判斷故障發生的具體環節。在進行電氣設備的故障分析時應當將設備的功能分為幾個具體的單元，這樣就能在最短的時間內確定故障發生的范圍。

4 結語

上述方法是電氣設備故障診斷中的常用方法，在實際診斷過程中，應當根據具體的故障類型和故障原因選擇合適的檢修方法。在診斷和檢修的過程中都應當遵循既有的原則和程序，并不斷總結經驗，提高診斷檢修的能力和水平，提高電氣設備故障診斷的效率和質量。

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