论文部分内容阅读
【摘 要】电气设备功能越多，电气控制就越复杂，这类隐性故障出现的机会就越多，虽是小故障，但分析、查找故障点麻烦，常常需要使用各类测量工具才能找出故障点。本文主要针对电气设备故障情形和日常维修，结合工作实践对故障诊断与检修方法。
【关键词】电气设备；电路分析；试验控制；故障检修
1.电气设备常见故障分析
1.1设备绝缘故障
由于电气设备长期处于高电压和强电场作用下，电气绝缘是一项重大问题，这也是电气设备故障诊断的重中之重，因为一旦绝缘问题出现隐患，不仅影响正常的供电用电，更易引发重大事故。绝缘故障主要分为以下几种 ：变压器绝缘故障 ；电压、电流互感器绝缘故障 ；电力电缆绝缘故障。这其中引发绝缘故障的主要因素是设备老化，密封不严，容易受外界异物侵蚀，使设备丧失绝缘能力，其中以高压电流互感器最为关键。因为电压电流互感器属于电气设备的核心部位，承受负荷最大，老化速度快，而高压电流互感器的绝缘为电容均压结构，高压引出部件，特别是 60kV 及以上的高压套管均采用绝缘材料为油浸材料和胶纸材料电容型结构，密封效果不是很好，运行时进水受潮这种事故约占事故总数的百分之三十。
1.2设备机械故障
设备机械故障主要有电气设备的振动、磨损、疲劳等，特别是电机（发电机、高压电动机）的故障。我们知道，电机是由定子、转子和轴承装置构成，在电机的工作系统中存在相互独立的电路和一个耦合电路的磁场，电机内不同绝缘结构又构成了独立的电机绝缘系统，又有保证各个部位正常运转的基本机械系统和通风散热系统。这类故障的特点是隐蔽性强，对检修技术要求比较高，既需要具备灵活操作设备的技术，而且需要具备很丰富的电气设备检修经验。高压断路故障也是一种较为常见的设备故障，如缺油情况下断流，而电弧不熄灭，容易烧毁设备，甚至引起爆炸 ；另外，断路器绝缘子破坏，拉杆瓷瓶断裂，橡皮密封垫有缺陷等也属于高压断路方面的故障。
1.3设备发热故障
由于电气设备进行的是能量的转换和传递程序，发热因素对电气设备的破坏性极大，热故障在电气设备故障诊断中起到关键性作用。
综上所述，电气设备的故障模式具有多样性，因此在进行电气设备诊断时必须多角度、全方位综合考虑。
2.电气设备故障的诊断现状
2.1检修前的调查研究
调查研究是设备检修的前奏，是故障分析的第一手资料，调查研究正确、全面，对检修工作往往起到事半功倍的效果。调查研究的主要方法是问、闻、看、听、摸、拽。①问，询问设备使用者故障发生前的情形、异常现象、以往病史情况、故障前有否操作失当或某操作杆、按钮失灵或误动作等。如果是初次检修该设备，还应向使用者了解各操作机构的功能、控制关系、操作顺序等为分析电气故障，迅速查找故障点提供依据。②闻，是否有绝缘漆、塑料、橡胶等过热、烧焦的刺鼻气味。③看，察看熔断器的熔体或熔丝是否熔断，触点是否烧熔或烧灼。如果再现故障（注意不能扩大故障），看接点间有无火花。④听，电动机、继电器、控制变压器、电磁阀等电器的机械动作机构在运行或运动中是否有异常声音。⑤摸，切断电源，用手背（如果温度过高烫手，人可本能地迅速缩回，避免烫伤）触摸电动机外壳、电器线圈等，判断其是否有明显的温升与局部过热现象。⑥拽，切断电源，轻拽电线是否松动。通过调查研究，一般说来，具有外特征直观性一类故障可找出；对较熟悉的电气设备的电路还可大致确定故障范围。
2.2绝缘故障通常采用断路法
断路法，即将用电设备所有输电线路依次分阶段断路，以此判断绝缘故障出现的区域。通过断路法检测到某区域的确存在绝缘故障，进行标示，然后再用表测法，锁定具体位置，作更精确的诊断和修复。这种检测方式简单易行，操作简便，对于大型机组或者是大规模输电设备的检测较为实用。运用这种故障诊断法必须遵循先易后难，从简单直观入手。
2.3设备发热故障通常红外线设施进行监测
设备发热故障也比较常见，这种故障的诊断方法也遵循先易后难原则，明显的发热故障，经验丰富的设备监测人员很容易察觉并及时处理，而近年来电气设备越来越朝高精尖方向改进，一方面提高了工作效率，同时也加大了故障诊断的难度，运用红外线设施进行监测使诊断变得简便易行。一个供电厂的电机设备通过表测显示升温较快，开机后十几分钟温度直线上升，并多次停机降温，仍无法从根本解决升温较快的问题，之后运用手持红外线设施进行诊断，发现当仪表显示机组温度为 92℃时，红外线设施显示最高为 62℃，最低58℃，室内温度为 41℃，机温正常，后来经过检修确认机组内部并无故障，因此系仪表出现故障。运用红外线设施进行监测较为准确、直观，而且手持红外设施不与机组等电气设备相连，相互影响较小。另外，由于用电需求增大，电气设备较多，运用常规诊断技术不易发现故障，红外线设施诊断针对性较强，能够事先发现故障所在，及时检修，消除隐患。
2.4机械故障大多依靠常规化学手段诊断
机械故障中诸如电机损耗、磨损等故障通过常规诊断，只需单独诊断负载设备，判断机械设备是否异常。变压器在运行过程中机组内部产生一系列可燃性气体，如绝缘油过热和放电容易产生氢气、甲烷、乙烯等 ；油浸固体绝缘物过热和放电容易产生一氧化碳、二氧化碳和氢气 ；通过检测产生气体的相关指数就可判断变压器是否运行异常。变压器运行正常时，检测不出乙炔气体，并且氢气、甲烷、乙烯、乙烷总指数通常保持在0.06mml/100mml，如果超过指数或者情况不符，就可判定为变压器故障。这种诊断方式较为准确，也可以建立电气设备气体排放观测中心，随时观测机组运行情况，及时发现问题，确保机组保持正常运转。
3.电气设备故障诊断技术的发展趋势
3.1综合性
信息化对各种产业最大的影响就是进行产业整合，采取综合管理，未来电气设备诊断纳入信息化体系，诊断技术必定走向综合化，即将各种电气设备运行情况参数整合到一个数据中心，通过一个远程终端进行监控，无论发热故障、绝缘故障或者机械故障均能同时进行监测，只需在电气设备中安装数据终端，并且将各个设备终端数据整合到一个个状态数据服务器，再将各个服务器与监控终端进行链接，就可以方便快捷，随时随地进行监测、诊断，就好比为电气设备建设一个远程诊断医院，使电气设备诊断走向人工智能化。
3.2针对性
电气设备诊断的信息化，与之前传统的诊断方法比起来，针对性更强，而且更加快捷。发电机组、变压器、输电线路，各处的状态数据除与总控室的数据终端相连，还有各自独立数据服务器，能够快速针对各自不同的故障形态进行针对性地诊断，形成及整合有独立的完备的诊断体系。
3.3快捷性
信息化之后的电气设备诊断不必事事亲为，一般只需监控终端数据就行，能够最大限度发挥人的潜力，形成人工智能体系。信息化的最大特点即是快捷，各种数据终端可以第一时间上传到总数据库，同时可以与相关专家建立长期的合作机制，随时咨询个别复杂的故障处理问题，方便快捷进行电气设备的诊断。
4.结束语
综上所述，对于电气设备故障与检修，不可忽视机械对电气控制的影响。许多电气设备的电器元件的动作是由机械、液体压力来推动的，因此，在电气故障检修之前，应注意检查、调整和排除机械、液压部分的故障，这对电气检修是很有帮助的。
【参考文献】
[1]冯智.电气设备检修存在的问题及解决方案[J].沿海企业与科技，2009，（01）.
[2]李长君.电气线路的故障及检修[J].江苏电器，2008，（05）.
【关键词】电气设备；电路分析；试验控制；故障检修
1.电气设备常见故障分析
1.1设备绝缘故障
由于电气设备长期处于高电压和强电场作用下，电气绝缘是一项重大问题，这也是电气设备故障诊断的重中之重，因为一旦绝缘问题出现隐患，不仅影响正常的供电用电，更易引发重大事故。绝缘故障主要分为以下几种 ：变压器绝缘故障 ；电压、电流互感器绝缘故障 ；电力电缆绝缘故障。这其中引发绝缘故障的主要因素是设备老化，密封不严，容易受外界异物侵蚀，使设备丧失绝缘能力，其中以高压电流互感器最为关键。因为电压电流互感器属于电气设备的核心部位，承受负荷最大，老化速度快，而高压电流互感器的绝缘为电容均压结构，高压引出部件，特别是 60kV 及以上的高压套管均采用绝缘材料为油浸材料和胶纸材料电容型结构，密封效果不是很好，运行时进水受潮这种事故约占事故总数的百分之三十。
1.2设备机械故障
设备机械故障主要有电气设备的振动、磨损、疲劳等，特别是电机（发电机、高压电动机）的故障。我们知道，电机是由定子、转子和轴承装置构成，在电机的工作系统中存在相互独立的电路和一个耦合电路的磁场，电机内不同绝缘结构又构成了独立的电机绝缘系统，又有保证各个部位正常运转的基本机械系统和通风散热系统。这类故障的特点是隐蔽性强，对检修技术要求比较高，既需要具备灵活操作设备的技术，而且需要具备很丰富的电气设备检修经验。高压断路故障也是一种较为常见的设备故障，如缺油情况下断流，而电弧不熄灭，容易烧毁设备，甚至引起爆炸 ；另外，断路器绝缘子破坏，拉杆瓷瓶断裂，橡皮密封垫有缺陷等也属于高压断路方面的故障。
1.3设备发热故障
由于电气设备进行的是能量的转换和传递程序，发热因素对电气设备的破坏性极大，热故障在电气设备故障诊断中起到关键性作用。
综上所述，电气设备的故障模式具有多样性，因此在进行电气设备诊断时必须多角度、全方位综合考虑。
2.电气设备故障的诊断现状
2.1检修前的调查研究
调查研究是设备检修的前奏，是故障分析的第一手资料，调查研究正确、全面，对检修工作往往起到事半功倍的效果。调查研究的主要方法是问、闻、看、听、摸、拽。①问，询问设备使用者故障发生前的情形、异常现象、以往病史情况、故障前有否操作失当或某操作杆、按钮失灵或误动作等。如果是初次检修该设备，还应向使用者了解各操作机构的功能、控制关系、操作顺序等为分析电气故障，迅速查找故障点提供依据。②闻，是否有绝缘漆、塑料、橡胶等过热、烧焦的刺鼻气味。③看，察看熔断器的熔体或熔丝是否熔断，触点是否烧熔或烧灼。如果再现故障（注意不能扩大故障），看接点间有无火花。④听，电动机、继电器、控制变压器、电磁阀等电器的机械动作机构在运行或运动中是否有异常声音。⑤摸，切断电源，用手背（如果温度过高烫手，人可本能地迅速缩回，避免烫伤）触摸电动机外壳、电器线圈等，判断其是否有明显的温升与局部过热现象。⑥拽，切断电源，轻拽电线是否松动。通过调查研究，一般说来，具有外特征直观性一类故障可找出；对较熟悉的电气设备的电路还可大致确定故障范围。
2.2绝缘故障通常采用断路法
断路法，即将用电设备所有输电线路依次分阶段断路，以此判断绝缘故障出现的区域。通过断路法检测到某区域的确存在绝缘故障，进行标示，然后再用表测法，锁定具体位置，作更精确的诊断和修复。这种检测方式简单易行，操作简便，对于大型机组或者是大规模输电设备的检测较为实用。运用这种故障诊断法必须遵循先易后难，从简单直观入手。
2.3设备发热故障通常红外线设施进行监测
设备发热故障也比较常见，这种故障的诊断方法也遵循先易后难原则，明显的发热故障，经验丰富的设备监测人员很容易察觉并及时处理，而近年来电气设备越来越朝高精尖方向改进，一方面提高了工作效率，同时也加大了故障诊断的难度，运用红外线设施进行监测使诊断变得简便易行。一个供电厂的电机设备通过表测显示升温较快，开机后十几分钟温度直线上升，并多次停机降温，仍无法从根本解决升温较快的问题，之后运用手持红外线设施进行诊断，发现当仪表显示机组温度为 92℃时，红外线设施显示最高为 62℃，最低58℃，室内温度为 41℃，机温正常，后来经过检修确认机组内部并无故障，因此系仪表出现故障。运用红外线设施进行监测较为准确、直观，而且手持红外设施不与机组等电气设备相连，相互影响较小。另外，由于用电需求增大，电气设备较多，运用常规诊断技术不易发现故障，红外线设施诊断针对性较强，能够事先发现故障所在，及时检修，消除隐患。
2.4机械故障大多依靠常规化学手段诊断
机械故障中诸如电机损耗、磨损等故障通过常规诊断，只需单独诊断负载设备，判断机械设备是否异常。变压器在运行过程中机组内部产生一系列可燃性气体，如绝缘油过热和放电容易产生氢气、甲烷、乙烯等 ；油浸固体绝缘物过热和放电容易产生一氧化碳、二氧化碳和氢气 ；通过检测产生气体的相关指数就可判断变压器是否运行异常。变压器运行正常时，检测不出乙炔气体，并且氢气、甲烷、乙烯、乙烷总指数通常保持在0.06mml/100mml，如果超过指数或者情况不符，就可判定为变压器故障。这种诊断方式较为准确，也可以建立电气设备气体排放观测中心，随时观测机组运行情况，及时发现问题，确保机组保持正常运转。
3.电气设备故障诊断技术的发展趋势
3.1综合性
信息化对各种产业最大的影响就是进行产业整合，采取综合管理，未来电气设备诊断纳入信息化体系，诊断技术必定走向综合化，即将各种电气设备运行情况参数整合到一个数据中心，通过一个远程终端进行监控，无论发热故障、绝缘故障或者机械故障均能同时进行监测，只需在电气设备中安装数据终端，并且将各个设备终端数据整合到一个个状态数据服务器，再将各个服务器与监控终端进行链接，就可以方便快捷，随时随地进行监测、诊断，就好比为电气设备建设一个远程诊断医院，使电气设备诊断走向人工智能化。
3.2针对性
电气设备诊断的信息化，与之前传统的诊断方法比起来，针对性更强，而且更加快捷。发电机组、变压器、输电线路，各处的状态数据除与总控室的数据终端相连，还有各自独立数据服务器，能够快速针对各自不同的故障形态进行针对性地诊断，形成及整合有独立的完备的诊断体系。
3.3快捷性
信息化之后的电气设备诊断不必事事亲为，一般只需监控终端数据就行，能够最大限度发挥人的潜力，形成人工智能体系。信息化的最大特点即是快捷，各种数据终端可以第一时间上传到总数据库，同时可以与相关专家建立长期的合作机制，随时咨询个别复杂的故障处理问题，方便快捷进行电气设备的诊断。
4.结束语
综上所述，对于电气设备故障与检修，不可忽视机械对电气控制的影响。许多电气设备的电器元件的动作是由机械、液体压力来推动的，因此，在电气故障检修之前，应注意检查、调整和排除机械、液压部分的故障，这对电气检修是很有帮助的。
【参考文献】
[1]冯智.电气设备检修存在的问题及解决方案[J].沿海企业与科技，2009，（01）.
[2]李长君.电气线路的故障及检修[J].江苏电器，2008，（05）.