電氣故障處理方法總結及應用

楊 磊

（重慶中法供水有限公司，重慶 400021）

0 引言

在日常工作中，電氣故障范圍較廣，涉及到電氣系統的各部分，故障現象千變萬化而且不可預見。因此，排除故障的方法只能根據故障具體情況而定，沒有固定模式和統一標準。這就造成一些維修人員工作時較為困惑，在排除故障過程中往往走很多彎路，甚至因維修方法不當，導致故障現象及范圍擴大化，損壞設備和元件。原因就是維修人員在不熟悉故障電氣設備的操作方法、工作原理、線路走向以及設備使用等情況下，就開始盲目維修。

1 電氣故障排除方法

檢測和排除故障時，若能掌握設備的工作原理，真正理解設備圖紙含義，甚至每個元器件特性，就為順利排除故障做好了充分準備。但在實際操作時，為更有效分析和判斷，迅速找出故障點，還需具備一定的檢測手段和方法。對于電氣設備檢修，有一種廣泛共識，“故障往往發生在你想不到的地方”。類似醫生診斷病情，通過歸納總結，電氣故障的診斷可分為“六診”，即“望、聞、問、聽、摸、測”等6 種診斷方法；“十法”，即分析法、短路法、開路法、替代法、菜單法、切割法、對比法、擾動法、再現故障法、參數調整法；“三先后”，即先易后難、先動后靜、先電源后負載。這些方法基本體現在所有電氣故障排除過程中。下面，通過實際故障案例，進行說明。

2 故障實例

2008 年春節值班期間，梁沱水廠藍家院加壓站10 kV 架空線路出現C 相缺相故障。該線路為鋼芯鋁絞線架空敷設，由梁沱水廠110 kV 變電站提供電源，線路長度約2.8 km。該線路多穿行于山間丘陵地帶，接到故障報告，維修人員沒有直接去藍家院加壓站，而是立即到變電站確認電源側是否出現異常。詢問現場值班人員，以及對10 kV 母線電壓的判斷，確定電源側正常。但是通過查詢微機保護裝置的故障記錄，發現一條C 相接地的故障記錄。由于連續幾天雷雨天氣，很有可能使線路絕緣金具絕緣降低，導致C 相不完全接地。若此時線路被雷電擊中，在避雷器還未能及時動作釋放大量能量時，潛在的不完全接地點缺陷被直接擊穿，對地短路的巨大電流將線路熔斷，最終出現C 相缺相故障。按照這個思路，立即準備巡查線路，但是面對數公里長的架空線路，要快速、精準地查出斷線點絕非易事。為此，首先從線路最容易出問題的地方查找，例如；刀閘、轉角桿、線路周圍樹木較多處等。巡查近2 h，未發現明顯故障點。考慮到線路在對地短路時，總會產生大電流的能量釋放，常伴隨閃光及聲響。為此，咨詢周圍居民，結果到梁電14 號桿附近時，有居民反映，早上在田間勞作時，看見電桿上有一團火光并且聲音巨大。按照居民指引方向，到14 號桿附近，使用望遠鏡仔細查看桿上情況，發現14 號直線過線桿的C 相瓷瓶有殘缺。瓷瓶上方的線路有一道不足2 cm 的斷開點，由于瓷瓶兩端有耐張線夾進行固定，因此線路熔斷后并沒有使鋼芯鋁絞線垮塌。這種情況如果不是有針對性地查找，很難發現。事后分析損壞的瓷瓶，瓷瓶表面灰塵較多，由于連日降雨導致絕緣降低，使其C 相不完全接地。而雷電的大電流擊穿了瓷瓶并熔斷了瓷瓶上的導線。這次故障排除過程，運用“六診”里的“問”、“望”要訣，“十法”里的分析法、菜單法，“三先后”里的先電源后負載等。

2016 年4 月25 日，梁沱水廠例行大停水，檢修更換閥門時，需要大量使用電焊機進行焊接工作。其中一家施工單位將新買的交流電焊機和整盤的電焊機焊把線帶到現場。由于焊接工作地點就在電焊機旁邊，因此沒有打開整盤電焊線，將兩端線頭分別抽出，接在電焊機二次側和電焊鉗上。焊接時，發現焊接電流很小，不能有效起弧。維修人員檢查電源側電壓正常，電焊線兩端接頭處正常完好，電焊機的二次側電壓表指示空載電壓約為65 V。根據故障現象，懷疑是電焊機內部出現問題，打開電焊機外殼進行檢查，通過萬用表測試內部元件均正常。最后將整盤電焊線打開拉直，再次進行測試，結果恢復正常。事后分析，現場擺放的整盤電焊線相當于一個繞制起來的空心電感線圈。根據楞次定律，電感線圈通過交流電流時，自感電動勢產生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線變化，而原來磁力線變化取決于外加交變電源的變化（圖1）。從客觀效果看，電感線圈具有阻止交流電流變化的特性，即具有感抗，感抗越大，電流越小。這就是電焊機輸出電流小，不能達到正常起弧電流的根本原因。這個案例充分體現了分析法的作用，利用電工原理的知識有效排除故障。

圖1 電感原理

掌握“診斷要訣”，一要對癥下藥，二要善于變通。“六診”要因地制宜，“十法”要靈活機動，“三先后”也并非千篇一律。遇到陌生疑難故障時，切不可鉆牛角尖和慌手忙腳，這時更需要理清思路，沉著冷靜。只有善于獨立思考和不斷總結積累，通過實際工作不斷錘煉，才能成為診斷電氣設備故障的能手。

2017 年11 月，悅來水廠二級泵房3 號機組電機冷卻水電動閥故障，經查電動閥的電機燒毀。電機修復后將其安裝回閥門，閥門始終無法正常工作。當開閥指令發出時，閥門實際工作狀態為關，關閥命令發出時，實際狀態為開。開關幾次后，閥門開關狀態偶爾和指令吻合，但是開關閥的到位信號又和實際不相符。維修人員到達現場，發現最初懷疑的一些故障可能性均被排除。將旁邊正常工作的電動閥解體，觀察閥門工作過程中的狀態。通過比較，發現故障閥門的電機旋轉方向與正常閥門不一致。此前懷疑相序不對，也進行過電源側的換相工作，為此決定再換一次相序試試。結果發現無論怎樣換相，電機轉向始終不會改變。考慮到這臺閥門是德國進口的電動閥，很有可能裝有電源相序控制器，即無論外部電源相序如何改變，其電機轉向會保持不變。這臺閥門電動執行器的電機繞組重新繞制過，估計在繞制過程中改變了電機的相位。為驗證判斷，打開控制部分的密封蓋，發現有相序控制功能的模塊。隨意選擇模塊至電機輸出端的3 根線中的2 根剪斷，然后再交叉進行連接，通電測試，閥門運行恢復正常。這次故障排除過程中運用“六診”的“望”、“測”要訣，“十法”的分析法、開路法、菜單法、對比法、再現故障法，以及“三先后”的先動后靜等。

在日常工作中，電氣故障多種多樣，有時雖然故障點的位置不同，但是呈現出同樣的故障現象。例如，一條二次回路由電源、保險、按鈕、各類繼電器觸點和線圈等組成，當這些元件出現故障，最終會呈現出同樣的故障現象。正是故障的同一性和多樣性，給查找及排除故障帶來諸多不確定因素。但是，無論什么故障，首先都應該從故障現象入手，通過現象迅速判斷其大致的故障原因及范圍。然后在確定的范圍內進行仔細分析判斷，篩選甄別，運用合理的步驟和方法，確定故障范圍內最重要和最典型的癥結。還要結合故障發生的時間、地點、環境等因素。電氣故障的排除，必須以專業理論知識為基礎，相較于其他維修工種，電氣維修人員需要的理論性更強，甚至可以說七分理論，三分操作。很多情況下，沒有理論指導，處理故障時根本無從下手。因此，在工作中為提升有效解決實際問題的能力和水平，應在提高自身操作技能的同時，不斷加強學習電氣理論知識，通過經驗積累，總結出一套行之有效的方法，才能迅速、準確診斷電氣故障原因，從而排除故障。