電氣設(shè)備故障各類(lèi)故障的特征量電量

電氣設(shè)備故障診斷第三講：各類(lèi)故障的特征量（1.電量）

序：故障診斷的任務(wù)

故障定義為“設(shè)備在它應(yīng)達(dá)到的功能上喪失了能力”。故障包括：①使設(shè)備立刻喪失其功能的破壞性故障；②降低設(shè)備功能的但沒(méi)有完全喪失功能的功能性故障；③人為的誤操作停車(chē)故障。產(chǎn)生故障的原因有人為誤操作、由正常磨損或疲勞使機(jī)械設(shè)備達(dá)到其自然壽命、非正常因素以及環(huán)境影響等多方面的因素。診斷技術(shù)的任務(wù)是“識(shí)別現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)未來(lái)”。發(fā)現(xiàn)破壞性的故障，這種信號(hào)一般稱(chēng)之為故障信號(hào)；預(yù)防功能性故障的發(fā)展，這時(shí)采集的是異常信號(hào)，它是設(shè)備部分缺陷的外在反應(yīng)（現(xiàn)狀）。故障信號(hào)和異常信號(hào)都是有用的狀態(tài)量。(1)初期故障率。設(shè)備剛投入運(yùn)行時(shí)，初期故障率較高，原因是設(shè)備剛投入運(yùn)行，必然會(huì)暴露一些制造、安裝、調(diào)試中遺留的問(wèn)題，而且設(shè)備剛投入運(yùn)行，操作和維護(hù)都有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程。隨隨著對(duì)設(shè)備性能的逐步熟悉和暴露的問(wèn)題的解決，故障率就逐漸降低。(2)穩(wěn)定期的故障率。設(shè)備在進(jìn)入穩(wěn)定期后，故障率較低，而且很穩(wěn)定，這段時(shí)間設(shè)備運(yùn)行較正常，一般只有個(gè)別突發(fā)性的故障出現(xiàn)。(3)劣化期的故障率。隨著服役時(shí)間的推移，設(shè)備逐步進(jìn)入劣化期，劣化現(xiàn)象逐漸顯著。以電機(jī)為例，在服役15—20年之后，絕緣老化征象明顯，如泄漏電流增加、絕緣電阻下降、局部放電增加等等。在這一時(shí)期，由于劣化趨勢(shì)發(fā)展，設(shè)備故障率又逐步升高，終于進(jìn)入到危險(xiǎn)水平，如在此時(shí)不采取措施進(jìn)行維修，則設(shè)備最終將因故障而導(dǎo)致破壞和失效。設(shè)備狀態(tài)量及監(jiān)測(cè)技術(shù)

狀態(tài)量是設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的各種正常和異常特征信號(hào)量的總稱(chēng)。設(shè)備狀態(tài)量可以分為運(yùn)行狀態(tài)量和生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)量。1.運(yùn)行狀態(tài)量設(shè)備運(yùn)行中會(huì)經(jīng)常發(fā)出聲音、振動(dòng)、溫度等多種信號(hào)。這些信號(hào)可以被感覺(jué)或測(cè)量出來(lái)。與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的有正常信號(hào)和異常信號(hào)，采集并識(shí)別這些信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析可以識(shí)別和判斷出設(shè)備的缺陷和故障。機(jī)械量信號(hào) ①與生產(chǎn)功能無(wú)直接關(guān)系的信號(hào)，如振動(dòng)、聲音、軸承溫度等；②與生產(chǎn)功能有直接關(guān)系的信號(hào)，如汽輪機(jī)的汽壓、汽穩(wěn)、轉(zhuǎn)速等。電磁信號(hào) 有電壓、電流、頻率、局部放電電荷、磁場(chǎng)強(qiáng)度等?；瘜W(xué)信號(hào) 如絕緣油含烴量、潤(rùn)滑油酸階等。2.生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)量生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的。在正常運(yùn)行時(shí)，各生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)（輸入、輸出等）呈一定的比例關(guān)系。各項(xiàng)參數(shù)間比例失調(diào)，就表示設(shè)備內(nèi)部存在有缺陷3.狀態(tài)量的采集方法檢查 感官直接（看，聽(tīng)，嗅，嘗，觸），能檢測(cè)出定性的模糊量測(cè)量 分為運(yùn)行中的在線測(cè)量和停機(jī)中的離線測(cè)量（可測(cè)、有量）檢測(cè) 主要指對(duì)停機(jī)或維修解體中設(shè)備的檢查與測(cè)量監(jiān)測(cè) 在運(yùn)行中，對(duì)設(shè)備的某些狀態(tài)量的定期或連續(xù)的測(cè)量通常圍監(jiān)測(cè)悟的狀江態(tài)量從參數(shù)監(jiān)測(cè)服輸入需量——績(jī)輸入腰量泛僑指作亮用于乘設(shè)備腸、推吳動(dòng)設(shè)促備運(yùn)欄行和頌導(dǎo)致添設(shè)備嚇劣化耐的各毯種輸窄入量錢(qián)。輸詞入量位監(jiān)測(cè)繁的目局的在捕于查砌明異辮?；蚱乒收舷榈膩?lái)鐮源，書(shū)同時(shí)堵根據(jù)妻實(shí)際峽情況忍，進(jìn)綢一步喂推測(cè)帶設(shè)備豎的運(yùn)甲行可碌靠性礙和使類(lèi)用壽欲命。輸入危量有亦許多四種類(lèi)女，如辟機(jī)械跡力（雙拉力治、壓新力、葵扭力帝、疲招勞應(yīng)纏力等博）、胞化學(xué)貫作用中、電果或磁雜力的徹作用捐力等眼等。監(jiān)測(cè)斃運(yùn)行層狀態(tài)輕量——能設(shè)備鑒發(fā)出裕運(yùn)行塔狀態(tài)鴨量有匯主動(dòng)棒和被倍動(dòng)兩叛種方妹式。主動(dòng)是發(fā)出貼的信首號(hào)：件主要逮是具姐有轉(zhuǎn)救動(dòng)部普件的飽設(shè)備獲，在辨運(yùn)行蹤蝶中常垂會(huì)發(fā)枕出振麻動(dòng)、撞熱量抽或聲柿音、郵光等狂信號(hào)鞭，統(tǒng)糊稱(chēng)為一次漆信號(hào)。被動(dòng)圾發(fā)出貫的信翼號(hào)：燦主要輝針對(duì)就靜止修的設(shè)戒備或隱沒(méi)有謙運(yùn)動(dòng)料部件慰的設(shè)掏備，災(zāi)必須榜采取憑預(yù)加逆一定航量的飛輸入刻，迫濤使設(shè)蒜備發(fā)津出信老號(hào)（陡即二次徹信號(hào)），族借以坐診斷庸設(shè)備冰的內(nèi)擋部狀睡態(tài)。劍取得布二次琴信號(hào)福的方宰法有辟：外供部刺積激法倚、照底射法蝕、涂習(xí)敷料井法。監(jiān)測(cè)錄輸出料量——呈確定規(guī)設(shè)備絕的功壁能指用標(biāo)診斷遍的常話用技耍術(shù)電流毫分析儀法——旨監(jiān)測(cè)扛負(fù)載做電流訊幅值寸、波狡形并系進(jìn)行廈頻譜墓分析仇，可辯診斷作出電期機(jī)的裳轉(zhuǎn)子慈繞組把斷條庸、氣訓(xùn)隙偏能心、部定子裙繞組羊故障匹、轉(zhuǎn)寶子不勒平衡璃等缺漠陷；電流兩頻譜具分析鞠是診要斷和擺監(jiān)測(cè)雪交流尚電機(jī)并故障貼的有求效方旋法，濟(jì)它可樹(shù)以診委斷交含流電童機(jī)籠披型繞醋組的館斷條呈、靜腐態(tài)氣累隙偏吹心、番動(dòng)態(tài)禽氣隙護(hù)偏心杏、機(jī)棟械不商平衡曾等故辜障。振動(dòng)刷診斷——魚(yú)對(duì)振念動(dòng)信糖號(hào)進(jìn)秤行信戀號(hào)處皂理和粗分析部；絕緣箱診斷——困利用以各種裁電氣財(cái)試驗(yàn)海和特塘殊診伴斷方闖法，撇對(duì)設(shè)短備的篇絕緣含結(jié)構(gòu)容、工蓋作性賀能和殖是否遷存在貪缺陷含做出漠判斷默，并侵對(duì)絕災(zāi)緣剩牧余壽貫命作椒出預(yù)椅測(cè)；溫度慨診斷——場(chǎng)對(duì)設(shè)邪備各捕部分樸溫度撓進(jìn)行濾檢測(cè)席或紅叔外測(cè)驅(qū)試振聲廳診斷——直對(duì)診征斷的板對(duì)象拋同時(shí)幕采集鍬振動(dòng)司信號(hào)話和噪包聲信扔號(hào)輸入貨/輸責(zé)出的踐電量變電斷設(shè)備鋼——補(bǔ)變壓聚器、考電壓床互感傭器、鴉電流封互感圈器、優(yōu)斷路快器、辣隔離儉開(kāi)關(guān)壘、耦船合電寇容器街、避湖雷器傳等。電機(jī)毒主要往指發(fā)敘電機(jī)搖和高脅壓電鮮動(dòng)機(jī)準(zhǔn)。避雷光器：匪工作噸電壓秧下流購(gòu)過(guò)避咳雷器針的電禾流及造其變盼化電磁資式電舒壓互拔感器敞：工木作電嶺壓下憂的勵(lì)當(dāng)磁電坦流及角其變幼化耦合重電容穩(wěn)器：期工作額電壓燒下流影過(guò)絕畏緣的油電流I0及工擁作電懸壓下王的噪息音干梁擾三相區(qū)電容般型設(shè)缺備：穴工作枕電壓朽下每盟相流禾過(guò)絕裝緣的報(bào)電流I0和三億相選圈頻電暈壓U0值電力溜變壓置器及夕電機(jī)解：電桂壓、砍電流權(quán)（空伸載勵(lì)洲磁電攜流、冶負(fù)載銹電流逼、不慘對(duì)稱(chēng)畜電流蜘等）西、頻襖率、透有功淋及無(wú)適功功姑率等特殊上電磁渠量軸電壓：運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸兩端的電位差。設(shè)計(jì)和正常運(yùn)行的電機(jī)設(shè)備其值很小。當(dāng)電機(jī)設(shè)計(jì)、調(diào)整存在問(wèn)題，電機(jī)出現(xiàn)故障的情況時(shí)，電機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)較高的軸電壓，因此，對(duì)電機(jī)軸電壓的檢測(cè)和診斷能發(fā)現(xiàn)電機(jī)存在缺陷，并有助于監(jiān)視電機(jī)鐵心和繞組的劣化過(guò)程。同時(shí)，可以采取措施，避免軸電壓產(chǎn)生軸電流對(duì)軸承的損壞。軸電壓產(chǎn)生的原因通常有：磁通脈動(dòng)，通常由磁路不對(duì)稱(chēng)或磁場(chǎng)畸變引起；單極效應(yīng)；電容電流等因素。軸電壓含有交流分量、直流分量和高頻分量，必須進(jìn)行頻譜分析。軸電壓

不對(duì)稱(chēng)電流的出現(xiàn)可能原因有：①三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)；②發(fā)生不對(duì)稱(chēng)故障；軸電壓負(fù)序不對(duì)稱(chēng)電流

電氣試驗(yàn)是判斷電氣設(shè)備性能尤其是電氣性能的主要手段。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析與判斷能發(fā)現(xiàn)可能存在的電氣故障隱患。軸電壓負(fù)序不對(duì)稱(chēng)電流

電氣試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的一種常見(jiàn)故障。嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響發(fā)電機(jī)的無(wú)功出力；不對(duì)稱(chēng)的匝間短路會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組振動(dòng)加?。豢赡苓M(jìn)一步導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地絕緣損壞，發(fā)展為接地故障。采用微分探測(cè)線圈，安裝在定轉(zhuǎn)子間氣隙或固定于定子槽內(nèi)，由于探測(cè)線圈的感應(yīng)電勢(shì)正比于轉(zhuǎn)子各槽漏磁密波的微分，從感應(yīng)電勢(shì)波形圖可以判斷對(duì)應(yīng)各槽有無(wú)匝間短路。利用霍爾效應(yīng)制造的霍爾元件可以測(cè)量交流和直流磁場(chǎng)的磁通密度。軸電壓負(fù)序不對(duì)稱(chēng)電流

電氣試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果感應(yīng)電勢(shì)的微分探測(cè)（用于測(cè)量交變磁場(chǎng)）

例：章發(fā)電凝機(jī)軸冤電壓過(guò)的測(cè)津量60然0MW發(fā)電犬機(jī)軸茶電壓的測(cè)辰量發(fā)電是機(jī)冷鎖卻方父式為千水氫襲氫，軍即定奴子線距圈采悉用水航內(nèi)冷遣，轉(zhuǎn)也子線甩圈采瞧用氫恒內(nèi)冷唇，定幅子鐵晃芯及煎其它運(yùn)結(jié)構(gòu)溉件采蜜用氫濕氣表蠅面冷店卻。為了要防止桿軸電厲壓，罪在勵(lì)也磁端聾的軸怨承環(huán)怒和用岸來(lái)阻贏止氫搏泄漏放的油疤密封雄裝置咬處，認(rèn)利用改聚脂扁玻璃疏疊片洞做成材絕緣蛇板，斗絕緣原板有掌絕緣僚電阻源測(cè)量惠引線冒引出送機(jī)外覽，為崖日后右測(cè)量懇絕緣些板好污壞提號(hào)供了漲方便一啟試驗(yàn)卸目的發(fā)電掌機(jī)組遺由于踩某些佛原因懲引起珠發(fā)電辣機(jī)組隱軸上扯產(chǎn)生什了電響壓，舞如果肅在安夸裝或午運(yùn)行室中，均沒(méi)有水采取盈足夠窗的措繞施，割當(dāng)軸懷電壓侄足以滅擊穿零軸與石軸承侮間的犯油膜買(mǎi)時(shí)，著便發(fā)祖生放緣瑞電，私會(huì)使輸潤(rùn)滑像冷卻株的油味質(zhì)逐朗漸劣天化，既嚴(yán)重剃者會(huì)服使軸懂瓦燒考?jí)?，畜被迫睬停機(jī)味造成動(dòng)事故藏。所刑以在帖安裝新和運(yùn)殃行中肆，測(cè)震量檢貿(mào)查發(fā)格電機(jī)軍組的槽軸及種軸承掛間的容電壓凡是十遲分必旗要的卡。二真產(chǎn)生宗軸電州壓的袖原因1.撞發(fā)電淹機(jī)磁觀通的術(shù)不對(duì)嬌稱(chēng)范2果.高臂速蒸悔汽產(chǎn)妹生的語(yǔ)靜電近由于濾在發(fā)誰(shuí)電機(jī)嗎同軸烤的汽臨輪機(jī)樂(lè)軸封活不好耀，沿胃軸的衣高速鮮蒸汽格泄漏災(zāi)或蒸訴汽在溜汽缸針內(nèi)高芝速噴疏射等躬原因?yàn)E使軸雜帶電辯荷?；蜻@種錘性質(zhì)戒的軸門(mén)電壓言有時(shí)尺很高竭，當(dāng)塊人觸顆及時(shí)贏感到唐麻手炊，但盾它不仗易傳賄導(dǎo)至泊勵(lì)磁粥機(jī)側(cè)昂，在貢汽機(jī)濫側(cè)也淺有可提能破稅壞油借膜和惹軸瓦作，通線常在蘭汽機(jī)樓軸上稍接引幅接地部炭刷叢來(lái)消磁除。U1：汽端軸對(duì)地電壓

U2：大軸電壓

U3：勵(lì)磁端對(duì)地電壓

U4：軸承絕緣板對(duì)大軸

U5：軸承絕緣板對(duì)機(jī)座

U6：油密封裝置絕緣板對(duì)大軸電壓

U7：油密封裝置絕緣板對(duì)機(jī)座電壓

在2婦0MW尾(發(fā)電糾機(jī)電危壓2廊0.鼠3KV飼,無(wú)功耀0MV屢AR司,勵(lì)磁鐮電壓予15答0DC奧,勵(lì)磁回電流燈17尿00A)和6義05MW禁(發(fā)電及機(jī)電蕩壓2劃0.獄3KV連,無(wú)功悶10來(lái)0MV毫AR騾,勵(lì)磁熄電壓煉31乓6DC話,勵(lì)磁川電流誼35繁32A)負(fù)荷吊下用Fl鄰uk違e8診7分別魚(yú)測(cè)量振以上園電壓U1U2U3U4U5U6U720MW57mv12.46v12.20v7.3v5.39v6.5v6.06v605MW64.2mv14.42v14.38v9.33v5.63v9.4v5.12vU2厭=U百3=薪U4父+U賴5，絕緣劃良好局部勉放電局部豬放電驢是發(fā)術(shù)生在撿電極摩之間此不完禾全連邪同的舉放電兇。局部憤放電礎(chǔ)來(lái)源納于設(shè)顯備絕捉緣的飲局部案缺陷恭，例即如固陵體絕鑄緣的居空隙他、液拉體絕燈緣的泄氣泡損與雜借質(zhì)；秒不同忌絕緣丸層之買(mǎi)間配躁合失桶調(diào)；濫絕緣遍體或窯導(dǎo)體氧的棱獻(xiàn)角、虹毛刺懂，導(dǎo)粉體間蹈存在條接觸輛不良標(biāo)的部西位等拖，在繪外加成電壓種的作譽(yù)用下跑產(chǎn)生餡的放孕電現(xiàn)廁象。匪這種酒放電瘡反應(yīng)喝過(guò)程叛會(huì)產(chǎn)金生帶土電離踐子相搏互碰高撞，轎同時(shí)乘也沖埋擊到猜絕緣親介質(zhì)斗引起笛絕緣御材料匙出現(xiàn)任白痕春或樹(shù)焦枝狀射放電夠痕跡系。局部洞放電尼能促誓使絕城緣油窄的分軟解，啞使絕酸緣性喜能降琴低，鳥(niǎo)當(dāng)進(jìn)辟一步倡降低闊時(shí)就銳會(huì)產(chǎn)斥生絕鄭緣擊販穿現(xiàn)籮象。局部寒放電扎反應(yīng)撓了絕白緣或季導(dǎo)體薦間的魂電氣篩性能泥的缺弊陷，打可作需為識(shí)秘別故傾障的情有效桂的特劍征量鞭。局部妥放電側(cè)裝置繪應(yīng)到緩達(dá)以跌下要何求。監(jiān)測(cè)重有害吊的局夠部放欠電鑒別咽發(fā)生閃放電妻的類(lèi)綠型診斷擱電氣嚴(yán)設(shè)備糞絕緣喝老化圣或缺管陷狀構(gòu)態(tài)變壓還器局路部放樹(shù)電示貝意發(fā)電勺機(jī)局梢部放海電示沾例在實(shí)殊驗(yàn)室蠟條件潤(rùn)下，采用綢高壓折電機(jī)舌定子矛線圈萌為試欺樣，模透擬了盞大型蠟發(fā)電季機(jī)中守常見(jiàn)目的典綠型放肌電：累大型序發(fā)電騙機(jī)定揉子線梅圈絕局緣內(nèi)色部放預(yù)電；類(lèi)主絕慮緣與級(jí)鐵心牛之間但的槽晶放電如；繞此組端枕部防謠暈層捏不良榨造成裂的放體電，坊以及育由于稿繞組時(shí)定、選轉(zhuǎn)子奧漏水早、滲舟油使換端部軌絕緣昏受潮撕和污燃染產(chǎn)順生的擠端部吸放電挺等。腔圖1泉、圖柏2、睛圖3占給出架了采顆用寬柿頻局堡部放刮電監(jiān)椅測(cè)系切統(tǒng)采奔集到膽這幾屢種放所電的茫時(shí)域以波形茫。內(nèi)部昆放電綢波形座端誼部放棚電波龜形災(zāi)電暈證放電零波形發(fā)電鞠機(jī)局姜部放牙電示伐例對(duì)秦蒼嶺發(fā)禽電廠添某機(jī)攏組進(jìn)君行了饑放電編監(jiān)測(cè)從監(jiān)堤測(cè)結(jié)鈔果可充以看負(fù)出，觸電機(jī)涌?jī)?nèi)部右存在據(jù)較大陜的干產(chǎn)擾，在干擾默信號(hào)缺的幅士度比槽放電誕信號(hào)遇大上貿(mào)百倍館。現(xiàn)場(chǎng)梢采集充到放西電信哪號(hào)的滾時(shí)域廟及頻釋域波彩形?？梢?jiàn)，信與號(hào)的俱主要板頻率派分量敘在低覆頻1MH套z以下茶。采狐用3敵0階FI拖R的RL憂S自適喚應(yīng)濾鎮(zhèn)波器竿進(jìn)行格數(shù)字只信號(hào)圣處理金，該惑濾波昆器的制噪聲茅抑制裕率為燦40db規(guī)。發(fā)電莫機(jī)局銅部放泄電示浩例對(duì)秦鳴嶺發(fā)秩電廠巴某機(jī)京組進(jìn)奔行了魯放電飛監(jiān)測(cè)從監(jiān)魄測(cè)結(jié)籠果可國(guó)以看塔出，魔電機(jī)獵內(nèi)部職存在辰較大毀的干服擾，饒干擾戴信號(hào)普的幅百度比始放電鬧信號(hào)榆大上俗百倍頂。自適賽應(yīng)濾工波器駛消除極干擾未后得猶到放慘電波環(huán)形的守分析速結(jié)果采用貨自適洲應(yīng)濾部波器棚消除逃干擾仍后，篇在整田個(gè)頻保域上備信號(hào)狀的各叨個(gè)頻夫率分霸量幅楊值相蜓當(dāng)且亞幅值券較小武，說(shuō)歌明無(wú)飲危害違性放害電存鞏在。轉(zhuǎn)子帝斷條病的簡(jiǎn)販單分父析直接伏起動(dòng)狼的交誦流電刑機(jī)起駝動(dòng)電嘆流大襪（5為-7Ie），在很襲短的暫起動(dòng)或過(guò)程朱中，燭籠型倘繞組蛋或阻代尼繞院組承票受很翼高的屋熱引棗力和書(shū)機(jī)械轎應(yīng)力纖，致轉(zhuǎn)使籠廈條或舉導(dǎo)條小和端鳴環(huán)在箱很高扔的應(yīng)撤力下膝疲勞稱(chēng)斷裂紀(jì)。直接毅起動(dòng)呀的大梳電流盤(pán)還會(huì)沸在繞逃組端泡部產(chǎn)螞生很汪大的箱電動(dòng)狠力，栗使發(fā)繁生變財(cái)形和落產(chǎn)生序振動(dòng)抱，造精成絕顆緣的搜機(jī)械硬損傷駛和磨屯損。在冷卻據(jù)效果撒較差蟲(chóng)時(shí)，泳起動(dòng)危電流塑產(chǎn)生棋的熱梳應(yīng)力狹較大旋，當(dāng)雞在重沫載或談?lì)l繁吃起動(dòng)賭情況倉(cāng)下，絕籠條載、端稈環(huán)焊什接處疑是經(jīng)茄常發(fā)瘡生開(kāi)卻焊和廣斷裂萄的部圾位。轉(zhuǎn)子