浅谈电气设备故障分析

【摘要】电气设备是电力系统的元件，其可靠工作直接关系到电力系统的安全稳定运行。文章对电气设备故障进行了研究，分析了变电设备引起的故障，供电线路引起的故障，控制电路和控制设备引起的故障，并对管理模式的改变进行探索。

【关键词】电气设备 故障变电设备 线路 控制电路

一、变电设备引起的故障

（一）变压器绝缘性能下降、气体压力升高。

油浸式变压器的绝缘油与空气相接触时，就会因吸湿、氧化等作用而使绝缘油性能变坏，使变压器线圈的绝缘性能变坏，从而使整个变压器的绝缘性能下降。为了防止上述情况的发生，对于大容量变压器，可在其内部密封氮气，以防止绝缘油氧化。由于线圈的局部过热和局部放电，以及铁心的异常等原因，将会引起变压器内部的温度上升。温度的上升将引起绝缘油热分解和氧化，进而产生异常气体并溶解或滞留于绝缘油中。上述情况较轻时，气体压力将显示异常；如果有异常发热或短路等情况发生，则气体压力将急剧升高，可导致冲击压力继电器动作。为了对上述来自变压器内部的故障实施保护，需要设置双浮子继电器。

（二）变压器、发电机线圈发生短路或接地。

变压器或发电机的线圈发生短路或接地时，其供电电路将被切断，但是这种事故很少发生。首先，对这种类型的事故而言，在现场作紧急处理是不可能的，属于必须回到制造厂进行修理的重大事故。如果是油浸式变压器发生线圈短路或接地事故，则存在从短路部位的烧毁发展成变压器火灾的严重危险。因此，电气设备技术标准中规定，对于额定容量为5MVA以上的变压器，必须设置内部故障保护装置，以便在发生故障时迅速切断供电电路。为了达到上述目的，建议采用比率差动继电器。

（三）停电作业失误。

因需要进行设备检修，一般来说，工厂的变电所每年要进行1～2次的全停电作业。由于平时很少有与变电所设备直接接触的机会，因此检修时需要格外仔细地进行，即使这样，有时还是会发生意想不到的错误。特别需要注意以下几种情况：检修后不要忘记检查设备的接地线是否可靠接好；是否有检修工具等忘记在控制柜内；等等。实际上，上述错误往往是由检修人员的漫不经心造成的，为了防止这些事故的发生，检修作业后恢复确认环节是极其重要的。

二、供电线路引发的事故

（一）变压器中性点接地断线。

单相3线式变压器可以输出两种电压。当3线采用同样粗细的导线时，与单相2线式相比，用铜量可以减少37.5%。单相3线式变压器广泛应用于工厂照明、电热负载，以及满足一般单相负载的电力供应。变压器的一次侧为单相高压、二次侧为210V和105V两个输出电压等级，二次侧的中性线采用B类接地施工。因此，变压器的对地电压小于150V，从安全上来说，还可以在发生高压侧与低压侧混线接触时，防止低压侧电压升高的危险。然而，当接地线已经断线但变压器仍然给负载供电时，这种情况是非常危险的，如果这时其他电压相发生对地短路，则接地线的接地电阻值对于配电线路、变压器及二次侧的设备机器等都将产生很大的影响。

（二）地下高压电缆对地短路事故。

从供电线路的条件、线路的保护、景观上是否合适，以及所需要的经费等方面综合考虑，工厂内部大多采用地下供电方式。因此工厂供电线路是不需要进行外观检验和事故修理的，也正因为如此，电缆敷设场所的温度应能保持稳定，从外伤保护的角度来说敷设场所应该是安全的。

三、控制电路和控制设备引起的故障

控制电路已经进入基本程序控制的软件化阶段，由硬件构成的部分已经变得很少了。利用软件可以实现复杂的控制，使机器设备的操作及故障诊断等都变得很容易实现。但是，由于动作信号较弱，环境温度和噪声对控制信号的影响不能忽视，使得控制电路和控制设备所使用的零部件和保护装置的种类很多，所构成的控制电路也比较复杂，仓库里也必须储备很多备用零部件，以备不时之需。由于控制电路的复杂性，当控制设备发生事故时，从外部进行的调查变得比较困难，一旦发生事故，往往需要一定的调查时间，有时甚至最终也查不出原因。

（一）断路器投入错误。

每当设备进行检验修理或改造作业完工后，需要将断路器重新投入电源，以便确认电路运行是否已恢复正常。生产设备的电源电路由动力电路和控制电路两部分组成。一般来说，应首先激活控制电路的电源，继电器和电磁开闭器不应发生异常动作，在确认没有警报等其他异常情况后，方可投入动力电源。如果将上述操作顺序反过来，一旦存在配线错误，或者具有保持功能的继电器仍然保持着上次操作后的状态，或者切换开关还带着负载等情况，若首先激活动力电路，则有可能发生短路事故或者毫无预期的机器动作，导致发生人身安全事故和设备损伤

（二）线路电容对控制继电器的影响。

表面上看是可编程控制器模块的装配施工，从实际运行来看，有时会出现继电器动作不稳定甚至不动作。另外，常使用传感器来控制远处的电动机，使之起动、制动或调速。当控制线路附件有交流动力线路通过时，动力线路就会在线路电容的作用下在附件的控制线路中产生感应电压，从而对控制装置的正常工作产生不利影响。PLC和DCS等系统进行信号通信时，需要快速处理大量的信息，为了防止上述干扰事故的发生，最好采用不受上述感应作用影响的光缆通信等专用通信方式。

（三）线路绝缘处理不良的影响。

正常运行的设备未经报警就紧急停车，如果出了事故，多数是发生了短路或者对地短路事故，在这种情况下，由于保护装置已经动作，因此事故原因是可以调查清楚的。一般来说，生产线的自动化程度是很高的，有一个运行环节故障停机，整个生产线就会停止运行，这时在中央监控室会发出“停车”警报。只有检修完毕排除故障后，生产线才能恢复正常的运行，如果经常发生停车事故，其原因调查起来就会很困难，但是可以说基本上是电气方面的原因。

四、结论

电气设备的故障会引起电力系统的事故，导致电力系统正常运行的中断。应对电气设备管理模式进行探索，研究更加科学合理的电气设备管理模式，增强电气设备运行的可靠性，提高电力系统的稳定性。

参考文献：

[1]何小宁.住宅电气线路中RCD的故障分析[J].大众用电，2002，05.

[2]张继东.浅谈机电设备安全检修[J].黑龙江科技信息，2010，25.

[3]李硕，田鸣.浅谈关于机电设备安装[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011，02.