电气设备的监督与故障诊断

电气设备的监督与故障诊断

汪泽明王华卫

（华电电力科学研究院浙江杭州310030）

摘要：科学技术的发展使得电气设备在日常生活中的应用更加广泛，与此同时，电气设备故障诊断也引起了社会各界越来越多的关注。电气设备运行的稳定可靠性是决定电力系统整体质量和安全性的重要因素。本文对电气设备的故障特点和类型进行了总结，并根据实际工作经验提出了电气设备故障常见的解决措施。

关键词：电气设备故障；分析诊断；维护检修

1前言

电气设备实际上就是电力系统中电力线路、变压器、发电机、断路器等的统称。依据不同测量方式和传感器来反映设备实际运行状态的化学量和物理量的一种方式就是设备状态监测，主要就是为了能够检测是否具备正常运行的设备状态。这种电气设备的状态监测与故障诊断技术属于新型的交叉科学，实际应用的时候还是处于初级研究阶段，由于不断发展科学技术，逐渐运用信号技术、数据仓库技术、计算机网络技术、电子技术、传感技术等，从而一定程度上提高了电气设备的状态监测与故障诊断技术的整体水平。

2电气故障的特点

电气故障主要有三个方面的特点，分别是隐性、显性和故障区域性。很多电气设备故障没有明显的外在表现，很难常规检查的过程中被发现，这些故障包括熔丝熔断、绝缘线内部断裂、保护装置调试不当、触头接触不良等。而有些电气故障却有明显的外部特征，可以在常规检查的过程中被及时发现，并采取相应的措施，这些故障包括继电器、接触器过热、冒烟，触头熔断，接头脱落，电气发出异常声音，异常震动等。很多电气设备的元件分布区域很广，如变电站中的很多断路器就安装在进出线的间隔中，当变电站发生故障时，需要对这些区域进行全面的检查才能确定故障发生的确切位置，增加了电气故障检修的难度。

2电气设备常见故障分析

2．1电气设备发生绝缘故障

电气设备往往处于长时间不停歇的工作状态，其工作环境是高电压和强电场相互作用形成的区域。当设备发生绝缘异常现象，不但对电气设备的正常供电产生严重影响，还很可能造成事故，如设备的烧毁、设备引起爆炸等，给变电站运行造成安全隐患。造成绝缘故障的原因很多，例如由于设备常年使用自身发生老化，设备没有密封严密而受到外界物质的腐蚀，设备丧失绝缘能力。这些原因最终导致电气设备发生绝缘故障，主要表现在变压器绝缘故障、电力电缆绝缘故障和电压、电流互感器绝缘故障。

2．2电气设备发生机械损坏

通常电气设备（电机）主要由三部分组成，分别为定子、转子和轴承装置，当电机在运行时，会形成不相互影响的电路，并经过电路的断开和闭合作用而形成一个耦合电路磁场，从而确保整个设备的正常运行，且保证各个部位的良好散热。设备发生机械故障通常的表现形式为机械的振动、磨损和疲劳等等，在电气设备发生机械损坏之前，是不容易检查出来的，其隐蔽性较强，因此对于这类故障，需要较强的检修技术，同时需要配备经验丰富、操作技术灵活的检修人员。

2．3设备散热系统发生故障

电气设备在运行过程中，由于存在能量的转换和传递过程，设备会随着运行时间的延长而发热，对设备的性能产生影响。当设备的散热系统发生故障，则不能及时降低设备因运行产生的高温，其原因是该方式容易导致设备长时间处于高温而烧坏。

4电气设备故障分析的常用方法

4.1状态分析法

所谓的状态分析法就是根据电气设备发生故障时的状态进行分析检修的方法。电气设备的运行过程可以分为几个阶段，这些阶段也可以成为运行状态，如电动机的运行就可以分为启动、运转、正转、反转、制动、停止等几个过程。在电气设备运行的某些状态下故障的发生频率较高，而在某一状态下元件的运行状态是进行电气设备故障分析的主要依据。

4.2图形分析法

电气设备都具有相应的设计图，设计图中包括设备的结构、运行原理、功能、装接方式、维修方法等重要的信息。在进行电气设备检修时，这些设计图发挥了重要的作用。电气设备的图纸有很多种类，如原理图、构造图、系统图、位置图等。在进行电气设备的故障诊断时，需要对这些图纸进行综合全面的分析，并掌握图纸之间的关系，如接线图可以转变为电路图、原理图等。

4.3单元分析法

电气设备是由多个单元组合而成的，每一个单元都有其特定的功能。当电气设备发生故障时，也就相当于其中某个单元的功能丧失了，可以通过这种方式来判断故障发生的具体环节。在进行电气设备的故障分析时应当将设备的功能分为几个具体的单元，这样就能在最短的时间内确定故障发生的范围。

5电气设备故障诊断的现状及发展趋势

目前，我国针对电气设备发生的故障有相应的诊断方法。针对设备的绝缘故障，一般采用断路法进行诊断，通过对输电线路采取分段断电从而判断该电路段是否发生绝缘故障，如此逐段进行实验判断整个路段的故障区域。针对设备机械损坏，通常采用常规化手段进行诊断，如点燃实验、放电实验等，因为有的机械损坏故障会产生甲烷、一氧化碳等气体，其具有可燃性，所以可对生成的气体进行收集并通过点燃实验判断。针对设备散热系统发生故障，可采用红外线设施进行检测，其主要利用红外线对温度的敏感度，即使是设备的细微温度变化也可以检测出来，可及时发现设备的非正常状态，从而及时采取相应措施进行修复，避免安全事故发生。显然针对不同的故障有不同的诊断方法，但是随着科学技术的不断更新，更优秀的诊断方法必然会出现，然而不论诊断方法如何进步都会沿着一定的性能，如综合性、针对性、快捷性等。综合性能主要表现在对信息的综合整合，即当设备出现故障时产生了设备的技术参数变化、温度变化等信息，则需要一个数据终端对这些信息进行整合，而后经过一系列智能技术进行分析和诊断，这种信息化数据处理使诊断方法针对性更强，根据不同的故障情形建立不同且完善的诊断体系，同时形成智能化体系，不但可以做出针对性的诊断，还可在第一时间把收集的信息上传至总数据库，详细汇报故障，保证故障可以尽快得到处理。

6结束语

综上所述，在实际诊断过程中，应当根据具体的故障类型和故障原因选择合适的检修方法。在诊断和检修的过程中都应当遵循既有的原则和程序，并不断总结经验，提高诊断检修的能力和水平，提高电气设备故障诊断的效率和质量。

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