电力系统的简单故障分析
(一)电动机电气故障的诊断步骤
1、先清洁后检查
电机的不少故障,都是由于工作环境差而引起的,在检查寻找故障时,应首先把机内清洁干净,排除因污染引起的故障后,再动手进行检测。 如输入电压接线柱接触不良引起打火,线圈脏污易引起匝间绝缘下降等。
2、先机外后机内
诊断和检查故障时,要从机外开始,逐步向内部深入检查。如遇到待修电动机时,应首先检查输入电压是否正常,连接线、插头、插座有无问题。 在确认一切正常无误之后,再检查电机本身,这样既能避免盲目性,减少不必要的损失,又可大大提高检修的效率。
3、先静态后动态
静态是指在切断电机电源的情况下先进行检查。如插头是否接触良好,电机绕组接头有无断线及焊接不良,线圈有无烧黑及变色等。动态是指电机处于通电的工作状态。动态检查必须经过静态检查及测量后方可进行,绝对不能盲目通电,以免扩大故障,发生人身触电事故。
(二)电动机常用的检测方法
1、直观检查法
它是检查电机的最简单方法,也是维修中必须采用的方法,该法是通过维修人员的眼、耳、手、鼻等直观感觉,用看、听、闻、摸等最基本的手段,对电机的故障现象进行检查,以便发现和排除故障。
2、电压法
主要用来测量电动机的输入电压,对于三相异步电动机,任意两相之间的电压一般为 380 V 左右,对于单相异步电动机,输入电压为 220V 左右,若测量时无电压或相差较多,应对输入电路进行进一步检查。
3、电阻法
即断开电源后,用万用表欧姆档测量有关部位电阻值。若所测电阻值与要求的电阻值相差较大,则该部位极有可能就是故障点。
4、绝缘电阻法
即断开电源,用绝缘电阻表测量电器元件和线路对地以及相间绝缘值,电器绝缘层绝缘电阻应根据电压等级而确定绝缘电阻值。绝缘电阻值过小,是造成相线与地、相线与相线,相线与中性线之间漏电和短路的主要原因,若发现这种情况,应着重予以检查处理。
5、电流表法
用万用表测量电动机的电流,或使用钳型电流表测量,根据所测量的电流值与电动机额定电流相比较,可分析电动机内部绕组的故障情况,发现问题之所在。
6、替换法
用良好的器件替换所怀疑的器件,若故障消除,说明怀疑正确,否则应进一步检查、判断。用替换法可以检查电机中所有器件的好坏,而且结果一般都是准确无误的,很少出现难以判断的情况。
7、红外温度记录法
利用热像仪检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上用来无损探测、检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术,与传统的测温方式(如热电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内)相比,热像仪可在一定距离内实时、定量、在线检测发热点的温度,通过扫描,还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图,而且灵敏度高,不受电磁场干扰,便于现场使用。它可以在-20―2000 的宽量程以内的分辨率检测电气设备的热致故障,揭示出如导线接头或线夹发热,以及电气设备中的局部过热点等等。
(三)常见故障的诊断
1、振动
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。
2、异常声响
(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,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声音中有像水沸腾的“咕嘟”声。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。
(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。
3、温度异常
(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。
(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。其先兆是局部温升,出现绝缘分解的异味等。
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。
(3)变压器绝缘油油温异常
导致变压器油温异常的原因主要有:
①变压器内部故障引起的发热剧增,发热不平衡,油循环死角。
②变压器绕组的匝间短路、线圈的放电、铁芯及夹件的环流、内部引线接头发热乃至铁芯起火等都引起变压器温度异常增高。
③冷却装置散热不正常。冷却装置运行不正常或发生故障,如潜油泵停运、风扇损坏、散热管道积垢不畅、散热器冷却效果差等都引起温度升高。