電氣設(shè)備故障診斷-電器設(shè)備故障特點(diǎn)

27五月2023電氣設(shè)備故障診斷--電器設(shè)備故障特點(diǎn)序：電氣設(shè)備的特征

電氣設(shè)備——發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓電機(jī)、電壓與電流互感器、高壓斷路器、電力電纜等。主要針對(duì)高電壓等級(jí)設(shè)備進(jìn)行研究和探討。

處于高電壓（強(qiáng)電場(chǎng)）作用下，電氣絕緣是主要問題；對(duì)于旋轉(zhuǎn)電氣設(shè)備，振動(dòng)、磨損、疲勞等都是必須嚴(yán)格注意的；

由于實(shí)現(xiàn)著能量的轉(zhuǎn)換或傳遞作用，發(fā)熱的因素在電氣設(shè)備中起著關(guān)鍵的破壞性作用；電氣設(shè)備的可靠性是多種因素共同作用的結(jié)果，必須綜合進(jìn)行考慮。故障的分類

按產(chǎn)生的原因分類按工程技術(shù)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(jìn)程分類

磨損性故障----機(jī)器或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)磨損引起的故障，實(shí)際上反映了機(jī)器的壽命。

錯(cuò)用性故障----運(yùn)行中操作不當(dāng)或以外情況引起機(jī)器中某些某些零件應(yīng)力超過設(shè)計(jì)允許值而產(chǎn)生的故障。

薄弱性故障——機(jī)器運(yùn)行中應(yīng)力沒有超過設(shè)計(jì)規(guī)定值，但由于設(shè)計(jì)和制造不恰當(dāng)造成機(jī)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(shù)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(jìn)程分類

危險(xiǎn)性故障——故障發(fā)生后會(huì)對(duì)人身、生產(chǎn)和環(huán)境產(chǎn)生危險(xiǎn)安全性故障故障的分類

按產(chǎn)生的原因分類按工程技術(shù)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(jìn)程分類

永久性故障——必須更換某些零件后，機(jī)器才能恢復(fù)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(jī)器恢復(fù)其全部功能。

故障的分類

按產(chǎn)生的原因分類按工程技術(shù)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(jìn)程分類

發(fā)生速度： 突發(fā)性故障 漸發(fā)性故障發(fā)生進(jìn)程： 初期故障 偶發(fā)故障 磨損故障設(shè)備的故障模式

故障模式是按故障狀態(tài)進(jìn)行的分類，是故障現(xiàn)象的綜合表征，與設(shè)備本身的特性和運(yùn)行環(huán)境都有一定的關(guān)系。設(shè)備常見故障模式

運(yùn)動(dòng)設(shè)備部件的磨損、聲音異常、振動(dòng)異常、晃動(dòng)、溫升異常、泄漏等；

靜止設(shè)備部件的松動(dòng)、變形、斷裂、龜裂、腐蝕、材質(zhì)變化等；

電氣設(shè)備的絕緣擊穿、溫度異常、絕緣裂化或燒損、短路、斷線等。設(shè)備故障模式[據(jù)日本統(tǒng)計(jì)]設(shè)備的故障模式統(tǒng)計(jì)分析：與本設(shè)備相同類型設(shè)備的故障模式統(tǒng)計(jì)資料，并以此統(tǒng)計(jì)資料作為選擇診斷監(jiān)測(cè)裝置的依據(jù)。綜合分析：各種故障模式的影響和危險(xiǎn)度。一般在設(shè)計(jì)階段應(yīng)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的一切故障，并分析這些故障模式，論證它給運(yùn)行帶來的影響，從而確定監(jiān)測(cè)的對(duì)象。絕緣及其故障

電氣設(shè)備的絕緣

電氣設(shè)備絕緣的作用是把不同電位的導(dǎo)體分隔開，使之在電氣上不相連接，沒有電流通過。用作電氣絕緣的材料稱為絕緣材料，通常具有106~1019m的電阻率，分氣體、液體和固體三類。電氣設(shè)備外殼內(nèi)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(nèi)絕緣。它基本上不受大氣、污穢、潮濕和動(dòng)物等外界條件的影響。電氣設(shè)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(shè)備絕緣必須有一定的絕緣水平，既要有較高的短時(shí)電氣強(qiáng)度（以短時(shí)試驗(yàn)電壓來衡量），又要有足夠的長(zhǎng)期電氣強(qiáng)度（耐局部放電性能好、介質(zhì)損耗低）。絕緣應(yīng)具有良好的耐熱、抗熱老化性能，承受各種機(jī)械負(fù)荷的能力和化學(xué)穩(wěn)定性能。絕緣及其故障

高壓電機(jī)的絕緣及故障

高壓電機(jī)包括額定電壓在3Kv及以上的大中型發(fā)電機(jī)、同步調(diào)壓機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。容量在10000KW以上者為大型，100——10000KW者為中型。在運(yùn)行過程中，絕緣同時(shí)受到電場(chǎng)、熱、機(jī)械力和環(huán)境因素的作用。良好的熱性能——耐熱性、導(dǎo)熱性、熱彈性和熱穩(wěn)定性良好的機(jī)械性能——抗壓、抗張、耐磨優(yōu)良的電氣性能——電氣強(qiáng)度高、介質(zhì)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(xué)性能——化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐油性等絕緣故障主要是定子和轉(zhuǎn)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(jī)的絕緣故障根據(jù)多年來國(guó)內(nèi)外大型發(fā)電機(jī)的運(yùn)行、試驗(yàn)以及事故分析表明：由于設(shè)計(jì)制造、安裝和非正常運(yùn)行造成的缺陷，在電、熱、機(jī)械、化學(xué)等因素作用下逐漸發(fā)展并導(dǎo)致絕緣損壞的事故。定子繞組絕緣擊穿

約占發(fā)電機(jī)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(yùn)行20年以上的中小容量發(fā)電機(jī)上絕緣磨損 發(fā)生在制造工藝不良、端部固定不當(dāng)?shù)陌l(fā)電機(jī)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(dǎo)線內(nèi)堵塞

可致使局部絕緣過熱損傷，主要原因在于運(yùn)行中的化學(xué)和電化學(xué)腐蝕或氧化引起定子繞組絕緣擊穿定子繞組導(dǎo)線內(nèi)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(jìn)一步損傷鐵心或損壞繞組絕緣，引發(fā)更大的絕緣故障。定子繞組絕緣擊穿定子繞組導(dǎo)線內(nèi)堵塞

定子鐵心燒損

定子繞組端部焊接缺陷轉(zhuǎn)子通風(fēng)系統(tǒng)堵塞并燒損絕緣轉(zhuǎn)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(yùn)行中絕緣損壞事故，從其結(jié)構(gòu)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(dǎo)致的滲水引起的絕緣損傷。此外，還有鐵心以及分接開關(guān)事故。繞組縱絕緣故障

縱絕緣指繞組匝間絕緣和段間絕緣。縱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(duì)于糾結(jié)式繞組變壓器，匝間工作電壓很高（數(shù)千伏），段間可高達(dá)近萬(wàn)伏。設(shè)計(jì)時(shí)絕緣厚度不夠、材質(zhì)差，工藝上不均勻、不光潔等都容易導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。繞組縱絕緣故障繞組主絕緣故障

主絕緣指繞組對(duì)地和繞組相間的絕緣。破壞：繞組相對(duì)地或相間短路，使繞組嚴(yán)重?fù)p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(gè)較長(zhǎng)的過程，初始階段較緩慢，促使其發(fā)生的條件，除局部場(chǎng)強(qiáng)較高和原有局部缺陷外，還與運(yùn)行狀況，如有無(wú)過電壓、絕緣是否受潮等有關(guān)。繞組縱絕緣故障繞組主絕緣故障進(jìn)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(yùn)行中絕緣損壞事故，從其結(jié)構(gòu)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(dǎo)致的滲水引起的絕緣損傷。此外，還有鐵心以及分接開關(guān)事故。電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高壓電流互感器（110KV及以上）的絕緣為電容均壓結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。按使用的絕緣材料的不同，有油浸套管和膠紙?zhí)坠堋ｋ妷夯ジ衅髋c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(yùn)行時(shí)進(jìn)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(dǎo)致運(yùn)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?qū)娱g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(zhì)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(dǎo)電線芯、絕緣層和保護(hù)層三部分組成。絕緣層必須具有優(yōu)異的電氣絕緣性能，一般以絕緣電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗以及電氣強(qiáng)度來表征。此外，還應(yīng)有較好的機(jī)械性能、熱性能、工藝性能、物理及化學(xué)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(jié)構(gòu)形式。絕緣材料幾乎都是高分子有機(jī)化合物老化以及絕緣缺陷（材料缺陷、設(shè)計(jì)不周、工藝不嚴(yán)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(nèi)部漲縮等也會(huì)造成電纜故障。電機(jī)（發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)）的故障

電機(jī)的構(gòu)成和分類定子 輸入功率、產(chǎn)生磁場(chǎng)的靜止部件。對(duì)交流電機(jī)，定子磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)的；對(duì)直流電機(jī)，定子磁場(chǎng)是靜止的。轉(zhuǎn)子 軸上傳遞機(jī)械功率、產(chǎn)生與定子磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子上部件承受著機(jī)械應(yīng)力和電磁力。軸承裝置其它附屬機(jī)構(gòu)

如集電環(huán)與換向器，接線盒，風(fēng)扇，端蓋，附件等。應(yīng)用最廣泛的四類電機(jī)：同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)。電機(jī)（發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)）的故障

電機(jī)的構(gòu)成和分類

電機(jī)故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)根據(jù)電機(jī)的工作原理，在它內(nèi)部存在著幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)而又不可截然分割的工作系統(tǒng)。因而，電機(jī)診斷涉及較多技術(shù)領(lǐng)域。存在相互獨(dú)立的電路和一個(gè)耦合電路的磁場(chǎng)。電機(jī)內(nèi)不同絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個(gè)整體，即電機(jī)的絕緣系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)的整體——基本的機(jī)械系統(tǒng)

發(fā)熱和冷卻，需要一定的通風(fēng)散熱系統(tǒng)。電機(jī)（發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)）的故障

電機(jī)的構(gòu)成和分類

電機(jī)故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)

電機(jī)故障診斷涉及的領(lǐng)域

電機(jī)學(xué)

熱力學(xué)和傳熱學(xué)

高電壓技術(shù)

材料工程

機(jī)械診斷學(xué)

電子測(cè)量學(xué)

信息工程技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)人工智能 電機(jī)（發(fā)電機(jī)、高壓電動(dòng)機(jī)）的故障

電機(jī)的構(gòu)成和分類

電機(jī)故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)

電機(jī)故障診斷涉及的領(lǐng)域電機(jī)的故障機(jī)座 振動(dòng)、帶電、冷卻介質(zhì)流失、接地定子鐵心松動(dòng)、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(zhuǎn)子本體鐵心或支架松動(dòng)、不平衡、與定子相擦轉(zhuǎn)子繞組接地、斷條、匝間短路軸承溫度高、帶電、振動(dòng)、漏油換向器 環(huán)火、變形、磨損、斷裂電機(jī)故障是一個(gè)復(fù)雜的過程必須從故障機(jī)理上進(jìn)行理論分析和運(yùn)行分析。例如，發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)狀態(tài)是衡量發(fā)電機(jī)能否持續(xù)可靠運(yùn)行的重要指標(biāo)。發(fā)電機(jī)的振動(dòng)一般分為機(jī)械振動(dòng)和電磁振動(dòng)兩種。僅就電磁振動(dòng)就有以下的原因：①轉(zhuǎn)子繞組匝間短路；②定、轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻；③定子鐵心組裝接合處松弛；④轉(zhuǎn)子中心位置偏移；⑤不對(duì)稱負(fù)荷以及電磁諧振等。加強(qiáng)對(duì)不同振動(dòng)異常的識(shí)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(jí)、中級(jí)、次級(jí)）、鐵心、外殼、套管、油枕等組成。根據(jù)需要，還設(shè)置有分接開關(guān)、散熱器（冷卻裝置）、瓦斯繼電器等輔助設(shè)備。電力變壓器運(yùn)行中的要求音響正常無(wú)雜音無(wú)嚴(yán)重漏油現(xiàn)象，油位及油色正常油溫不超過正常值（相對(duì)于運(yùn)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(yùn)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(jié)構(gòu)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(dǎo)線表面電暈受潮過電壓引起的絕緣擊穿系統(tǒng)短路振動(dòng)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(yùn)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(jié)構(gòu)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(yán)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(yùn)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(jié)構(gòu)方面的故障電氣絕緣的降低油的氧化和變質(zhì)油的高溫分解油箱和散熱器漏油

電力變壓器的故障

電力變壓器運(yùn)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(jié)構(gòu)方面的故障分接開關(guān)的損壞 表現(xiàn)為動(dòng)觸頭和靜觸頭接觸面的燒損，多由于結(jié)構(gòu)缺陷、接觸壓力不足、變換位置時(shí)接觸不準(zhǔn)確或電動(dòng)力與電弧的作用。有載分接開關(guān)的故障瓦斯保護(hù)動(dòng)作高壓斷路器的故障

斷路器是變配電的重要電氣設(shè)備，不僅可以接通和斷開線路電流，而且當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，它和保護(hù)裝置、自動(dòng)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(kuò)散。在電力網(wǎng)中的斷路器，按其滅弧介質(zhì)分為液體介質(zhì)斷路器（如