电器设备故障特点

电气设备备故障诊诊断第二讲电电器器设备故故障特点点序：电气设备备的特征征电气设备备——发电机、、变压器器、高压压电机、、电压与与电流互互感器、、高压断断路器、、电力电电缆等。。主要针对对高电压压等级设设备进行行研究和和探讨。。处于高电压（（强电场场）作用下，，电气绝绝缘是主主要问题题；对于旋转电气设备备，振动动、磨损损、疲劳劳等都是是必须严严格注意意的；由于实现现着能量量的转换换或传递递作用，，发热的因素在电气气设备中起着着关键的破坏坏性作用；电气设备的可可靠性是多种因素共同同作用的结果，必须须综合进行考考虑。故障的分类按产生的原因因分类按工程技术的的安全性分类类按系统功能能丧失的程程度分类按发生的速速度和发展展进程分类类磨损性故障障----机器或系统统正常运行行时磨损引引起的故障障，实际上上反映了机机器的寿命命。错用性故障障----运行中操作作不当或以以外情况引引起机器中中某些某些些零件应力力超过设计计允许值而而产生的故故障。薄弱性故障障——机器运行中中应力没有有超过设计计规定值，，但由于设设计和制造造不恰当造造成机器中中存在某些些薄弱环节节形成的故故障。故障的分类类按产生的原原因分类按工程技术术的安全性性分类按系统功能能丧失的程程度分类按发生的速速度和发展展进程分类类危险性故障障——故障发生后后会对人身身、生产和和环境产生生危险安全性故障障故障的分类类按产生的原原因分类按工程技术术的安全性性分类按系统功能能丧失的程程度分类按发生的速速度和发展展进程分类类永久性故障障——必须更换某某些零件后后，机器才才能恢复其其功能。永永久性故障障又包括：：全部丧失失功能的完完全性故障障和丧失局局部功能的的部分性故故障。非永久性故故障——或称间断性性故障，故故障使部件件丧失某些些功能，但但不需更换换零件就可可以排除故故障使机器器恢复其全全部功能。。故障的分类类按产生的原原因分类按工程技术术的安全性性分类按系统功能能丧失的程程度分类按发生的速速度和发展展进程分类类发生速度：：突发性故障障渐发性故障障发生进程：：初期故障偶发故障磨损故障设备的故障障模式故障模式是是按故障状状态进行的的分类，是是故障现象的的综合表征征，与设备本本身的特性性和运行环环境都有一一定的关系系。设备常见故故障模式运动设备部部件的磨损、声声音异常、、振动异常常、晃动、、温升异常常、泄漏等等；静止设备部部件的松动、变变形、断裂裂、龟裂、、腐蚀、材材质变化等等；电气气设设备备的绝绝缘缘击击穿穿、、温温度度异异常常、、绝绝缘缘裂裂化化或或烧烧损损、、短短路路、、断断线线等等。。设备备故故障障模模式式[据日日本本统统计计]设备备的的故故障障模模式式统计计分分析析：与与本本设设备备相相同同类类型型设设备备的的故故障障模模式式统统计计资资料料，，并并以以此此统统计计资资料料作作为为选选择择诊诊断断监监测测装装置置的的依依据据。。综合合分分析析：各各种种故故障障模模式式的的影影响响和和危危险险度度。。一一般般在在设设计计阶阶段段应应预预测测可可能能发发生生的的一一切切故故障障，，并并分分析析这这些些故故障障模模式式，，论论证证它它给给运运行行带带来来的的影影响响，，从从而而确确定定监监测测的的对对象象。。绝缘缘及及其其故故障障电气气设设备备的的绝绝缘缘电气气设设备备绝绝缘缘的的作作用用是是把把不不同同电电位位的的导导体体分分隔隔开开，，使使之之在在电电气气上上不不相相连连接接，，没没有有电电流流通通过过。。用用作作电电气气绝绝缘缘的的材材料料称称为为绝绝缘缘材材料料，，通通常常具具有有106~1019m的电阻率率，分气气体、液液体和固固体三类类。电气设备备外壳内内部由固固体、液液体或气气体（不不包括常常压的空空气）组组成的绝绝缘称为为内绝缘。它基本本上不受受大气、、污秽、、潮湿和和动物等等外界条条件的影影响。电气设备备壳体外外的或暴暴露在大大气中的的套管绝绝缘子等等绝缘表表面以及及空气间间隙称为为外绝缘，受到外外界条件件的影响响。设备绝缘缘必须有有一定的的绝缘水水平，既既要有较较高的短短时电气气强度（（以短时时试验电电压来衡衡量），，又要有有足够的的长期电电气强度度（耐局局部放电电性能好好、介质质损耗低低）。绝缘应具具有良好好的耐热热、抗热热老化性性能，承承受各种种机械负负荷的能能力和化化学稳定定性能。。绝缘及其其故障高压电机机的绝缘缘及故障障高压电机机包括额额定电压压在3Kv及以上的的大中型型发电机机、同步步调压机机和交流流电动机机。容量量在10000KW以上者为为大型，，100———10000KW者为中型型。在运行过过程中，，绝缘同同时受到到电场、、热、机机械力和和环境因因素的作作用。良好的热热性能——耐热性、、导热性性、热弹弹性和热热稳定性性良好的机机械性能能——抗压、抗抗张、耐耐磨优良的电电气性能能——电气强度度高、介介质损耗耗小、绝绝缘电阻阻高、耐耐电晕性性能和抗抗热老化化性能良好的防防潮性能能——吸潮性（（不吸潮）物理化学学性能——化学稳定定性、耐耐腐蚀性性、耐油油性等绝缘故障障主要是定定子和转转子的绕绕组绝缘缘与铁心心绝缘。。故障原原因主要有有绝缘缘老化化、绝绝缘磨磨损、、局部部放电电和电电腐蚀蚀、局局部过过热、、绝缘缘受潮潮、绝绝缘污污染以以及制制造工工艺缺缺陷等等。绝缘及及其故故障发电机机的绝绝缘故故障根据多多年来来国内内外大大型发发电机机的运运行、、试验验以及及事故故分析析表明明：由由于设设计制制造、、安装装和非非正常常运行行造成成的缺缺陷，，在电电、热热、机机械、、化学学等因因素作作用下下逐渐渐发展展并导导致绝绝缘损损坏的的事故故。定子绕组绝缘击穿

约占发电机事故总数的1/3，主要原因是绝缘老化、磨损和受潮。绝缘老化 发生在运行20年以上的中小容量发电机上绝缘磨损 发生在制造工艺不良、端部固定不当的发电机上绕组绝缘受潮主要由冷却因素引起定子绕组绝缘击穿定子绕组导线内堵塞

可致使局部绝缘过热损伤，主要原因在于运行中的化学和电化学腐蚀或氧化引起定子绕组绝缘击穿定子绕组导线内堵塞

定子铁心烧损

铁心由叠片组成，片间必须有足够的绝缘电阻，如由于铁心短路、异物落入使绝缘破坏，造成局部的过热或放电现象，可能进一步损伤铁心或损坏绕组绝缘，引发更大的绝缘故障。定子绕组绝缘击穿定子绕组导线内堵塞

定子铁心烧损

定子绕组端部焊接缺陷转子通风系统堵塞并烧损绝缘转子线圈匝间短路绝缘及及其故故障变压器器的绝绝缘故故障变压器器在运运行中中绝缘缘损坏坏事故故，从从其结结构上上可分分为纵纵绝缘缘和主主绝缘缘事故故。其其次是是套管管事故故以及及因套套管顶顶部裂裂纹导导致的的渗水水引起起的绝绝缘损损伤。。此外外，还还有铁铁心以以及分分接开开关事事故。。绕组纵绝缘故障

纵绝缘指绕组匝间绝缘和段间绝缘。纵绝缘事故主要是由于制造中的绝缘裕度不够或工艺缺陷。如对于纠结式绕组变压器，匝间工作电压很高（数千伏），段间可高达近万伏。设计时绝缘厚度不够、材质差，工艺上不均匀、不光洁等都容易导致绝缘事故的发生。绕组纵绝缘故障绕组主绝缘故障

主绝缘指绕组对地和绕组相间的绝缘。破坏：绕组相对地或相间短路，使绕组严重损伤，甚至油箱变形、开裂。故障危害大的主要是绝缘围屏的数枝状放电，其发展有一个较长的过程，初始阶段较缓慢，促使其发生的条件，除局部场强较高和原有局部缺陷外，还与运行状况，如有无过电压、绝缘是否受潮等有关。绕组纵绝缘故障绕组主绝缘故障进水受潮引起的绝缘事故过电压引起绝缘故障异物引起的绝缘事故

绝缘及及其故故障电压、、电流流互感感器的的绝缘缘故障障变压器器在运运行中中绝缘缘损坏坏事故故，从从其结结构上上可分分为纵纵绝缘缘和主主绝缘缘事故故。其其次是是套管管事故故以及及因套套管顶顶部裂裂纹导导致的的渗水水引起起的绝绝缘损损伤。。此外外，还还有铁铁心以以及分分接开开关事事故。。电流互感器绝缘结构特点高压电流互感器（110KV及以上）的绝缘为电容均压结构。电容型套管高压引出部件，60KV及以上的高压套管均采用电容型结构。按使用的绝缘材料的不同，有油浸套管和胶纸套管。电压互感器与电力变压器相同，有一次高压绕组和低压绕组（二、三次）密封不良，运行时进水受潮约占事故总数的1/3，主要在顶部螺孔或隔膜老化开裂处，可以导致运行中的爆炸。绝缘有缺陷引起爆炸绝缘不均匀、电容屏断裂或皱褶、匝间或层间绝缘薄弱可引起绝缘击穿。其他，典型的有局部放电损坏、绝缘介质热老化、悬浮放电等缺陷。绝缘及其故故障电力电缆的的绝缘故障障电力电缆由由导电线芯芯、绝缘层层和保护层层三部分组组成。绝缘缘层必须具具有优异的的电气绝缘缘性能，一一般以绝缘缘电阻、介介电常数、、介质损耗耗以及电气气强度来表表征。此外外，还应有有较好的机机械性能、、热性能、、工艺性能能、物理及及化学性能能。绝缘及其故故障电力电缆的的绝缘故障障电力电缆有粘性浸渍纸、充油、充气、橡皮塑料等绝缘结构形式。绝缘材料几乎都是高分子有机化合物老化以及绝缘缺陷（材料缺陷、设计不周、工艺不严等）是产生故障的主要原因，电缆施工中受力过大、弯曲过度，电缆内部涨缩等也会造成电缆故障。电机（发电电机、高压压电动机））的故障电机的构成和分类定子 输入功率、产生磁场的静止部件。对交流电机，定子磁场是旋转的；对直流电机，定子磁场是静止的。转子 轴上传递机械功率、产生与定子磁场相对运动的磁场。转子上部件承受着机械应力和电磁力。轴承装置其它附属机构

如集电环与换向器，接线盒，风扇，端盖，附件等。应用最广泛的四类电机：同步发电机、同步电动机、异步电动机、直流电动机。电机（发电电机、高压压电动机））的故障电机的构成和分类

电机故障诊断技术的特点根据电机的工作原理，在它内部存在着几个相互关联而又不可截然分割的工作系统。因而，电机诊断涉及较多技术领域。存在相互独立的电路和一个耦合电路的磁场。电机内不同绝缘结构构成了一个整体，即电机的绝缘系统

结构上实现一个可以相对运动的整体——基本的机械系统

发热和冷却，需要一定的通风散热系统。电机（发电电机、高压压电动机））的故障电机的构成和分类

电机故障诊断技术的特点

电机故障诊断涉及的领域

电机学

热力学和传热学

高电压技术

材料工程

机械诊断学

电子测量学

信息工程技术计算机技术人工智能 电机（发电电机、高压压电动机））的故障电机的构成和分类

电机故障诊断技术的特点

电机故障诊断涉及的领域电机的故障机座 振动、带电、冷却介质流失、接地定子铁心松动、局部过热定子绕组绝缘局部破损、绝缘磨损、连接线损坏、绕组串位、匝间短路转子本体铁心或支架松动、不平衡、与定子相擦转子绕组接地、断条、匝间短路轴承温度高、带电、振动、漏油换向器 环火、变形、磨损、断裂电机故障是是一个复杂杂的过程必必须从故障障机理上进进行理论分分析和运行行分析。例例如，发电电机组的振振动状态是是衡量发电电机能否持持续可靠运运行的重要要指标。发发电机的振振动一般分分为机械振振动和电磁磁振动两种种。仅就电电磁振动就就有以下的的原因：①①转子绕组组匝间短路路；②定、、转子间气气隙不均匀匀；③定子子铁心组装装接合处松松弛；④转转子中心位位置偏移；；⑤不对称称负荷以及及电磁谐振振等。加强强对不同振振动异常的的识别才能能诊断出引引发此故障障的真正原原因。电力变压压器的故故障电力变压压器主要要由线圈圈（初级级、中级级、次级级）、铁铁心、外外壳、套套管、油油枕等组组成。根据需要要，还设设置有分分接开关关、散热热器（冷冷却装置置）、瓦瓦斯继电电器等辅辅助设备备。电力变压器运行中的要求音响正常无杂音无严重漏油现象，油位及油色正常油温不超过正常值（相对于运行状况及环境条件而言）外壳完好接地套管良好电力变压压器的故故障电力变压器运行中的要求变压器的故障

电路故障

磁路故障 绝缘油故障 结构方面的故障线圈故障绝缘老化制造工艺存在的缺陷线圈层间短路导线表面电晕受潮过电压引起的绝缘击穿系统短路振动和撞击线圈相间短路引线和套管的故障电力变压压器的故故障电力变压器运行中的要求变压器的故障

电路故障

磁路故障 绝缘油故障 结构方面的故障穿芯螺栓及轭铁夹件碰接铁心，表现为局部的严重过热硅钢片片间绝缘损坏，引发铁心发热铁心接地不良，形成静电放电系统电压超过分接头的电压，多由于电压中的高次谐波引起铁心安装缺陷

电力变压压器的故故障电力变压器运行中的要求变压器的故障

电路故障

磁路故障

绝缘油故障 结构方面的故障电气绝缘的降低油的氧化和变质油的高