電氣設備故障分析與對策

1、電氣設備故障分析與對策電氣設備故障分析與對策電氣設備故障分析與對策 電氣設備故障分析與對策是森下正志著作，王益全譯，于2009年出版的，本書共分5章，內(nèi)容包括工廠設備及其修理、受變電設備引起的故障、供電線路引發(fā)的事故、控制電路和控制設備引起的故障、電動機和變頻器引發(fā)的事故等。作者將對設備事故的親身體驗和經(jīng)驗有效地結(jié)合起來，在說明事故的現(xiàn)場狀況的基礎上，對事故的原因和解決對策也作了適當?shù)姆治龊驼f明，電氣設備故障分析與對策所介紹的故障原因及對策均來自于現(xiàn)場，因此具有很強的參考性和借鑒作用。 工廠設備及其修理 工廠設備運轉(zhuǎn)中會發(fā)生意想不到的事故，應能夠準確判斷事故產(chǎn)生的原因，以便盡快采取相應的對策。

2、然而由于在事故現(xiàn)場，處理事故所允許的時間往往十分有限，又往往只能利用簡單的測量儀表來進行檢測，這樣就往往容易導致對故障判斷上的失誤。因此，需要對工廠內(nèi)的電氣系統(tǒng)、設備的結(jié)構(gòu)、零部件的選擇及其特點，以及典型故障的處理方法等有一定的了解，在此基礎上來進行故障處理作業(yè)才可能進行快速和安全的操作。工廠設備及其修理 檢修作業(yè)時安全第一（ 原因、 對策） 事故調(diào)查時常用的幾種測量儀表 （萬用表、兆歐表、 鉗形電工儀表） 工廠供電與變壓器的聯(lián)結(jié) （三相變壓器的Y接法和接法、一次與二次的聯(lián)結(jié)組合、 對地短路事故與變壓器的聯(lián)結(jié)） 配線用斷路器和接觸器 防止漏電和觸電 受變電設備引起的故障 受變電設備和機械故障會

3、導致所有工廠停工等重大事故的發(fā)生，當沒有準備必要的備用的設備，同時也沒有應急處理預案，所以要增加日常管理和定期檢修十分重要，同時引入報警，使得有足夠的處理時間。受變電設備引起的故障 休止變壓器的雙浮子繼電器動作 運轉(zhuǎn)中比率差動繼電器動作引起的全停電 從停電作業(yè)后的作業(yè)失誤中學習 避雷器故障引起的重大事故 瞬時電壓下降引起斷路器跳閘的處理 斷路器投入操作引發(fā)的大事故 運行中的變壓器過負載對策供電線路引發(fā)的事故 因線路關(guān)系而發(fā)生的對地短路和線間短路事故也會引起系統(tǒng)的停電，所以應當選擇適合使用設備的開關(guān)裝置和導線容量，嚴格按照電氣設備技術(shù)標準的要求施工。供電線路引發(fā)的事故 200V線路的對地短路波及

4、400V線路 單相3線式變壓器的中性點接地線斷線 地下高壓電纜對地短路事故 周圍環(huán)境過熱導致高壓電纜對地短路 機器外殼接地線的絕緣不良使主斷路器跳閘 穿管干線熔斷器的熔斷及其額定電流值的確定 穿管干線冒煙與絕緣降低的原因 接觸cv電纜（220V）的絕緣部分發(fā)生觸電控制電路和控制設備引起的故障 控制電路已經(jīng)進入基于程序控制的軟件化階段，有硬件構(gòu)成的部分已經(jīng)變得很少，由于動作信號較弱，環(huán)境溫度和噪聲對控制信號的影響不能忽視，使得控制電路和控制設備所使用的零部件和保護裝置的種類很多，所構(gòu)成的控制電路也變得比較復雜?？刂齐娐泛涂刂圃O備引起的故障 斷路器投入順序錯誤引起的三相短路事故 線路電容使控制繼電

5、器動作不良 控制線路的絕緣處理不良導致全線路停電 電磁接觸器燒壞的背景 電磁接觸器的保全 光纖電纜的通信不良 高靈敏度液體傳感器和濕度傳感器 脈沖編碼器的應急處理 設備啟動時發(fā)生的故障舉例 不能依次投入時的線路用自動開關(guān)電動機和變頻器引發(fā)的事故 三相感應電機雖然堅固耐用，但是維護不當或者環(huán)境惡劣時也會出現(xiàn)絕緣不良或者過負荷等情況的發(fā)生，這會使電機發(fā)生事故或者縮短壽命。電動機和變頻器引發(fā)的事故 3kV，600kW電動機絕緣破壞后的應急處理 3kV，110kW電動機軸承從發(fā)熱到燒損 3kV，370kW電動機的引出線冒煙與絕緣燒壞 根據(jù)起動電抗器的異常臭味發(fā)現(xiàn)的故障 高壓電動機軸電壓的產(chǎn)生及其對策

6、400V，75kW電動機起動補償器燒毀原因及其對策 頻繁發(fā)生的感應電動機軸承故障 根據(jù)400V電動機的漏電流值預測其絕緣破壞程度 電動機反復堵轉(zhuǎn)運行時損傷很大 200V電動機正常運行的最小絕緣電阻 低壓電動機的絕緣測試及其指示值的可靠型電動機引發(fā)的事故 三相異步電動機的故障一般可分為機械和電氣兩部分。機械故障包括軸承、風扇葉、機殼、聯(lián)軸器、端蓋、軸承蓋、轉(zhuǎn)軸等。電氣故障包括各種類型的開關(guān)、按鈕、熔斷器、電刷、定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組及起動設備等。其中電氣故障占總故障的2/3，機械占總故障的1/3。異步電動機異步電動機電氣故障檢修電氣故障檢修 三相異步電動機定子繞組是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的部分。受到腐蝕性氣體

7、的侵入，機械力和電磁力的沖擊，以及絕緣的老化、磨損、過熱、受潮等原因，都會影響異步電動機的正常運行。另外，異步電動機在運行中長期過載、過壓、欠壓、斷相等，也會引起定子繞組故障。定子繞組的故障是多種多樣的，其產(chǎn)生的原因也各不相同。常見的故障有以下幾種，應針對不同故障采取不同的檢修方法。 常見電氣故障：常見電氣故障： 短路故障 1.相間短路 2.匝間短路 3.對地短路（接地） 斷路故障 1.繞組斷路 2.電源斷路（跑單相運行 ） 過載 1.定子繞組接地故障的檢修 三相異步電動機的絕緣電阻較低，雖經(jīng)加熱烘干處理，絕緣電阻仍很低，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)定子繞組已與定子鐵心短接，即繞組接地，繞組接地后會使電動機的機

8、殼帶電，繞組過熱，從而導致短路，造成電動機不能正常工作。 1.1定子繞組接地的原因(1) 繞組受潮。長期備用的電動機，經(jīng)常由于受潮而使絕緣電阻值降低，甚至失去絕緣作用。(2) 絕緣老化。電動機長期過載運行，導致繞組及引線的絕緣熱老化，降低或喪失絕緣強度而引起電擊穿，導致繞組接地。絕緣老化現(xiàn)象為絕緣發(fā)黑、枯焦、酥脆、皸裂、剝落。 (3) 繞組制造工藝不良，以致繞組絕緣性能下降。 (4) 繞組線圈重繞后，在嵌放繞組時操作不當而損傷絕緣，線圈在槽內(nèi)松動，端部綁扎不牢，冷卻介質(zhì)中塵粒過多，使電動機在運行中線圈發(fā)生振動、摩擦及局部位移而損壞主絕緣，或槽絕緣移位，造成導線與鐵心相碰。 (5) 鐵心硅鋼片凸

9、出，或有尖刺等損壞了繞組絕緣?；蚨ㄗ予F心與轉(zhuǎn)子相擦，使鐵心過熱，燒毀槽楔或槽絕緣。(6) 繞組端部過長，與端蓋相碰。(7) 引線絕緣損壞，與機殼相碰。(8) 電動機受雷擊或電力系統(tǒng)過電壓而使繞組絕緣擊穿損壞等。(9) 槽內(nèi)或線圈上附有鐵磁物質(zhì)，在交變磁通作用下產(chǎn)生振動，將絕緣磨穿。若鐵磁物質(zhì)較大，則易產(chǎn)生渦流，引起絕緣的局部熱損壞。 1.2定子繞組接地故障的檢查方法 (1) 觀察法 繞組接地故障經(jīng)常發(fā)生在繞組端部或鐵心槽口部分，而且絕緣常有破裂和燒焦發(fā)黑的痕跡。因而當電動機拆開后，可先在這些地方尋找接地處。如果引出線和這些地方?jīng)]有接地的跡象，則接地點可能在槽里。 (2) 兆歐表檢查法 用兆歐表

10、檢查時，應根據(jù)被測電動機的額定電壓來選擇兆歐表的等級。 500V以下的低壓電動機，選用500V的兆歐表； 3kV的電動機采用1000V的兆歐表； 6kV以上的電動機應選用2500V的兆歐表。測量時，兆歐表的一端接電動機繞組，另一端接電動機機殼。按120r/min的速度搖動搖柄，若指針指向零，表示繞組接地；若指針搖擺不定，說明絕緣已被擊穿；如果絕緣電阻在0.5M以上，則說明電動機絕緣正常。 (3) 萬用表檢查法 檢測時，先將三相繞組之間的連接線拆開，使各相繞組互不接通。然后將萬用表的量程旋到 R10k擋位上，將一只表筆碰觸在機殼上，另一只表筆分別碰觸三相繞組的接線端。若測得的電阻較大，則表明沒有

11、接地故障；若測得的電阻很小或為零，則表明該相繞組有接地故障。 (4) 校驗燈檢查法 將繞組的各相接頭拆開，用一只 40-100w的燈泡串接于220V相線與繞組之間，如圖所示。一端接機殼，另一端依次接三相繞組的接頭。若校驗燈亮，表示繞組接地；若校驗燈微亮，說明繞組絕緣性能變差或漏電。(5) 冒煙法 在電動機的定子鐵心與線圈之間加一低電壓，并用調(diào)壓器來調(diào)節(jié)電壓，逐漸升高電壓后接地點會很快發(fā)熱，使絕緣燒焦并冒煙，此時應立即切斷電源，在接地處做好標記。采用此法時應掌握通入電流的大小。一般小型電動機不超過額定電流的2倍，時間不超過0.5min；對于容量較大的電動機，則應通入額定電流的20-50%，或者逐

12、漸增大電流至接地處冒煙為止。 (6) 電流定向法 將有故障一相繞組的兩個頭接起來，例如將U相首末端并聯(lián)加直流電壓。電源可用6-12V蓄電池，串聯(lián)電流表和可調(diào)電阻，如圖所示。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使電路中電流為 0.2-0.4 倍額定電流，線圈內(nèi)的電流方向如圖中所示。則故障槽內(nèi)的電流流向接地點。此時若用小磁針在被測繞組的槽口移動，觀察小磁針的方向變化，可確定故障的槽號，再從找到的槽號上、下移動小磁針，觀察磁針的變化，則可找到故障的位置。(7) 分段淘汰法 如果接地點位置不易發(fā)現(xiàn)時，可采用此法進行檢查。首先應確定有接地故障的相繞組，然后在極相組的連接線中間位置剪斷或拆開，使該相繞組分成兩半，然后用萬用表、

13、兆歐表或效驗燈等進行檢查。電阻為零或校驗燈亮的一半有接地故障存在。接著再把接地故障這部分的繞組分成兩部分，以此類推分段淘汰，逐步縮小檢查范圍，最后就可找到接地的線圈1.3定子繞組接地故障的檢修 (1) 當接地點在端部槽口附近且又沒有嚴重損傷時，則可按下述步驟進行修理。a.在接地的繞組中，通入低壓電流加熱，在絕緣軟化后打出槽楔。b.用劃線板把槽口的接地點撬開，使導線與鐵心之間產(chǎn)生間隙，再將與電動機絕緣等級相同的絕緣材料剪成適當?shù)某叽?，插入接地點的導線與鐵心之間，再用小木錘將其輕輕打入。 c.在接地位置墊放絕緣以后，再將絕緣紙對折起來，最后打入槽楔。 (2) 槽內(nèi)線圈上層邊接地可按下述步驟檢修。 a.在接地的線圈中通入低壓電流加熱，待絕緣軟化后，再打出槽楔。b.用劃線板將槽楔絕緣分開，在接地的一側(cè)，按線圈排列的順序，從槽內(nèi)翻出一半線圈。c.使用與電動機絕緣等級相同的絕緣材料，墊放在槽內(nèi)接地的位置。d.按線圈排列順序，把翻出槽外的線圈再嵌入槽內(nèi)。e.滴入絕緣漆，并通入低壓電流加熱、烘干。 f.將槽絕緣對折起來，放上對折的絕緣紙，再打入槽楔。 (3) 槽內(nèi)線圈下層邊接地可按下述步驟檢修。a.在線圈內(nèi)通入低壓電流加熱。待絕緣軟化后，即撬動接地點，使導線與鐵心之間產(chǎn)生間隙，然后清理接地點，并墊進絕緣。b.用校驗燈或兆歐表等檢查故障是否消除。如果接地故障已消除，則按線圈排列順序?qū)⑾聦?/p>