化工電氣常見故障分析及處理策略

張曉明(山東天弘化學有限公司，山東 東營 257000)

0 引言

化工電氣設備的運行狀況具有高度復雜性，容易在運行過程中出現各類電氣故障，進而影響化工廠的正常生產。化工廠需要對各類電氣故障的發生原因進行分析及歸納，從而采取更加有效的措施來應對電氣故障。

1 化工電氣設備常見的故障類型

1.1 短路故障

產生短路故障的原因具有多種類型，不僅與電氣設備實際的質量具有密切的關聯，同時與設備運作的實際環境、人員操作不當具有密切的關聯，比如設備在應用過程中，老化到一定程度后，內部便會出現斷路或者短路問題。由此表明，此設備已經超出其使用年限，會出現電器的短路故障。另外，自然條件也是出現短路及斷路的主要原因，尤其放置在室外的電氣設備可能會由于下雨等諸多原因造成進水短路，同時會遭遇雷擊而導致設備出現燒毀問題。操作人員如果操作不當，會導致整體設備出現短路情況，此問題在化工設備使用中較為常見。

1.2 絕緣故障

電氣設備絕緣故障是指設備的絕緣性能顯著變差，這會導致漏電，進而使生產效率受到影響。如果電氣設備長時間在高壓電的條件下運行，其絕緣性能變差的幾率會大大增加。此外，當設備密封性不好時，其容易受到外部各種因素的影響，設備老化速度會加快，絕緣性能也會變差。

常見的絕緣故障可分為電壓電流互感器絕緣故障、變壓器絕緣故障和電纜絕緣故障。電壓電流互感器是電氣設備的重要組成部分，在運行過程中會承載相對較高的負荷，容易發生老化。互感器絕緣為電容均壓結構[1]。特別是承受60 kV以上電壓的高壓套管會使用油性材料與膠質材料聯合構成的電容型組件作為絕緣材料，其絕緣效果有待進一步優化。

1.3 電氣設備異常發熱

電氣設備在運行時總是要發熱的。當電氣設備正常運行時，其最高溫度不會超過一定限值，而當電氣設備的運行出現問題時，電氣設備可能異常發熱，溫度明顯升高，在一定條件下甚至可能引起火災。

1.4 電氣設備異響

電氣設備在實際運行過程中會產生輕微的、均勻穩定的聲響。如果設備出現故障，則會發出刺耳的、不穩定的聲響，因此可以依據設備在運行過程中發出的聲響，判斷其是否出現故障。

1.5 電氣設備異常震動

電氣設備在運行過程中會出現較為穩定的震動現象，其振幅及頻次會固定在一定區間內。如果設備在運行時存在異常情況，則其振幅會異常增大，頻次會明顯增多，因此可以通過對各類震動參數的監測來判斷設備內部是否出現故障。當設備整體振動異常時，需要立即停機檢查，對異常震動的原因進行分析。

1.6 電機電流超過額定值

此現象在設備運行中較為常見，且多出現在循環水泵房的循環水泵中。當出現此類問題時，需要對發生超電流的位置進行準確定位。

2 各類化工電氣故障出現的原因

2.1 短路故障的原因

出現短路故障的原因主要有三大類：

(1)電氣設備的部件出現損壞。電氣設備自身存在一定質量缺陷，設備運行時間過長，絕緣部件脫落、老化，三相熔斷器同時熔斷和運行電壓過高時出現電壓擊穿等因素都會損壞部件。

(2)維護操作不當。工作人員不嚴格按照操作流程使用和維護電氣設備也容易引起設備短路。

(3)環境因素。當電氣設備在運行中碰到低溫大風等惡劣天氣時，容易出現加工線路被刮倒或者斷線等問題，而如果碰到雷電天氣，還可能出現雷電擊穿電氣設備進而引發短路的現象[2]。

2.2 絕緣故障的原因

當設備長時間出現發熱現象，其漆包線上的絕緣漆容易老化并揮發。而當電氣設備長期處于相對潮濕的環境時，空氣中的水分會附著在絕緣材料的表面，使電氣設備的絕緣電阻降低。此外，在電氣設備的運行過程中，受各類外界因素的影響，設備的外殼及外部線路容易發生破損，設備的絕緣性能進一步變差。

2.3 電氣設備異常發熱的原因

電氣設備發熱主要是由于電阻損耗發熱和電介質損耗發熱。電阻損耗發熱是因為導電回路中的金屬導體自身具有相應的電阻。根據焦耳定律和楞次定律，當電流通過金屬導體時，一部分電能會以熱損耗的形式消耗在電阻上。金屬導電材料和由固體、液體、氣體等電介質組成的絕緣材料是電氣設備不可缺少的組成成分。當導電體周圍的電介質處于相應的電場中時，會產生能量損耗，也就出現了電介質損耗發熱。

2.4 電氣設備出現異響的原因

電氣設備的內外部配件和外部線路等部位都可能產生異響。出現異響的原因很多：一是轉子與定子絕緣紙發生摩擦；二是定轉子鐵芯松動；三是定子繞組存在接線錯誤或發生短路；四是軸承內滲入了相應的雜物；五是軸承潤滑油不足，出現磨損；六是風道堵塞；七是風扇與相應的風罩發生摩擦；八是電源電壓過高或者不平衡。

2.5 電氣設備異常震動的原因

電氣設備出現異常震動的原因比較復雜，通常有以下幾種：一是軸承存在磨損，間隙增大；二是轉子出現不平衡、開焊等現象；三是相應的轉軸發生彎曲，連軸器中心無法對正皮帶輪；四是鐵芯存在并行或者松動現象。

2.6 電機電流超過額定值的原因

此類故障的原因一般是循環水泵出口的壓力較小，流量相應地大幅度增加，或者傳輸的液體比重相對較大。當出現三相電流不平衡時，電機電流也可能超過額定值。

3 化工電氣故障的處理策略

3.1 短路故障的處理

為預防短路故障，化工企業要確保采用了正確的方式安裝設備，需要依照規范定期對相應設備開展檢修，做好室外設備的防潮、防雨等工作，及時處理設備運行中存在的缺陷或者更換新的設備。

3.2 絕緣故障的處理

做好冷卻風扇的清潔工作對預防絕緣故障十分重要。化工企業需要做好冷卻風扇進風口的清潔工作，避免粉塵、油污等雜質進到冷卻風扇內部引起冷卻風扇短路，影響冷卻效果[3]，進而使設備絕緣性能變差。

此外，企業還要做好電機內外部防塵和干燥工作，不在濕度大的環境中運行電機，避免電機受潮而減損絕緣性能。

3.3 電氣設備異常發熱的處理

在處理電氣設備異常發熱時，做好發熱故障的診斷十分重要。診斷方法分為表面溫度診斷法和同類比較法。表面溫度診斷法是指利用測溫儀表對設備表面的溫度進行檢測，并結合設備負荷率、設備的性質等因素來判斷設備有無異常發熱。同類比較法是指當電氣設備性能參數和電氣回路中通過的電流相同時，對比不同電氣設備的升溫情況以判斷設備是否異常發熱，也可以通過比較三相電流致熱型設備的各個部位升溫情況來判斷。當診斷出設備異常發熱時，化工企業需要及時采取維修措施。依照實際的故障類型進行針對性的處理，如果電氣設備中由于其構建溫度異常升高，導致相應的故障。維修人員需要應用專門的設備對其問題進行排查，對設備內相應的構件溫度進行檢查，找到發熱相對明顯且溫度相對較高的構件，對其損害增加的實際原因進行詳細的分析。如若構件自身存在著較為明顯的質量問題，或者發生了相對明顯的損壞，需要對其進行及時的更換。在更換結束后，需要進一步對其進行檢查，確保設備能夠得到正常的運行。如果由于整體電機負荷相對較大，且內部散熱效果相對較低而導致的，需要進一步對電機設備內的線路以及相應的電流與實際的電壓予以檢查。同時，需要進一步使設備冷卻器的綜合效果得到提升，盡可能使高溫導致的不良影響降低。最后，在對故障進行處理后，需要進一步對電氣設備與相關的線路進行逐一檢查，保證維修的實際效果與具體設備運行的綜合要求相符。

3.4 電氣設備發出異響的處理

針對電氣設備發出異響的不同原因，化工企業可相應地從以下幾點著手處理：一是修剪定子的絕緣紙，避免與轉子發生摩擦；二是固定定轉子的鐵芯；三是消除定子繞組存在的接線錯誤；四是及時清洗或更換相應的軸承；五是適量增加軸承所需的潤滑油；六是清洗相應的風道；七是檢修風扇和風罩；八是檢查并調整電源電壓。

3.5 電氣設備異常震動的處理

出現設備異常振動時，化工企業一是要對軸承進行檢修，及時更換不符合要求的軸承；二是矯正轉子的動平衡；三是更換發生彎曲的轉軸；四是要加固鐵芯。

3.6 電機電流超過額定值的處理

為了防止電流超過額定值，化工企業需要定期檢查并調整循環水泵的轉速。當水泵的揚程與出口壓力較低而引起流量過大時，企業需將水泵出口的閥門關小以控制流量。

4 電氣設備故障處理要點分析

4.1 優化設備故障診斷

為了使整體故障診斷工作在落實過程中，結果更加具備精準性。在診斷前需要全面對化工電氣設備的運行條件以及運行的實際狀態予以確定，確保能夠真正做到早發現故障，進行及早的處理。具體而言，對故障診斷工作進行優化，可從以下幾個角度進行：

第一， 對設備運行狀態進行監測。狀態監測屬于具有跟蹤性的監測模式，是整體電氣設備在具體運行過程中進行針對性故障檢測的重要方式。相關工作人員需要對電氣設備整體結構與相應的運行機制予以掌握，對電氣設備運行的實際振動頻率、響度，以及在運轉中的實際速度等諸多情況進行詳細的分析。對組件進行綜合性的觀察，發現實際的故障部位，采取更加針對性的處理手段。第二，對故障識別診斷予以優化。故障診斷識別工作可使用聽、聞診斷模式。此模式具有較高的精準度。通常情況下，會依照電氣設備故障參考依據作為實際的判別目標。結合上述故障類別，以及形成原因進行詳細分析，同時，根據工作人員自身的專業知識及經驗予以落實。但需要注意，此工作具有一定的主觀性，其診斷具有的一定程度的局限性，需要進一步確保工作人員的綜合檢測能力得到提升。第三，有效預測未來。預測未來能夠進一步針對設備定期檢測的相關行為，對當前設備用的具體情況進行感知，并且分析在未來應用過程中，設備可能存在的系列故障。化工電氣設備由于受到其使用年限的實際影響，與各類客觀生產條件，會產生一定程度的受損。對隱患進行提前預判極為重要，能夠對設備進行及時的維修，并且防止故障產生[4]。

4.2 細化設備檢修工作

對電氣設備的實際構件予以科學精準分級，將其中檢查難度具有一定差異的構件，與實際發生故障概率具有一定差異的構件，通過合理的方式進行分級。維修人員需要根據差異化的級別，對相應的設備構建出更具針對性的檢修計劃。比如，針對容易出現各類故障的構件，需要進一步增加檢測的頻率，對并不容易存在故障且實際維修難度相對較大的構件，可進一步對其維修時間予以延長，合理的調整能夠使不同構件維修的實際頻率得到更加科學的優化。由此，能夠確保檢修的效果得到提升。化工廠對電氣設備的應用具有較高的精準度要求。電氣設備實際的運行效率與實際的精度會受到一定程度的負面影響。因此，在實際檢修工作開展過程中，相關檢修人員需要進一步對電氣元件的重視程度進行提升。而在各類維修及更換工作開展后，需要對設備的實際參數予以檢查，確保電氣設備在具體運行過程中的精準度與整體工廠作業的綜合要求相符。

5 結語

在實際應用過程中，化工電氣設備會受到人員操作、環境因素等的影響而發生故障。此時化工企業需要對各類故障的原因進行細致分析，針對性地提出相應處理方案，確保高效解決故障問題，使設備正常運行。