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通用电气设备检测维护与点检要点


2009-05-08

通用电气设备检测维护与点检要点
点检技能士培训教材系列

中国设备管理协会全面生产维护委员会 广州大学工业工程与设备工程研究所 广州学府设备管理工程顾问有限公司
岑钊常

E-mail:zccen@163.com

日期:2009-05-08

r />1.工厂供配电系统基本知识

2.电气设备故障检测方法

3.通用电气设备点检要点

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工厂供配电系统基本知识
本章主要内容 1 工厂供配电系统基本组成 系统的额定电压 供电质量的主要指标 短路 接地

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工厂供配电系统基本组成
工厂供配电系统是电力系统的重要组成部分, 它由总降压变电所、高压配电所、配电线路、车间 变电所和用电设备组成,其结构框图如下图所示:

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工厂供配电系统基本组成

总降变电所是工厂电能供应的枢纽。
它将35~110KV的外部供电电源电压降为6~ 10KV高压配电电压,供给高压配电所、车间 变电所和高压用电设备。

高压配电所集中接受6~10KV电压,
再分配到附近各车间变电所和高压用电设备。

工厂供配电系统基本组成

配电线路分为6~10KV厂内高压配
电线路和380/220V厂内低压配电线路。 高压配电线路连接总降变电所与高压配 电所、车间变电所和高压用电设备;低 压配电线路将车间变电所的380/220V电 压送至各低压用电设备。

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工厂供配电系统基本组成

车间变电所将6~10KV电压降为
380/220V电压供低压用电设备使用。

用电设备按用途可分为动力用电设备、
工艺用电设备、电热用电设备和照明用电设 备。 通常大型工厂都设总降变电所,中小型 工厂仅设6~10KV变电所或配电所,特别重 要的工厂还设自备发电厂作为备用电源。

工厂供配电系统基本知识—系统的额定电压

电力系统的额定电压
电力系统的额定电压包括各种发电、供 电、用电设备的额定电压,它是使电气设备 处于最佳工作状态的电压,是国家根据国民 经济发展的需要、电力工业的发展水平和趋 势,经全面技术经济分析后确定的。

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工厂供配电系统基本知识—系统的额定电压
我国交流电网和电气设备的的额定电压

工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

供电质量的主要指标

电压、 频率、 可靠性。

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工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

电压降低对用电设备的危害:
照明设施:发光效率降低,降低劳动生产 率。 电动机:转矩急剧减小,电流增加,温度 升高。

电压升高对用电设备的危害:
照明设施:损坏照明设施。 电动机:铁损增加,温度升高。

工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

电动机正常运行对电源电压的要求: 电源电压在-5%~+10%的 额定电压范围内。 相间电压的不平衡度不超过5%。

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工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

高次谐波对供电质量的影响
由于大型可控硅整流装置的利用, 供电系统中电压、电流出现高次谐波,它 使发电机的端电压波形发生畸变,增加附 加损耗,促使绝缘老化。高次谐波使电网 电流有效值增加,电阻也因集肤效应而增 大,使线路生产附加的功率及能量损失。

工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

频率:我国工业上的标准电压频率为50Hz。
频率降低时,用户的交流电动机转速相 应降低,使产量和质量受到影响。 如频率降至48Hz时,电动机转速降低4%。 频率的变化对电力系统运行的稳定性影 响很大,因而对频率的要求比对电压的要求 严格得多,一般不得超过±0.5%。

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工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

可靠性:用电负荷的分级
1、一级负荷:突然停电将造成人身伤 亡危险,或重大设备损坏且难以修复,或 在政治上、经济上造成重大损失。 2、二级负荷:突然停电将产生大量废 品,损坏生产设备等,在经济上造成较大 损失。 3、三级负荷:停电损失不大。

工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标 一级负荷应由两个独立电源供电,有特殊要求 的一级负荷,两个独立电源且应来自不同的地点。 独立电源的定义是:若干电源中,任一电源发生 故障或停止供电时,不影响其他电源继续供电, 这些电源均称为独立电源。 二级负荷一般由两回线路供电。当取得两回线路 有困难时,允许由一回专用线路供电,但对人员 密集的重要公共建筑物,允许由一回线路供电。 对重要的二级负荷,其二回电源线路应引自不同 的变压器或母线段。 三级负荷对供电电源无特殊要求。

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工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

用电负荷还可按其工作制分为: 1、连续工作制负荷:连续工作制负荷 用于长时间连续工作的用电设备,其特点 是负荷比较稳定,连续工作发热使其达到 热平衡状态,其温度达到稳定温度。如泵 类、通风机、压缩机、电炉、运输设备、 照明设备等。

工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

2、短时工作制负荷:用于工作时 间短、停歇时间长的用电设备。其运 行特点是工作时其温度达不到稳定温 度,停歇时其温度降到环境温度。如 机床的横梁升降、刀架快速移动电动 机、闸门电动机等。

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工厂供配电系统基本知识—供电质量的主要指标

3、反复短时工作制。反复短时工作制 负荷用于时而工作、时而停歇、反复 运行的用电设备,其运行特点为工作 时温度达不到稳定温度,停歇时也达 不到环境温度,如起重机、电梯、电 焊机等。

工厂供配电系统基本知识—短路

? 短路是不同相之间、相对中性线或地线之
间的直接金属性连接或小阻抗连接。 ? 三相交流系统的短路种类主要有三相短路、 两相短路、单相短路和两相接地短路。 ? 在电气运行中,发生单相短路的可能性最 大。 ? 三相短路属对称短路,其发生的可能性最 小,但短路电流最大,危害也最严重。

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工厂供配电系统基本知识—短路

? 对于有绕组线圈的电气设备, 如变压器、电动机等还会发生 匝间短路的故障。

工厂供配电系统基本知识—短路

? 短路发生的主要原因:电力系统中电器设 备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的 原因主要有设备绝缘自然老化,操作过电 压,大气过电压,绝缘受到机械损伤等。 ? 运行人员不遵守操作规程发生的误操作, 如带负荷拉、和隔离开关,检修后忘拆除 地线等;或鸟兽跨越在裸露导体上,这些 也是引起短路的原因。

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工厂供配电系统基本知识—短路

? 发生短路时的电气特性:发生短路时,由 于短路回路的阻抗很小,产生的短路电流 较正常电流大数十倍,可能高达数万安培 甚至数十万安培。同时,系统电压降低, 离短路点越近电压降低越大。三相短路时, 短路点的电压可能降到零。

工厂供配电系统基本知识—短路

? 短路的危害:短路产生很大的热量,导体 温度升高,将绝缘损坏;短路产生巨大的 电动力,使电气设备受到机械损坏;短路 使系统电压严重降低,电器设备正常工作 受到破坏。短路造成停电,给国民经济带 来损失;严重的短路将影响电力系统运行 的稳定性,使并列的同步发电机失步,造 成系统解列,甚至崩溃;单相短路产生的 不平衡磁场,对附近的通信线路和弱电设 备产生严重的电磁干扰,影响其正常工作。

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工厂供配电系统基本知识—接地

电力系统的接地直接关系到用户 的人身和财产安全,以及电气设备和 电子设备的正常运行。针对实际情况 选择合适的接地系统,可确保配电系 统及电气设备的安全使用。

工厂供配电系统基本知识—接地

? 接地的目的:接地是为保护人体和设备的
安全而设置的,要求被接地物与大地保持 同电位。但由于存在接地电阻值,当接地 电阻上流过电流时有电压降使接地线上的 电位高于大地的零电位。设备内部或设备 外部发生碰线或短接时,或有冲击波侵入 时,会有很大电流流过,接地线必须要能 安全地把这种电流泄入大地,同时又要使 此时在接地线上的电位升高低于安全值。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? 基本概念 1、接地:电气设备的某部分与大地之间做 良好的电气连接。 2、接地体:埋入地中并直接与土壤相接触 的金属导体,如埋地的钢管、角铁等。 3、接地线:电气设备应接地部分与接地体 相连接的金属导体(线)。接地线在设备 正常运行时不载流,但在故障情况下要通 过接地故障电流。

工厂供配电系统基本知识—接地

4、接地装置:接地体与接地线的总称。 由若干接地体在大地中用接地线互相 连接起来的一个整体,成为接地网。 其中接地线又分接地干线和接地支线, 接地干线一般应采用不少于两根导体, 在不同地点与接地网连接。

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工厂供配电系统基本知识—接地

5、散流电阻: 接地体与土壤 之间的接触电

阻以及土壤的
电阻之和。

工厂供配电系统基本知识—接地

6、接地电阻:散流电阻加接地体和接地线 本身的电阻称接地电阻。由于接地体和接 地线本身的电阻很小可忽略不计,所以可 认为接地电阻等于散流电阻,其主要决定 于接地装置的结构和土壤的导电能力,在 数值上等于对地电压和接地电流之比。

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工厂供配电系统基本知识—接地

7、接地电流:电气设备发生接地故障时,电 流经接地装置流入大地并作球形散开,这 一电流称为接地电流,由于半球形球面距 接地体越远的地方球面越大,所以距接地 体越远的地方散流电阻越小。试验表明, 在离单根接地体或接地故障点20米处,实 际散流电阻已趋近于零,这个电位为零的 地方,称为电气上的“地”。

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工厂供配电系统基本知识—接地

8、对地电压:电气设备接地部分与零电位 的“地”之间的电位差称为对地电压。 9、接触电压:当电气设备绝缘损坏时,人 站在地面上接触该电气设备,人体所承受 的电位差称接触电压Utou。 10、跨步电压:在接地故障点附近行走,人 的双脚之间所呈现的电位差称跨步电压 Ustep。跨步电压的大小于离接地点的远近 及跨步的长短有关,离接地点越近,跨步 越长,跨步电压就越大,离接地点达20米 时,跨步电压为零。

工厂供配电系统基本知识—接地

? 接地的种类及作用
1、工作接地:为了保证电气设备在正常或故障情 况下可靠地工作而进行的接地称为工作接地。 2、保护接地:为保障人身安全将电气设备正常情 况下不带电的金属部分接地叫保护接地。 3、直流接地:为提供计算机、通讯设备、自动化 系统等的电子设备的信号传输过程需要的稳定的 基准电位而进行的接地。

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工厂供配电系统基本知识—接地

接地系统分类 接地制式按照配电系统和电气设备 的不同接地组合分类。接地系统一般由 两个字母组成,必要时可加后续字母。 第一个字母:表示电源中性点对地 的关系 T:直接接地 I:不接地,或通过阻抗与大地相连

工厂供配电系统基本知识—接地

第二个字母:表示电气设备外壳与 大地的关系 T:独立于电源接地点的直接接地 N:表示直接与电源系统接地点或 与该点引出的导体相连

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工厂供配电系统基本知识—接地

后续字母:表示中性线与保护线之 间的关系 C:表示中性线N与保护线PE合二 为一(PEN线) S:表示中性线N与保护线PE分开 C-S:表示在电源侧为PEN线, 从某一点分开为中性线N和保护线PE 低压配电系统,按保护接地形式, 分为TN系统、TT系统和IT系统。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? TN系统属于三相四线系统。其电源中性点
直接接地,并引出有中性线(N线)、保护 线(PE线)或保护中性线(PEN),所有 电气设备的外壳接到保护线(PE或PEN) 上。 ? 其特点是故障电流较大,仅与电缆的阻抗 大小有关。出现绝缘故障时,需要短路电 流保护装置瞬时断开电路。

工厂供配电系统基本知识—接地

? TN-C系统: 系统中 的N线与PE 线全部合为 PEN线。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? 优点: TN-C方案易于实现,节省了一根导 线,且保护电器可节省一极,降低设备的 初期投资费用。 发生接地短路故障时,故障电流大, 可采用一过流保护电器瞬时切断电源,保 证人员生命和财产安全

工厂供配电系统基本知识—接地 ? 缺点: ? 线路中有单相负荷,或三相负荷不平衡,及电 网中有谐波电流时,由于PEN中有电流,电气 设备的外壳和线路金属套管间有压降,对敏感 性电子设备不利 ? PEN线中的电流在有爆炸危险的环境中会引起 爆炸 ? PEN线断线或相线对地短路时,会呈现相当高 的对地故障电压,可能扩大事故范围 ? 不能使用漏电流保护装置RCD(由于检测不出 漏电流,RCD会拒动),因此绝缘故障时,不 能有效地对人身和设备进行保护。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? TN-S系统: N线和 PE线全部 分开。

工厂供配电系统基本知识—接地

? 优点: 正常时PE线不通过负荷电流,适用 于数据处理和精密电子仪器设备,也可 用于爆炸危险场合。 如果回路阻抗太高或者电源短路容 量较小,需采用漏电流保护装置RCD对 人身安全和设备进行保护,防止火灾危 险。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? 缺点: 由于增加了中性线,初期投资较高 TN-S系统相对地短路时,对地故 障电压较高

工厂供配电系统基本知识—接地

? TN-C-S系统: 前一部分 N线和PE线合, 而后一部分N 线和PE线全 部或部分分开。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? 优点: ? 适用于工矿企业供电,前面TN-C系统 可满足固定设备的需要,后端TN-S系 统可满足对电位敏感的电子设备的需要 ? 民用建筑中,电源线路采用TN-C,进 入建筑物后,采用TN-S系统,可确保 TN-S系统的优点

工厂供配电系统基本知识—接地

?TT系统:
电源的中 性点接地, 而用电设备 采用保护接 地的系统称 为TT系统。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? TT系统中如有一相漏电或碰壳,故障 电流将经接地电阻Rd和R0构成回路, 用电设备的对地电压Ud和零线的对地 电压U0之比Ud/U0=Rd/R0,同没有接地 相比,用电设备上的对地电压有所下 降,但零线上却产生对地电压,它们 都可能超过安全值。

工厂供配电系统基本知识—接地

? 另一方面,故障电流Id=Up/(Rd+R0), 一般的短路保护装置和过电流保护装 置不一定动作,不能及时切断电源。

因此,采用TT系统,宜采用漏电电流
保护装置。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? IT系统:
? 电源不接地 或通过阻抗 接地,电气 设备的外壳 可直接接地 或通过保护 线接至单独 接地体。

工厂供配电系统基本知识—接地

? IT系统:为三相三线制供电系统,这种保
护措施称为保护接地。当出现漏电时,外 壳的对地电压接近于零,人体触及外壳时 比较安全。IT系统在我国的煤矿等处普遍采 用。

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工厂供配电系统基本知识—接地

? IT系统的优点: ? 单相接地第一次故障时,故障电流小, 可不切断电源,警报设备报警,通过 检查线路消除故障,供电连续性较高, 适用于大型电厂的厂用电和重要生产 线用电。 ? 可采用漏电流保护器(RCD)进行人 身和设备安全保护。

工厂供配电系统基本知识—接地

? IT系统的缺点:如果消除第一次故障 前,又发生第二次故障,如不同相的 接地短路,故障电流很大,非常危险, 与 因此对一次故障探测报警设备的要求 较高,以便及时消除和减少出现双重 故障的可能性,保证IT系统的可靠性。

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电气设备故障检测方法
本章主要内容 1 电气设备故障检测和维护概论 电气设备故障监测的特殊性 电气故障的关键参数 电气设备故障检测方法

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电气设备故障检测和维护概论

? 随着半导体元件性能的提高和以绝缘材料 为代表的各种电工材料的发展,促使发电 机、变压器、电动机等电力设备朝着小型、 大容量的方向发展。 ? 控制装置由于集成化、静止化、精密化而 日趋小型。 ? 由于各环节大量采用程序控制器和微处理 机,代替了有触点式继电器制成的控制盘, 从而能进行复杂的控制。

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电气设备故障检测和维护概论

? 目前的生产活动已达到很高的自动化 程度,达到了质量不依赖于操作工的 技术而生产率又高的水平。 ? 高度自动化带来另一方面的问题是: 一旦发生电气故障,即使只引起生产 设备极短暂的停止工作,也会造成巨 大的生产损失和降低产品质量。

电气设备故障检测和维护概论

? 为了防止电气事故的发生,一方面要求设 备设计符合规范、高标准,设备制作高工 艺水平、高质量,安装交接从严检验,从 根本上提高可靠性,降低事故发生率; ? 另一方面,建立一套科学的管理和维护制 度,不间断地对设备进行运行管理、保养、 监护,定期进行维修,力争提前发现设备 的异常情况以便防止事故于未然,降低事 故发生率。

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电气设备故障检测和维护概论

? 早期对电气设备的故障检测主要依靠通过 维修工的检查或操作工根据设备运行情况 而得到线索。随着科学技术尤其是集成技 术和计算机技术的发展,检测技术得到迅 猛发展,在检测技术的推动下,促进各种 测试仪器的不断发展,也使电气设备故障 监测预诊断技术、电气设备智能故障诊断 专家系统等新技术得到发展。

电气设备故障检测和维护概论—离线监测

? 离线监测诊断是在设备停运或运行中利用
有关仪表器具人为地对设备定时地进行接 触检测或远距离遥测,定时分为次/h、次/ 班,例如用涡流计、加速计测量旋转电机 的外壳、轴的振动,用红外测温仪在远距 离处测量高压带电体的温度等,对所测参 数建档,进行历史比较,趋势分析,做出 初级诊断,为制订设备运行的维修计划提 供依据。

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电气设备故障检测和维护概论—离线监测

? 离线监测方法简单,只用必要的单体仪器, 节省投资,缺点是预诊断精度不高,需要 人工操作,并且检测是断续的,不能对设 备进行连续监测,失控的死区大。 ? 电气设备的出厂试验,安装交接试验,计 划维修检验等属于设备离线监测,对预防 电气设备故障的发生,确保设备安全运行 起到极有效的作用。

电气设备故障检测和维护概论—离线监测
? 但离线监测不能完全防止电气事故的发生,例如 设备运行期间,计划维修的周期中间,设备慢性 事故突变或外界因素等引发的突然性事故则无法 预知,因此设备维修周期中间时间成为设备监测 诊断的死区,死区中发生的事故无法控制。 ? 在线监测技术可以将设备置于全过程的监测控制 之下,连续地监测诊断出设备的各种随机毛病, 使计划维修变为适时维修,除了不可预见的外界 突发因素外,基本上可以杜绝电气事故的发生。

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电气设备故障检测和维护概论—在线监测

? 电气设备的在线监测预诊断的方法是预先 在设备的关键部位、敏感区域、重要参数 环节处安装传感元件和参数取出设备及特 别的信号参数变换装置,将各种强、弱、 大小规格不一的机械信号与电气信号进行 整理放大、规格化,变成模拟或数字信号 送入监测仪表和计算机系统的输入单元, 自动化仪表及计算机智能系统对数据进行 分析处理,综合进行预诊断。

电气设备故障检测和维护概论—在线监测

? 在线监测预诊断的优点: 1、被监测设备全过程受控,没有死区。 2、适时维修可避免过剩维修,节约维修资 金。 3、适时维修可避免维修不足,可避免设备 带病工作,减少事故的发生,减少经济损 失。 4、预诊断出设备较精确的剩余寿命,合理 使用设备,避免设备浪费或设备寿命不足 发生事故,造成损失。

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电气设备故障监测的特殊性

? 电气设备监测诊断与机械设备监测诊 断统称设备诊断,两者监测监控的目 的要求相同,但由于两种设备构造及 性质不同,故障监测的结构形式、电 气线路的组成、技术方法、难易程度 也必然不同。

电气设备故障监测的特殊性 ? 电气设备故障监测是利用各种参数变换元 件及传感元件检测各类电气设备的温度、 绝缘、电流、电压、电弧、转速、过渡过 程及部分机械信号等,将采样得来的信号 进行放大、变换、规格化,再送入显示仪 表和计算机系统进行综合分析、判断,其 关键参数一般为绝缘、温度、电流、电压 等。

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电气故障的关键参数 ? 电气设备的故障除电机具有机械性故障外, 还存在电气设备独特的电气故障,如电气 击穿放炮、短路、过温烧损等。 ? 生成电气故障的参数很多,情况也较复杂, 一个参数能直接造成故障,有时由几个参 数共同作用产生故障,有时一个参数的变 化导致新的参数产生,由于外界条件造成 参数的劣化等。

电气故障的关键参数 ? 绝缘电阻是电气设备和系统的一个主要参数,绝
缘电阻值不符合要求是绝大部分电气故障产生的 主要原因,或者与它直接相关。 ? 绝缘值大小以兆欧(MΩ)为单位,它是衡量电气设 备的载电体对设备外壳(地)及设备上不同相别 导体间或不同载压等级导体之间的隔电程度,对 设备绝缘阻值的一个最低的基本要求标准是 1KΩ/V,各种不同电压的载体对地绝缘实际标准 数应以这一样数进行规算。对于高电压还应乘一 个可靠系数,电压越高系数应越大,而且常温下 测量的绝缘阻值还要换算到设备最高允许工况温 度。

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电气故障的关键参数
? 温度升高绝缘值下降是有机绝缘材料的固有特性, 各种绝缘材料绝缘值下降的原因是: 1、绝缘材料老化,破损。 2、绝缘材料吸潮。 3、绝缘材料高温变质。 4、绝缘材料表面不清洁,放电碳化。 5、绝缘材料受瞬变过压冲击表面放电碳化。 6、绝缘层厚度不够或绝缘薄弱点漏电恶化。 7、绝缘油气化、含杂质、受潮等。

电气设备绝缘老化是一个渐进的过程,其 在整个发展过程中会以各种劣化形式、特 征表现出来,因此了解和掌握电气绝缘的 日常维护与检测方法是十分必要的。

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电气绝缘的诊断方法有;感官检查法和电气特性评价试验法。

随着技术的发展,绝缘在线检测技术看近年来也有了很 大的发展,如绝缘分解物监测、局部放电监测、直流分量监 测等。由于多项技术问题尚待解决,在现阶段,绝缘在线监 测还不能完全取代绝缘诊断。

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电气故障的关键参数

? 电气事故最严重的莫过于短路放炮, 瞬间可将设备烧坏烧毁。事故的主要 根源是绝缘不好,因此在电气设备的 离线和在线监测中,监测绝缘应成为 重中之重的任务。

电气故障的关键参数

? 温度在电气设备中也是一个十分重要的参
数,必须严格监控,各种电气设备根据设 备中使用的绝缘材料都在铭牌中标定了工 况最高允许温度值数字等级字符,超过其 限值必须停机检查。温度受其他参数变化 的影响而升高,而温度的升高又影响其他 参数的变化,特别是与绝缘电阻值的相互 关联程度更是密不可分。

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电气设备的各种绝缘耐温等级的最高允许温度如下表所示:

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电气故障的关键参数

电气设备温度升高的原因: 1、受现场环境温度的影响。 2、设备长期过载运行、冷却装置不良。 3、导体连接点松动,接触电阻大,局部严重发热, 散热不及时,热量积累升温。 4、机械部分摩擦发热。 5、空载电流大、绕组功耗损失大发热。 6、匝间、相间短路发热,运行中缺相发热。 7、机械卡住或严重过载,致使电机转速下降或堵 转,使绕组中电流增大发热。

电气故障的关键参数

? 电流是电气设备发热升温的主要因素,电
气设备的容量--功率大小是以它长期通 过一定电流后其发热升温值不超过绝缘材 料允许温升时的值界定的,这个电流为设 备的额定电流,工作在额定电流下的功率 为额定功率。 ? 电气设备内部发热与电流的平方成正比, 电流越大发热越严重,发热量大于散热量 则设备内部热量被积累而升温。

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电气故障的关键参数

? 高热高温是电气设备的大敌,短路发热是由于短 路电流大,其值达到额定电流的5~10倍以上, 短路发热可以极快地烧毁设备。超载发热的温升 时间较长,一般5~30分钟,高温会使绝缘材料 的绝缘性能降低,最终导致事故。 ? 电气设备监测系统的重要任务之一是监测温度, 电流是升温的重要原因,因此应把电流作为主要 参数看待。监测电流时要正确区分正常电流、过 载电流、短路电流。

电气故障的关键参数

? 电压--电气设备中绝缘材料材质的 好坏可用它承受电压的能力来衡量, 电气术语谓之耐压。设备制作时选用 的绝缘材料承压能力要大于设备的最 大工作电压才能保证设备长期平安运 行。

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电气故障的关键参数

实际运行中因以下问题会引发电气事故: 1、瞬变电压大,击穿绝缘体。 2、雷电电压击穿绝缘物。 3、网路电压升高,经常或长期过压。 4、大气潮湿或绝缘物表面不清洁,放电击穿。 5、绝缘材料受机械损伤被电压击穿。 6、导体间或导体对地距离不足,如空气潮湿或空 气中含导电粉尘等物被电压击穿。 7、绝缘老化击穿等。

电气故障的关键参数

? 其他参数 1、接地网接地电阻值 2、绝缘油的油质 3、导体连接电阻 4、旋转电机的振动、位移

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电气设备故障检测方法
本章主要内容 1 感官检查法 目视检查 听声检查 鼻嗅检查 利用专用仪器检测设备—绝缘的检测 利用专用仪器检测设备—温度的检测

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电气设备故障检测方法

? 随着自动化程度的提高,故障检测在某种 程度上有赖于各种测试仪器和监测系统, 但是目前还没有一种全能的故障测试仪, 电气设备的维修人员也不可能拿着各种测 试仪器进行日常的检查。在日常巡视时充 分利用人体器官,用眼睛看、耳朵听、手 摸、鼻闻等人的感官作为主要的检查手段, 当发现和初步确定有不正常情况时,或者 定期检查时才采用高精度的仪表进行精密 检测。

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感官检查法:
感官检查法的基体方法,就是通过人的眼睛看、耳朵听、 手摸、鼻子闻气味等所谓的五感功能作为主要的检查手段(装 有仪表的当然根据仪表指示),按标准进行检查,对电气设备 的声音、振动、气味、变色、温度等运行状态进行判断,可以 发现很多早期故障。这是重要的初步检查方法之一。

感官检查法

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目视检查
要点一、目视是五感检查的首位。通过认真细致的观察,可看 出电气元器件内缺陷:比如烧焦、烧变色、脱落、异物、尘埃、 开裂等。目视法简单明了,掌握正常状态后,用眼一看就容易 发现上述异常。 用目视法检查电气柜,不但要看盘面,而且要进一步 打开柜门进行观察,观察时还应从各个角度进行。检查电机不 但要看电机外壳,而且可以打开端盖。进一步观察整流状况和 火花等级。

一般通过目视能发现的故障现象如下:破损(断线、带 伤);变形(膨胀、收缩);松动;漏油、漏水、漏气;污秽; 腐蚀;磨损;变色(烧焦、吸潮);冒烟;产生火花;有无杂 质异物;动作不正常等。 在电气设备的绝缘故障中,通过检查各类电气设备的外观 和变色情况而发现的故障非常多。这些问题在前面的电气绝缘 老化的类型中已民用工业不同的阐述,下面举一些例子进行说 明。

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听音检查:
要点二、听音法主要听异音。继电器、接触器的动作声,电机 旋转声,变压器的电磁声都有其特有的正常声音,听惯了这些 正常声音后,比较后就容易发现异常。较细致检查可用听音棒, 经确定异常的部位。 静止器件,例如插件板,接插件本来是不发声的,但 如果听到某种“噼噼啪啪”声就要注意,因为这往往是由接触 不良,螺丝松动,或者电流过大异常所引起;插座式微型继电 器发出连续不断的怪声,常常是继电器与管脚座产生松动;电 动机通过减速箱与生产机械相连接,机械的撞击,轴承的损坏, 偏心度的发生及剧烈加减速,一系列的振动源都可造成各种部 件松动,产生各种异音。

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一般通过声音和振动能发现的现象如下:

下图是通过声音的变化而发现的高压接触器存在缺陷例子:

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鼻嗅检查:
要点三、鼻嗅法主要查烧焦等引起的异常气味。常用电气设备 本都是无怪气味的,所以出现怪味很容易查出。 鼻嗅出怪味表明设备肯定有异常,不是继电器、电动 机线圈发生匝间短路,就是绝缘老化烧毁,或因导线过细通过 电流大,绝缘受潮漏泄电流过大,端子松动产生电弧等,都会 发生异味。发生这些情况后极易引起火灾。因此需要快速找出 异常点,必要时要作停机处理。 要点四、手摸主要检查异常温度及异常振动。温度过高不但加 速绝缘劣化、缩短绝缘寿命,还容易引起人身触电、烧损等事 故,而且对电子回路性能不降所起的作用尤为明显。 电动机强调手摸的部位有三点:电机两端(轴承部位) 及中间;插件板通电场合,把五指放平靠近面板,凭感觉可查 得异温。

一般通过气味能发现的故障有:电器导体的连接松动、接 触不良、过负荷等引起的严重发热缺陷或故障。当人们进入 电气室或在检查电气设备时,由于电工产品(主要是绝缘材 料)严重发热或燃烧时,其产生的气味非常刺鼻,一般都能 嗅到且辨别,因此习惯上会马上调查“有没有冒烟的地方、 有没有变色的部位”,这就是有意识的一次性检查。从这个 意义上说来,嗅气味是很重要的检查项目,但是单凭气味尚 不可能完全确定故障,只有综合对外观和变色的检查结果后 才比较完整。

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电气设备故障检测方法

? 利用专用仪器检查设备:在日常巡检过程 中,当发现和初步确定有不正常情况时, 为确定故障原因,需要用专用仪器进行检 查。 ? 绝缘的检测:兆欧表法、直流试验法、介 质损耗角正切(tgδ)试验法、交流电流试 验法、局部放电测试法等

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电气设备故障检测方法

? 温度的检测:带电测温仪、示温记录标签 (变色测温贴片)、温度检测元件(热电 阻等)。 ? 还有检测电流、电压、接地电阻等的专用 仪器。

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各种电气设备的器材,不论是静止还是旋转设备,只要通 过电流总会产生热量。另外,旋转设备还会因可动部分与固定 部分的摩擦而发热,使温度上升。无论发生电气方面还是机械 方面的不正常情况,总会通过温度的变化表现出来,即温度升 高至额定温度以上。温度变化简单检测的方法有: ⑴用手触摸检查

手对温度的感觉程度及电动机温度的对 照情况如下表所示。用手触摸运行中的机器 时要注意防止触电,注意立脚点的安全并防 止被旋转部分卷入。

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温度检查的简易方法:

29、温度检查的简易方法 ⑵用贴示温片(带)或涂示温涂料检测 贴变色示温片可在线发现电气设备温度是否高于正常情况,能 非常方便地来判断设备有否有过温异常或故障。

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29、温度检查的简易方法 当 被贴点温度高于变色温度时,由初始的白色变成黑色。 方形的外形尺寸 26×30mm,圆形的有12、17、22等3种。变色示温贴片有50度、 55度、60度、65度、70度、80度、90度、100度、110度、120度、 136度、140度、150度、165度、186度等多种温度范围选择。

29、温度检查的简易方法

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29、温度检查的简易方法C ⑷用红外线温度测试仪器检测

通用电气设备点检要点
本章主要内容 1 2 3 4 变压器点检要点 高压开关柜点检要点 GIS点检要点 互感器点检要点 电缆点检要点 控制柜点检要点

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变压器点检要点
1、变压器的分类及特点 2、变压器视觉点检要点 3、变压器听觉点检要点 4、变压器嗅觉点检要点 5、变压器点检提示要点

特种变压器

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油浸式变压器

干式变压器

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干式变压器 结构示意图

绕组引出排

温度表

铁芯

绕组线圈

冷却风扇 图2 干式变压器

冷却系统(散热器、风扇、油泵、水及油循环系统 等)运行是否正常; 各个电气连接点有无端子或铜排变色、过热和烧损 现象,螺栓有无锈蚀、松动; 室外变压器基础有无沉降; 变压器上有无异物,有无雨水或水进入浇注型干式 变压器本体。

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温度(油浸电力变压器的油温,上层不宜经常超过 85℃,对于采用强迫油循环风冷和水冷却的变压器,正常运行 时上层不宜经常超过75℃)、油色、油面、呼吸器、变色硅胶 是否正常,防爆管的隔膜是否完整(没有龟裂、破损现象); 接地是否良好(无松动、断股或断裂); 浇注型干式变压器有无局部过热、有害气体等造成 变色。

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是否存在

,有

各部 与

有无 有关的

有无 现象; 是否正常。

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记住 的正常时的 ,当发现与 不同的 或 ,应查明原因(个别 如 的 夹得不紧或有 零件在 , 会发出强烈而 不均匀的 或有 和 之声); 冷却系统工作是否 (运行 等)。

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出线套 不易发现,一般可通过 来发现 ;

,由于漏出的油积聚在 的 ,从油面

过度的 、 、 、进入 的油 太多等引起 ,当吸湿量达到吸湿剂重量的 20%~25%以上时, 就从 ,此时应及时 并 ; 的温度,可用安装在本体的 。正 常情况下,普通变压器的最大允许 ,超过允许值, 应怀疑是否有过 、冷却不良或 等; 及 金具突出部分的 、被 污损的 产生的沿面放电等, 及 的 和 等的 ,均会发出 。听到 时必 须及早查明其原因,并采用 (修理或更换); 要 各类保护仪表、 及 等是否良 好,发现 或有 应及时 或 ;

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理 可

动作后,应进行 、附件和 ; 的分接 测量 的 , 要定期检查是否有 ;

,采取适当处 正常后,方 ,应用 能 情况,防止 ;

引起

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现场安装后外部 的 :外部引 接线(相序是否正确、连接是否可靠)、接地线(可靠)、温 度计、 的电动机(转动方向)等 的接线情况是否 正常; ,只有在 和 ,才允许重新投入运行; 的 ,在投入运行时,应先开 油泵,后开水泵;停止运行时,应先停水泵,后 ,并立 即将 。



动作后, 动作分断后,

在未查明原因前 在未查明原因 在运

重新投入运行;
中 前重新投入运行; 运行中浇注型 行中 ”。

的环氧树脂表面“

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高压开关柜点检要点
1、高压开关柜视觉点检要点 2、高压开关柜听觉点检要点 3、高压开关柜嗅觉点检要点 4、高压开关柜点检提示要点

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漏气部位 阀门的连接部位、阀座 法兰连接面 单向阀、电磁阀 空气管道接头 管道

漏气原因 螺栓密封部位的密封不完善、密封 件使用多年老化 密封件老化 阀座的密封件失去弹性,因积水而 动作不灵活

装配不完善,端面变形,因振动而 松动
紧固处未夹紧,因振动而松动

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GIS点检要点
1、GIS视觉点检要点 2、GIS听觉点检要点 3、GIS嗅觉点检要点 4、GIS点检提示要点

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地面沉降引起组合电器 变形角度大于5°,导致 金属外壳法兰部分漏气!

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互感器点检要点
1、互感器的种类 2、互感器的目视点检要点 3、互感器的听觉点检要点 4、互感器的嗅觉点检要点 5、互感器触觉点检要点 6、互感器点检提示要点

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电缆的点检要点
1、电缆的分类 2、电缆目视点检要点 3、电缆的听觉点检要点 4、电缆的点检提示要点

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控制柜点检要点
1、控制柜的目视点检要点 2、控制柜的听觉点检要点 3、控制柜的触觉点检要点 4、控制柜的嗅觉点检要点 5、控制柜点检其它要点

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