常见电气故障特点及诊断分析
发布: 2020-06-27 04:46:48 阅读: 次 【小 中 大】
【摘要】电气设备运转中,有时会发生想不到的事故,当发生事故时能够准确判断事故产生的原因,以便尽快采取相应的对策,这就需要广大电气维护人员对产生故障的原因进行分析,以便在实际工作中快速、准确处理此类故障。本文主要讲的是如何通过采取监测及判断措施,发现破坏性的故障;预防功能性故障,提高电气设备运行的可靠性。
【关键词】故障诊断;特征监测;诊断
前言
如今,电气设备的使用范围广泛,涉及领域繁复,应用种类多样,如果没有相对应的诊断方法是无法确保电气设备的可靠性的。应该兼顾理论和实际,通过采取以下各种监测及判断措施,来提高电气的可靠性。电气设备的稳定运行对于现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键作用。
1.故障诊断的目的及产生故障的原因
1.1故障诊断的目的发现现状,解决问题。
1.2故障包括:①使设备立刻丧失其功能的破坏性故障;②降低设备功能的但没有完全丧失功能的功能性故障;③人为的误操作停车故障。
2.设备状态量及监测
2.1状态量的分类及采集
(1)运行状态量:如电气运行中的各种状态量。
(2)状态量的采集方法:检查、测量、检测、监测。
2.2常用于诊断的监测技术
(1)电流分析法:监测负载电流幅值、波形并进行频谱分析,可诊断出电机的转子绕组断条、气隙偏心、定子绕组故障、转子不平衡等缺陷。
定子电流检测诊断断条的原理:理论上,定子电流的频率是单一的,即电源频率。
特征:边频分量随负载增加而增加;随故障程度加重而加重。
(2)振动诊断:对振动信号进行信号处理和分析。
(3)绝缘诊断:对设备的绝缘结构、工作性。
能和是否存在缺陷做出判断,并对绝缘剩余寿命作出预测。
(4)温度诊断:对设备各部分温度进行检测或红外测试。
(5)振声诊断:对诊断的对象同时采集振动信号和噪声信号。
2.3各种电力设备可用于诊断的输入/输出的电量。
(1)避雷器:工作电压下流过避雷器的电流及其变化。
(2)电磁式电压互感器:工作电压下的励磁电流及其变化。
(3)耦合电容器:工作电压下流过绝缘的电流I0及工作电压下的噪音干扰。
(4)三相电容型设备:工作电压下每相流过绝缘的电流I0和三相选频电压U0值。
(5)电力变压器及电机:电压、电流(空载励磁电流、负载电流、不对称电流等)、频率、有功及无功功率等。
3.振动与故障的关系
对于旋转机械,异常振动是机械内部缺陷的表征。旋转机械的大部分故障都可以从振动中表现出来。
低频振动时:振动体的振动强度与位移成正比。
中频振动时 振动强度与速度成正比(电机振动的主要频率范围)
高频振动时:振动体的振动强度与加速度成正比。
4.一些特殊电磁量及诊断方法
4.1轴电压:运行时转轴两端的电位差。设计和正常运行的电机设备其值很小。
当电机设计、调整存在问题,电机出现故障的情况时,电机往往会出现较高的轴电压,轴电压产生的原因通常有:磁通脉动,通常由磁路不对称或磁场畸变引起;单极效应;电容电流等因素。轴电压含有交流分量、直流分量和高频分量,必须进行频谱分析。
4.2负序不对称电流:出现可能原因有:①三相负荷不对称;②发生不对称故障。
4.3电气试验测量结果:对试验结果的分析与判断能发现可能存在的电气故障隐患。
4.4感应电势的微分探测
采用微分探测线圈,安装在定转子间气隙或固定于定子槽内,由于探测线圈的感应电势正比于转子各槽漏磁密波的微分,从感应电势波形图可以判断对应各槽有无匝间短路。
5.声音与故障的关系
5.1电力变压器的异常声响
根据异常情况的不同,发生异常的原因主要有:
(1)声音均匀持续,但比平时明显增大。
电网发生单相接地或谐振过电压、变压器过负荷,使变压器电流超过额定值。
(2)声音比平时增大,且有明显杂音。转紧固部件如内部夹件、铁芯压紧螺钉松动,在电磁应力下引起硅钢片共振,使振动增强。
(3)声音中夹杂“劈啪”的放电声或不均匀的爆裂声。
多是由于绕组或引出线对外壳闪络放电,接地不良或未接地的金属部件发生静电放电,变压器内部绝缘击穿,产生严重放电。此时应立即停运并通知检查。
(4)声音中有像水沸腾声音。
变压器内部发生匝间短路或分接开关接触不良,造成局部严重过热,使油温急剧升高沸腾。必须立即退出运行进行检修。
5.2其它电气设备的异常声响。
(1)电压互感器的声音异常。
电压互感器中有游离放电、静电放电等原因引起听得见的“噼啪、咝”之类声音;因螺栓、螺帽等的松动引起的共振声等。
(2)电流互感器的声音异常。
当电流互感器开路时,会发出比正常时大得多的“嗡嗡”声。
(3)绝缘子的电晕放电声。
端子金具上突出部分的电晕放电,被污染的绝缘表面产生的沿面放电会发出可听得见的声音,还有其它如绝缘子、套管的龟裂和内部缺陷等原因。
6.温度与故障的关系
当电气设备内部存在短路性故障时,就会在局部产生温度的急剧升高,形成所谓的局部异常温升。
6.1铁心过热点
(1)早期特征是铁心的涡流和局部区域的温度过高。
(2)可通过红外热成像准确测量。
6.2绕组局部过热点
(1)电机和变压器的绕组由于匝间短路、股线断裂造成内部放电,因绝缘磨损造成局部漏电流增大,导致局部过热是较常见的故障。
(2)局部过热的测量主要有:分布测点温度测量(如热电偶、光纤温度传感器)、红外热成像、绝缘分解物监测等手段。
6.3绝缘端子过热
(1)主要原因:当端子连接不良时,就会发生过热使端子变色,绝缘寿命缩短。
(2)监测手段:
A.采用红外线测温计检测发热情况。
B.热成像仪检测热分布情况。
7.结语
电气设备实行状态检修是电力系统发展的需要。以上的一些诊断方法是在学习和实践中总结出来的,希望能够对电气设备实行状态检修的开展与实施有所帮助。
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