常見電氣設備故障原因與診斷技術研究

摘 要：電氣設備狀態監測與故障分析診斷技術對整個電氣系統的安全、穩定、高效運行十分重要的作用。因此，研究常見電氣設備故障原因與診斷技術是很有必要的。

關鍵詞：電氣設備 故障 診斷技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0124-01

近年來，我國電力系統技術更新和變革的速度不斷加快，對電力資源的需求不斷促進技術自身的發展。在電力系統快速發展的同時，電力設備制造、系統運行與維護、監測監控與綜合自動化等技術的不斷進步。其中，電氣設備狀態監測與故障分析診斷技術的發展尤為明顯，對整個電氣系統的安全、穩定、高效運行十分重要的作用。因此，研究常見電氣設備故障原因與診斷技術是很有必要的。

1 常見電氣設備故障原因分析

1.1 電氣設備故障分類及特點分析

按照電氣設備的構成特點，從查找電氣設備故障的觀點出發，電氣設備故障主要分為三類：第一類是電源故障，包括電壓、頻率偏差、極性接反，相序改變；第二類是線路故障，包括斷線、短路、接地、接線錯誤；第三類是設備和元件故障，包括過熱燒毀、電擊穿、性能變劣。

電氣設備故障與其它設備故障相比，具有許多不同的特點，首先是電的不可見性，設備是否帶電一般肉眼很難分辨；其次是電的傳播速度快，大多數電氣設備故障和事故往往發生在瞬間；最后電氣設備故障形式集中，集中表現為電氣設備無法工作，但引起設備故障原因多樣；最后，設備故障的區域性廣，整個電氣系統由復雜的多樣的電氣設備構成，分布區域相對分散。

1.2 溫度升高引起的電氣設備故障

在電氣設備運行過程中，如果環境溫度升高或是超過允許的極限值，構成電氣設備的核心材料金屬將會軟化，設備的機械強度會明顯降低，實驗表明，以鋁為主要材料的電氣設備不宜長期工作在超過90 ℃的環境中，設備短期極限工作環境溫度為120 ℃；同時，環境溫度的變化會導致電氣設備點接觸不良，溫度過高時，電絕緣材料變脆老化，設備絕緣性能下降明顯，設備的使用壽命降低，安全風險升高。

1.3 電接觸引起的電氣設備故障

統計資料顯示，電接觸不良是引起電氣設備故障的主要原因之一。導致電接觸不良的原因有多方面，首先，電接觸材料的導電性、硬度的變化或材料表面鍍層因長期使用而損傷會消失會導致電接觸不良；其次，由于外力作用導致電接觸表面不平整或者接觸面位移、方向發生變化；第三是彈簧變形或是傳動機構不到位導致電接觸壓力降低；第四電接觸表面由于未知原因覆蓋上一層導電性能差的物質等原因都會導致電接觸不良。電接觸不良會導致整個電氣系統中電路無法暢通；在接觸不良處，在一定電壓下會產生火花和電弧，導致嚴重電氣故障。

1.4 電壓偏移引起的電氣設備故障

當電氣系統中電壓發生偏移，輸出電壓比電氣設備的額定電壓偏高或偏低時，會對電氣設備的運行提供影響，其影響的程度取決于電壓偏移值的大小和持續時間的長短。如電壓偏低時，異步電動機轉矩下降，電動機無法啟動，同時啟動電流大，持續一段時間后，電動機會因為發熱而燒毀。

2 常見電氣設備故障排除及診斷方法研究

2.1 常見電氣設備故障診斷方法

目前常見的電氣設備故障診斷方法很多，主要有以下幾類，狀態分析法，該方法主要根據電氣設備運行的階段和狀態對設備運行的故障進行分析的方法；圖形分析方法主要是根據故障情況，對照電氣設備的原理圖、構造圖、系統圖、接線圖、位置圖等分析故障位置；單元分析法是按照電氣設備的功能將電氣系統設備劃分為單元，逐個單元分析和測試，進而確定電氣設備故障位置的方法；回路分析法主要是通過分析電氣設備構成的回路，分析電路短路、短路故障，以確定設備故障位置和原因的分析方法。此外，常用電氣設備故障分析方法還包括推理分析法、簡化分析法、樹形分析法、計算機輔助分析法等。

2.2 配電線路常見故障診斷及預防措施研究

配電線路是電氣系統中最核心的設備，是不同節點電氣設備間的連接體。配電線路故障有以下幾類：首先是導線混連短路故障，故障原因及表現有導線弧垂太大，同檔用不同種類導線連接或是外力外物破壞等，防止措施包括按照規程調整導線弧垂、加長承力桿橫擔、加強線路巡視等；其次是導線拉斷故障，原因是導線拉力太大、被損傷、產品質量低劣、導線受外力破壞等，預防措施包括及時調整導線弧垂、加強線路驗收、采用國標產品、采用機械，電流等方法去除電線上冰塊等；第三是導線接頭故障，原因包括接力接頭低劣，弓子線跳線不合格，預防措施包括采用直接捆綁法和鉗壓接法接線，嚴格按規范施工；最后是電氣配電線路側桿、斷桿等線路故障，原因包括電桿埋置不規范，未做防風處理、桿基下沉等，預防措施包括按規范加強桿體的基礎施工、加強新建線路驗收、風期加強巡視，采取有效措施等。

2.3 變壓器典型故障診斷及處理

變壓器是電氣系統中常見的電氣設備，其故障對電氣系統的運行影響巨大。變壓器設備故障很多，常見故障有以下幾類：首先，變壓器聲音異常，變壓器發出沉重的“嗡嗡聲”一般是變壓器過負荷、變壓器發出較重的“哇哇”聲或是“割割割、割割割”的突發的間歇響聲一般變壓器負荷急劇變化、變壓器發出很大的噪聲一般是系統短路、變壓器發出“叮叮哨哨”和“呼……呼……”等錘擊和似刮大風的聲音一般是變壓器鐵芯夾緊件松動、“哧哧”或“劈啪”放電聲一般是內部故障放電打火；變壓器油溫異常一般原因是內部故障，冷卻裝置運行不正常；變壓器冷卻裝置故障一般原因是供電電源熔斷器熔斷或供電電源母線故障、冷卻裝罩工作電源開關跳閘、單臺冷卻器自動開關故障跳閘或潛油泵和風扇的熔斷器熔斷、潛油泵、風扇損壞及連接管道漏油等。為加強變壓器故障診斷管理，保證設備的安全穩定運行，需要堅持定期堅持維修和正常巡視制度，注意辯聽、堅持電氣設備的運行狀態，同時需要完善設備保護措施使設備保持靈敏的狀態。

3 結論

近年來，隨著我國電氣化水平的不斷提升，電氣設備的類型和數量呈直線上升趨勢，如何保證不同的電氣設備構成的復雜的電氣系統安全穩定運行對保持經濟社會的持續高效發展意義重大。本文在分析電氣設備故障分類、特點以及引起電氣設備常見故障原因的基礎上，針對性的對重要電氣設備故障進行診斷分析，其結果對加強電氣設備管理與維護具有重要意義。

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