電氣設備的故障分析及預防措施

電氣設備是電力系統的元件，其可靠工作直接關系到整個運轉系統的安全。文章對電氣設備故障進行了研究，分析了變電設備引起的故障，供電線路引起的故障，控制電路和控制設備引起的故障，并對管理模式的改變進行探索。

生產設備運轉中，有時會發生意想不到的事故，此時應能夠準確判斷事故產生的原因，以便盡快采取相應的對策。然而經驗表明，對于電氣故障來說，某些單純的故障在調查診斷期間有時卻意外地自動恢復正常，而故障的原因卻始終不甚明了。對故障狀態的準確判斷是非常重要的，這是因為判斷的結果會對故障處理產生很大的影響。然而在事故現場，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，這些情況都容易導致對故障判斷的失誤。因此，必須對電氣設備的故障有足夠的認識。本文主要對電氣設備的故障進行了分析并進行了管理研究。

一、變電設備引起的故障

近年來，受變電設備已經基本上可以做到免維護，對于受變電設備關注程度則越來越低。但是，一旦受變電設備和機器發生故障，就會直接導致所有工廠停工等重大事故發生。

變壓器絕緣性能下降、氣體壓力升高。油浸式變壓器的絕緣油與空氣相接觸時，就會因吸濕、氧化等作用而使絕緣油性能變壞，使變壓器線圈的絕緣性能變壞，從而使整個變壓器的絕緣性能下降。為了防止上述情況的發生，對于大容量變壓器，可在其內部密封氮氣，以防止絕緣油氧化。由于線圈的局部過熱和局部放電，以及鐵心的異常等原因，將會引起變壓器內部的溫度上升。溫度的上升將引起絕緣油熱分解和氧化，進而產生異常氣體并溶解或滯留于絕緣油中。上述情況較輕時，氣體壓力將顯示異常;如果有異常發熱或短路等情況發生，則氣體壓力將急劇升高，可導致沖擊壓力繼電器動作。為了對上述來自變壓器內部的故障實施保護，需要設置雙浮子繼電器。

變壓器、發電機線圈發生短路或接地。變壓器或發電機的線圈發生短路或接地時，其供電電路將被切斷，但是這種事故很少發生。首先，對這種類型的事故而言，在現場作緊急處理是不可能的，屬于必須回到制造廠進行修理的重大事故。如果是油浸式變壓器發生線圈短路或接地事故，則存在從短路部位的燒毀發展成變壓器火災的嚴重危險。因此，電氣設備技術標準中規定，對于額定容量為5MVA以上的變壓器，必須設置內部故障保護裝置，以便在發生故障時迅速切斷供電電路。為了達到上述目的，建議采用比率差動繼電器。

停電作業失誤。因需要進行設備檢修，一般來說，變電所每年要進行1～2次的全停電作業。由于平時很少有與變電所設備直接接觸的機會，因此檢修時需要格外仔細地進行，即使這樣，有時還是會發生意想不到的錯誤。特別需要注意以下幾種情況：檢修后不要忘記檢查設備的接地線是否可靠接好;是否有檢修工具等忘記在控制柜內;等等。實際上，上述錯誤往往是由檢修人員的漫不經心造成的，為了防止這些事故的發生，檢修作業后恢復確認環節是極其重要的。

二、供電線路引發的事故

因線路關系而發生的對地短路和線間短路事故也會引起系統停電，但要了解短路原因及其位置并不簡單。在最初設計線路時，就應當選擇適合使用設備的開關裝置和導線容量，以及嚴格按照電氣設備技術標準的要求進行施工。在正常環境使用的情況下，加強了線路絕緣的維護管理，在所使用的保護裝置和選擇和設定上采取了保護協調措施，使保護裝置的動作更加合理，也杜絕了波及其他系統事故的可能性。交流三相電路和交流單相電路的理論很容易與工廠配電線路相結合，因此獲得了廣泛的應用。

變壓器中性點接地斷線。單相3線式變壓器可以輸出兩種電壓。當3線采用同樣粗細的導線時，與單相2線式相比，用銅量可以減少37.5%。單相3線式變壓器廣泛應用于照明、電熱負載，以及滿足一般單相負載的電力供應。變壓器的一次側為單相高壓、二次側為210V和105V兩個輸出電壓等級，二次側的中性線采用B類接地施工。因此，變壓器的對地電壓小于150V，還可以在發生高壓側與低壓側混線接觸時，防止低壓側電壓升高的危險。然而，當接地線已經斷線但變壓器仍然給負載供電時，這種情況是非常危險的，如果這時其他電壓相發生對地短路，則接地線的接地電阻值對于配電線路、變壓器及二次側的設備機器等都將產生很大的影響。

地下高壓電纜對地短路事故。從供電線路的條件、線路的保護、景觀上是否合適，以及所需要的經費等方面綜合考慮，工廠內部大多采用地下供電方式。因此工廠供電線路是不需要進行外觀檢驗和事故修理的，也正因為如此，電纜敷設場所的溫度應能保持穩定，從外傷保護的角度來說敷設場所應該是安全的。

地下電纜的敷設可以分為地溝式、地下管道式以及直接埋設式等幾種方式。當然，一旦發生對地短路或者線間短路事故時，地下供電方式將給故障點的確定和修理帶來很大困難。特別是對于大容量電纜，到貨時間需要1個月以上，如果沒有庫存的備品，工廠將被迫長時間停產。因此，現場的實際情況是為了不影響生產，必須千方百計地對事故點進行最低限度的應急處理，以便能夠盡快送電。由于事故原因的多種多樣，在電纜施工時需要解決很多問題，只有充分做好預防保全工作，才有可能預防事故發生。

三、控制電路和控制設備引起的故障

斷路器投入錯誤。每當設備進行檢驗修理或改造作業完工后，需要將斷路器重新投入電源，以便確認電路運行是否已恢復正常。生產設備的電源電路由動力電路和控制電路兩部分組成。一般來說，應首先激活控制電路的電源，繼電器和電磁開閉器不應發生異常動作，在確認沒有警報等其他異常情況后，方可投入動力電源。

線路電容對控制繼電器的影響。PLC和DCS等系統進行信號通信時，需要快速處理大量的信息，為了防止上述干擾事故的發生，最好采用不受上述感應作用影響的光纜通信等專用通信方式。

線路絕緣處理不良的影響。正常運行的設備未經報警就緊急停車，如果出了事故，多數是發生了短路或者對地短路事故，在這種情況下，由于保護裝置已經動作，因此事故原因是可以調查清楚的。一般來說，生產線的自動化程度是很高的，有一個運行環節故障停機，整個生產線就會停止運行，這時在中央監控室會發出“停車”警報。只有檢修完畢排除故障后，生產線才能恢復正常的運行，如果經常發生停車事故，其原因調查起來就會很困難，但是可以說基本上是電氣方面的原因。

電磁接觸器燒損的背景。需要對運行中的負載頻繁進行起動、停止控制時，可以使用電磁接觸器。選擇電磁接觸器時，可以根據負載的性質及其運行特性選用合適的型號和規格。電磁接觸器的結構堅固，使用壽命長。主接點是電磁接觸器需要維護的主要部分。在工程實際中，一般根據運行時的聲音是否異常，或者通過觀察外觀來判斷接觸器工作是否正常，要想及時發現主接點的異常較為困難。有時發生了意外事故，事后回想起來才意識到當初的異常，但往往為時已晚。造成電磁接觸器燒損的原因有很多，例如設置場所的粉塵、環境空氣的溫度和濕度等的影響，絕緣劣化引起的故障電流的影響等，都可能引起電磁接觸器主接點燒損。

四、結論

電氣設備的故障會引起整個運行系統的故障，需要我們把精力投入到更加科學合理的電氣設備管理模式研究上來，不斷增強電氣設備運行的可靠性，提高電力系統的穩定性。