電氣設備故障診斷2nd

1、電氣設備故障診斷2nd故障的分類 按產(chǎn)生的原因分類按工程技術的安全性分類 按系統(tǒng)功能喪失的程度分類 按發(fā)生的速度和發(fā)展進程分類 磨損性故障-機器或系統(tǒng)正常運行時磨損引起的故障，實際上反映了機器的壽命。 錯用性故障-運行中操作不當或以外情況引起機器中某些某些零件應力超過設計允許值而產(chǎn)生的故障。 薄弱性故障機器運行中應力沒有超過設計規(guī)定值，但由于設計和制造不恰當造成機器中存在某些薄弱環(huán)節(jié)形成的故障。 故障的分類 按產(chǎn)生的原因分類按工程技術的安全性分類 按系統(tǒng)功能喪失的程度分類 按發(fā)生的速度和發(fā)展進程分類 危險性故障故障發(fā)生后會對人身、生產(chǎn)和環(huán)境產(chǎn)生危險 安全性故障 故障的分類 按產(chǎn)生的原因分類按工

2、程技術的安全性分類 按系統(tǒng)功能喪失的程度分類 按發(fā)生的速度和發(fā)展進程分類 永久性故障必須更換某些零件后，機器才能恢復其功能。永久性故障又包括：全部喪失功能的完全性故障和喪失局部功能的部分性故障。 非永久性故障或稱間斷性故障，故障使部件喪失某些功能，但不需更換零件就可以排除故障使機器恢復其全部功能。 故障的分類 按產(chǎn)生的原因分類按工程技術的安全性分類 按系統(tǒng)功能喪失的程度分類 按發(fā)生的速度和發(fā)展進程分類 發(fā)生速度：突發(fā)性故障 漸發(fā)性故障 發(fā)生進程：初期故障 偶發(fā)故障 磨損故障 設備的故障模式 故障模式是按故障狀態(tài)進行的分類，是故障現(xiàn)象的綜合表征，與設備本身的特性和運行環(huán)境都有一定的關系。 設備常

3、見故障模式 運動設備部件的磨損、聲音異常、振動異常、晃動、溫升異常、泄漏等； 靜止設備部件的松動、變形、斷裂、龜裂、腐蝕、材質變化等； 電氣設備的絕緣擊穿、溫度異常、絕緣裂化或燒損、短路、斷線等。 設備故障模式 據(jù)日本統(tǒng)計 設備的故障模式統(tǒng)計分析：與本設備相同類型設備的故障模式統(tǒng)計資料，并以此統(tǒng)計資料作為選擇診斷監(jiān)測裝置的依據(jù)。綜合分析：各種故障模式的影響和危險度。一般在設計階段應預測可能發(fā)生的一切故障，并分析這些故障模式，論證它給運行帶來的影響，從而確定監(jiān)測的對象。 絕緣及其故障 電氣設備的絕緣 電氣設備絕緣的作用是把不同電位的導體分隔開，使之在電氣上不相連接，沒有電流通過。用作電氣絕緣的材

4、料稱為絕緣材料，通常具有1061019m的電阻率，分氣體、液體和固體三類。 電氣設備外殼內部由固體、液體或氣體（不包括常壓的空氣）組成的絕緣稱為內絕緣。它基本上不受大氣、污穢、潮濕和動物等外界條件的影響。電氣設備殼體外的或暴露在大氣中的套管絕緣子等絕緣表面以及空氣間隙稱為外絕緣，受到外界條件的影響。設備絕緣必須有一定的絕緣水平，既要有較高的短時電氣強度（以短時試驗電壓來衡量），又要有足夠的長期電氣強度（耐局部放電性能好、介質損耗低）。絕緣應具有良好的耐熱、抗熱老化性能，承受各種機械負荷的能力和化學穩(wěn)定性能。 絕緣及其故障 高壓電機的絕緣及故障 高壓電機包括額定電壓在3Kv及以上的大中型發(fā)電機、

5、同步調壓機和交流電動機。容量在10000KW以上者為大型，10010000KW者為中型。在運行過程中，絕緣同時受到電場、熱、機械力和環(huán)境因素的作用。良好的熱性能耐熱性、導熱性、熱彈性和熱穩(wěn)定性良好的機械性能抗壓、抗張、耐磨優(yōu)良的電氣性能電氣強度高、介質損耗小、絕緣電阻高、耐電暈性能和抗熱老化性能良好的防潮性能吸潮性（不吸潮）物理化學性能化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐油性等 絕緣故障主要是定子和轉子的繞組絕緣與鐵心絕緣。故障原因主要有絕緣老化、絕緣磨損、局部放電和電腐蝕、局部過熱、絕緣受潮、絕緣污染以及制造工藝缺陷等。 絕緣及其故障 發(fā)電機的絕緣故障 根據(jù)多年來國內外大型發(fā)電機的運行、試驗以及事故分析

6、表明：由于設計制造、安裝和非正常運行造成的缺陷，在電、熱、機械、化學等因素作用下逐漸發(fā)展并導致絕緣損壞的事故。 定子繞組絕緣擊穿 約占發(fā)電機事故總數(shù)的1/3，主要原因是絕緣老化、磨損和受潮。絕緣老化發(fā)生在運行20年以上的中小容量發(fā)電機上絕緣磨損發(fā)生在制造工藝不良、端部固定不當?shù)陌l(fā)電機上 繞組絕緣受潮 主要由冷卻因素引起 定子繞組絕緣擊穿定子繞組導線內堵塞 可致使局部絕緣過熱損傷，主要原因在于運行中的化學和電化學腐蝕或氧化引起 定子繞組絕緣擊穿定子繞組導線內堵塞 定子鐵心燒損 鐵心由疊片組成，片間必須有足夠的絕緣電阻，如由于鐵心短路、異物落入使絕緣破壞，造成局部的過熱或放電現(xiàn)象，可能進一步損傷鐵

7、心或損壞繞組絕緣，引發(fā)更大的絕緣故障。 定子繞組絕緣擊穿定子繞組導線內堵塞 定子鐵心燒損 定子繞組端部焊接缺陷 轉子通風系統(tǒng)堵塞并燒損絕緣 轉子線圈匝間短路 絕緣及其故障 變壓器的絕緣故障 變壓器在運行中絕緣損壞事故，從其結構上可分為縱絕緣和主絕緣事故。其次是套管事故以及因套管頂部裂紋導致的滲水引起的絕緣損傷。此外，還有鐵心以及分接開關事故。 繞組縱絕緣故障 縱絕緣指繞組匝間絕緣和段間絕緣?？v絕緣事故主要是由于制造中的絕緣裕度不夠或工藝缺陷。如對于糾結式繞組變壓器，匝間工作電壓很高（數(shù)千伏），段間可高達近萬伏。設計時絕緣厚度不夠、材質差，工藝上不均勻、不光潔等都容易導致絕緣事故的發(fā)生。 繞組縱

8、絕緣故障繞組主絕緣故障 主絕緣指繞組對地和繞組相間的絕緣。破壞：繞組相對地或相間短路，使繞組嚴重損傷，甚至油箱變形、開裂。故障危害大的主要是絕緣圍屏的數(shù)枝狀放電，其發(fā)展有一個較長的過程，初始階段較緩慢，促使其發(fā)生的條件，除局部場強較高和原有局部缺陷外，還與運行狀況，如有無過電壓、絕緣是否受潮等有關。 繞組縱絕緣故障繞組主絕緣故障 進水受潮引起的絕緣事故過電壓引起絕緣故障異物引起的絕緣事故 絕緣及其故障 電壓、電流互感器的絕緣故障 變壓器在運行中絕緣損壞事故，從其結構上可分為縱絕緣和主絕緣事故。其次是套管事故以及因套管頂部裂紋導致的滲水引起的絕緣損傷。此外，還有鐵心以及分接開關事故。 電流互感器

9、絕緣結構特點高壓電流互感器（110KV及以上）的絕緣為電容均壓結構。電容型套管高壓引出部件，60KV及以上的高壓套管均采用電容型結構。按使用的絕緣材料的不同，有油浸套管和膠紙?zhí)坠?。電壓互感器與電力變壓器相同，有一次高壓繞組和低壓繞組（二、三次） 密封不良，運行時進水受潮約占事故總數(shù)的1/3，主要在頂部螺孔或隔膜老化開裂處，可以導致運行中的爆炸。絕緣有缺陷引起爆炸絕緣不均勻、電容屏斷裂或皺褶、匝間或層間絕緣薄弱可引起絕緣擊穿。其他，典型的有局部放電損壞、絕緣介質熱老化、懸浮放電等缺陷。絕緣及其故障 電力電纜的絕緣故障 電力電纜由導電線芯、絕緣層和保護層三部分組成。絕緣層必須具有優(yōu)異的電氣絕緣性能

10、，一般以絕緣電阻、介電常數(shù)、介質損耗以及電氣強度來表征。此外，還應有較好的機械性能、熱性能、工藝性能、物理及化學性能。 絕緣及其故障 電力電纜的絕緣故障 電力電纜有粘性浸漬紙、充油、充氣、橡皮塑料等絕緣結構形式。絕緣材料幾乎都是高分子有機化合物 老化以及絕緣缺陷（材料缺陷、設計不周、工藝不嚴等）是產(chǎn)生故障的主要原因，電纜施工中受力過大、彎曲過度，電纜內部漲縮等也會造成電纜故障。 電機（發(fā)電機、高壓電動機）的故障 電機的構成和分類 定子 輸入功率、產(chǎn)生磁場的靜止部件。對交流電機，定子磁場是旋轉的；對直流電機，定子磁場是靜止的。轉子軸上傳遞機械功率、產(chǎn)生與定子磁場相對運動的磁場。轉子上部件承受著機

11、械應力和電磁力。軸承裝置其它附屬機構 如集電環(huán)與換向器，接線盒，風扇，端蓋，附件等。應用最廣泛的四類電機：同步發(fā)電機、同步電動機、異步電動機、直流電動機。電機（發(fā)電機、高壓電動機）的故障 電機的構成和分類 電機故障診斷技術的特點 根據(jù)電機的工作原理，在它內部存在著幾個相互關聯(lián)而又不可截然分割的工作系統(tǒng)。因而，電機診斷涉及較多技術領域。 存在相互獨立的電路和一個耦合電路的磁場。 電機內不同絕緣結構構成了一個整體，即電機的絕緣系統(tǒng) 結構上實現(xiàn)一個可以相對運動的整體基本的機械系統(tǒng) 發(fā)熱和冷卻，需要一定的通風散熱系統(tǒng) 。電機（發(fā)電機、高壓電動機）的故障 電機的構成和分類 電機故障診斷技術的特點 電機故

12、障診斷涉及的領域 電機學 熱力學和傳熱學 高電壓技術 材料工程 機械診斷學 電子測量學 信息工程技術 計算機技術 人工智能電機（發(fā)電機、高壓電動機）的故障 電機的構成和分類 電機故障診斷技術的特點 電機故障診斷涉及的領域電機的故障機座 振動、帶電、冷卻介質流失、接地定子鐵心 松動、局部過熱定子繞組 絕緣局部破損、絕緣磨損、連接線損壞、繞組串位、匝間短路轉子本體 鐵心或支架松動、不平衡、與定子相擦轉子繞組 接地、斷條、匝間短路軸承 溫度高、帶電、振動、漏油換向器環(huán)火、變形、磨損、斷裂電機故障是一個復雜的過程必須從故障機理上進行理論分析和運行分析。例如，發(fā)電機組的振動狀態(tài)是衡量發(fā)電機能否持續(xù)可靠運

13、行的重要指標。發(fā)電機的振動一般分為機械振動和電磁振動兩種。僅就電磁振動就有以下的原因：轉子繞組匝間短路；定、轉子間氣隙不均勻；定子鐵心組裝接合處松弛；轉子中心位置偏移；不對稱負荷以及電磁諧振等。加強對不同振動異常的識別才能診斷出引發(fā)此故障的真正原因。 電力變壓器的故障 電力變壓器主要由線圈（初級、中級、次級）、鐵心、外殼、套管、油枕等組成。根據(jù)需要，還設置有分接開關、散熱器（冷卻裝置）、瓦斯繼電器等輔助設備。 電力變壓器運行中的要求音響正常無雜音無嚴重漏油現(xiàn)象，油位及油色正常油溫不超過正常值（相對于運行狀況及環(huán)境條件而言）外殼完好接地套管良好電力變壓器的故障 電力變壓器運行中的要求變壓器的故障

14、 電路故障磁路故障絕緣油故障結構方面的故障線圈故障 絕緣老化制造工藝存在的缺陷線圈層間短路導線表面電暈受潮過電壓引起的絕緣擊穿 系統(tǒng)短路振動和撞擊線圈相間短路 引線和套管的故障電力變壓器的故障 電力變壓器運行中的要求變壓器的故障 電路故障磁路故障絕緣油故障結構方面的故障穿芯螺栓及軛鐵夾件碰接鐵心，表現(xiàn)為局部的嚴重過熱硅鋼片片間絕緣損壞，引發(fā)鐵心發(fā)熱鐵心接地不良，形成靜電放電系統(tǒng)電壓超過分接頭的電壓，多由于電壓中的高次諧波引起鐵心安裝缺陷 電力變壓器的故障 電力變壓器運行中的要求變壓器的故障 電路故障磁路故障絕緣油故障結構方面的故障電氣絕緣的降低油的氧化和變質油的高溫分解油箱和散熱器漏油 電力變

15、壓器的故障 電力變壓器運行中的要求變壓器的故障 電路故障磁路故障絕緣油故障結構方面的故障分接開關的損壞表現(xiàn)為動觸頭和靜觸頭接觸面的燒損，多由于結構缺陷、接觸壓力不足、變換位置時接觸不準確或電動力與電弧的作用。有載分接開關的故障瓦斯保護動作高壓斷路器的故障 斷路器是變配電的重要電氣設備，不僅可以接通和斷開線路電流，而且當線路發(fā)生故障時，它和保護裝置、自動裝置相配合，能迅速切斷故障，以減少停電范圍，防止事故的擴散。 在電力網(wǎng)中的斷路器，按其滅弧介質分為液體介質斷路器（如多油斷路器與少油斷路器）、氣體介質斷路器（如壓縮空氣斷路器和SF6斷路器）、真空斷路器及磁吹斷路器等。 斷路器的常見故障 斷路器燒壞或爆炸當斷路器在缺油情況下切斷短路電流，電弧不能熄滅，將引起斷路器燒壞甚至爆炸。在斷路器切斷超過容許短路電流時，會造成斷路器觸頭熔焊。斷路器絕緣子破壞，