电气设备故障诊断各类故障的特征量非电量

电气设备故障诊断第四讲：各类故障的特征量（2.非电量）

序：非电量在电气设备诊断中的应用

设备运行状态量中的非电量包括机械量信号及各种化学信号等。机械量信号有：①与生产功能无直接关系的信号，如振动、声音、轴承温度等；②与生产功能有直接关系的信号，如汽轮机的汽压、汽稳、转速等。化学信号视具体的设备和故障机理有许多种，如绝缘油含烃量、润滑油酸阶等。非电量的监测在电气设备故障诊断中有着重要的应用，并产生了许多新兴的测量技术、仪器仪表技术、信号处理与分析技术非电量监测装置的研制和开发是故障诊断学的重要内容。表征电气设备故障常用的非电特征量：振动与声响温度与温升压力、位置及变化绝缘分解物、水含量、机械杂质等一、振动与声响

发电机的振动

振动状态是衡量发电机能否持续可靠运行的重要指标。对运行中的发电机组而言，明显超过允许幅值的振动，将会导致转子滑环和电刷磨损加剧以及产生环火；使机组连轴器不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统的破坏，连接部件松动和应力增大；并危及基础部分。振动加剧往往是机组发生事故的前兆。发电机的振动一般分为机械振动和电磁振动两种。仅就电磁振动就有以下的原因：①转子绕组匝间短路；②定、转子间气隙不均匀；③定子铁心组装接合处松弛；④转子中心位置偏移；⑤不对称负荷以及机组在转子临界转速下的共振、轴系扭振、油膜振荡和油膜涡动、电磁谐振等。加强对不同振动异常的识别才能诊断出引发此故障的真正原因。对发电机振动进行评价分轴承振动和轴振动两种形式，衡量指标是振动的相对位移和绝对位移值。由于汽轮发电机的轴比轴承等其它部位具有更大的振动位移量，因此，对轴振动的测量更能准确地评价和分析机组的振动情况。一、振动与声响

发电机的振动发电机组的扭振

在轴旋转方向上产生的振动称为扭转振动，简称扭振。在由多个旋转组件组成的轴系中，如果传递扭矩不恒定，存在交变力矩，能引起扭振；轴上扭矩的突然增加或释放，也产生轴系扭振。大型汽轮发电机具有细长的、分布质量——惯性矩轴系，在正常工况下，轴系传递转矩和转速都是十分稳定的。当电网故障，突然短路或油开关突然跳闸时，轴系中出现很高的交变应力和扭转变形，而产生扭振。这种随机扭振，对汽轮机和发电机具有很大的危险性。负序电流，产生的旋转磁场方向与正序的相反，产生2f1的交变扭矩，作用于机组轴系引起扭振。因为2f1>f1又称超同步、强迫扭振。电力系统次同步振荡的影响。如采用串联补偿电容器时，同步发电机参数与电力系统参数之间发生电感电容振荡，将产生自激磁现象，引起扭振。振虽动驰与软故芒障迅的树关幸系对纵于盛旋丢转缎机苍械迫，冈振刊动灵量菜是微重歪要再的图运遵行馅状饰态基特揪征蔑，海一画切圾正盗常洗的刘旋浊转舅机飞械俯都帅会浴或里多小或仁少陕地币发缺生包它螺自激己内特按有躲规叛律侨的仇振巨动伙（饲正敲如纽奉人撕体者的祝脉慰搏恭）衬。异常诉振动诸是机但械内副部缺功陷的适表征。当页设成备蛛内宗部载出葡现孟故续障幕、针零拼部磁件席产悔生充缺施陷沈、灵装霉配周和闷安乓装菠情冠况现发保生荣变锁化糕时隆，其交振假动糟的改振握幅掩值罢、歼振牺动塌型扩式义及彩频许谱权成技分都均嫩会瞎发狭生塑变极化，禁不宿同陶的腔缺逐陷扭和撒故桨障哗，遭其税引主起无的呜振烈动精方清式薄也遣不己同案。设蹦备慌缺火陷纵带蕉来随异集常扯振象动拥，师通帽过霞对追振捞动桥的治测场量若分萍析宅，差可告以棉揭焰露乐设构备莲内季部呈隐舌形颠缺狡陷扭的陕存油在砌和改发冲展食情妹况码，您有妙利仙于犬及粪时伏检跃修宽防扯止徐缺须陷爱蔓叫延竖与核发含展界。对异胳常振望动不电及时斩治理盐，也等会促斯使设灭备连阶结部主件松垃动、杂材质稳疲劳搏而导惑致设差备的漠损坏快。振僵动派与棍故摧障简的脚关焰系振动锐所表谢示的园设备勺缺陷那很多岩，旋童转机勇械的苹大部袭分故裁障都炒可以连从振崭动中纲表现型出来铲。例如收，静拜或动获不平绘衡；贼轴系足不对青中；父转子飞轴承打损坏吵；部终件联课结部景分松芹动；主轴承韵润滑塌不良速；动唱静部黄件间爽发生裙摩擦耀、碰傅撞；康气穴时；固辉体冲蹲击等贴等。振桶动喜的件基醉本破参庆数乐：周期蹲振动比（简鞭谐运门动）误——茫位移队，速惜度，宾加速运度、抵相位您角、隙频率核和振霞动力其彻它磁如们准会正坟弦烛振流动总（乒增英长害或神衰痰竭捏）抛，士冲甲击索振踪蝶动碎，睬不宵规捕则补的赶随暂机彩振辟动振动膝量不叉是一海个恒忆定值显，而妻是按苹周期罗反复都出现征的波脖动信不号，泥或是俭由相艺同频肝率、虚不同纽奉振幅跌的信枪号以彩及不方同频材率的蚕信号摔相互享叠加幕的复舌杂波遇形。每疯个调振便动闸均馅能字用托振晋动惕位戴移纺峰倒峰述值荒（耕从振脆动旦波婚的矩最串高椒点——其波峰梁到最低稳点——历波谷瘦之间追的直蛾线距惭离）允、平寄均值掠、有垒效值蹈等多彻种形纽奉式表巨示。振动瞧与故句障的月关系低频摆时播振动术体的仅振动忆强度援与位移成正踏比中赏频致时樱振斧动哄强槐度就与速度成斧正扬比任（西电撒机顷振溜动括的档主菜要帅频贸率达范绍围披）高频起时泡振动施体的够振动注强度辫与加速努度成正扫比如您汽哄轮兼发沸电割机吊，腰以墙及同转某速洗在艇1竿0催0r/斑s以健下辛的练风午机唇、见水颗泵拼等坛辅挂机腐的伞滑荷动誉轴夫承舅，贯常币用鹊振肚动钟位闻移饥的寨峰骂峰酱值州或猪振抽动挎速疾度帆的愁有楚效隙值饥（振盒动剧烈掩度，很直渗接榨表聚示挥振顶动朗动栋量丘，兔反热映咳的奖是矿设预备艇在如振家动穷下菊可鸭能失遭族受查振筝裂愚破蓄坏券的远危牲险承程界度娘，倾反抄映纱设与备载振擦动睁对捧人后体污和颠周帆围安环杀境科的搅危血害项）控表比达详。如驰对袄于杆高浩频院振垄动茎或右要冻求延传佛感厕器柴必姿须青在婚1伶0男0垮℃下以坊上爽工呆作鸽时大，絮则颗采弃用火振兔动露加诱速竹度董有崇效反值联表底示痛。振动正与故帖障的进关系强迫阿振动受外测力的暗激励唯作用炼而产深生。袜特点牺是振门动糟频振率挥同饥步凳于臂外凶来独激因振正力鸦频毅率远（撕如童旋英转互机渠械魔的咸转腥速千）概或辉等尼于玻它惑的津整雪数炕倍；故振纯动傅的酬峰溪值详出仿现里在愧比雅较衣窄虽的雷范营围月内铅，缠即组轴滩的馋临辉界捷转敬速吃；伶加斯大臭振东动院系加统究的叫阻孕尼佳仅箭使由振帖动续峰季值申增赌减跳，警不若影赌响芽其棵频诊率厘；毙激晒励所来慨源拼于绪转插子总不展对贿称芝、喇不丘平勒衡脖或泉外句力钓的俘影猛响膝。自激鹅振动依靠夜运动太体本另身不暂断为柱激励皇振动映提供丝式能量母。最家大特柄点是激馅振击频饮率供接贪近搅于么转驴轴廊的瓦一堡阶罢临令界密转再速。表斗现为窜转轴宋以轴龙心为嗽中心胀高速幼转动镜同时择又以努低频诵速度滨作弓雷状回抵转运虽动或燃称甩摔转（派涡动块、进屯动）狼。振动书频率然基本颈在一辽定范睬围内煌，和焦运动敲频率念及外丘力的平周期滋无关挣；在某够种转突速（滔发振红转速殿）下刺振动卫突然易加剧梨；如果夸加大坛振动产阻尼堡，发武振转喇速将酷上升皂，但队和振瞎动频介率无搭关。振动离与故锡障的吸关系轴羡振票动拢的采特商点：位听移阴峰撑峰宴值征直孕接容表雄示届转办子正在航机敲体模内赤的蔽位票置销变啊化吉，警可饰以意大工致件推鉴断痰出夕转胞子背与帐固宣定迷部夕件夸如室汽刊封冶等副有练无宿摩鼠擦伤的呢危墨险青；在震低踩速羽下平可脚以丢测饶出控测形点舰位替置誉的涌轴狮颈功椭迹圆虚度狼或傲转恳子途的报弯食曲珍值族；可测付取轴励心轨既迹，刷对分眯析油监膜振棋荡等君故障区较有临效。轴爪承纹振淹动爷的多特胖点哨：间接晒显示赌机组锈振动载位移丈情况够，如粒采用必振动吓速度洲传感南器或缴加速优度传朽感器宗，可开以得炼到振欣动速恨度的贵有效嫩值（遇振动免烈度秩），孤有利叉于对误振动域量作像出评模价；装置凤于轴流承盖翅上，葛利于贵检查填、拆伴装和筹维护对。振动面与故掏障的司关系考核详轴振仍动的粪变化艺当森传感躺器支飞撑结抽构的熄绝对前振动袖小于础转轴症相对坊振动贱的2最0%行时，柴转轴牢相对践振动戏或绝巾对振盗动都腿可以惧作为更转轴络振动杀量参拜数；胆否则饥，要峰进行砖转轴参绝对泽振动再测量箭。如唇转轴外绝对晒振动挥值大物于相危对振遥动值祸，绝候对振炸动是表测量屋参数徐。评锣定恭转威轴蛛与光非谢转休动求部艘件帖之则间桥的请气顺隙剩转洞轴锋相何对橡振俩动谜作诉为句动受静拾间资隙股的粗测孟量灭参违数题。转子吧在临相界转变速下船的共笼振；本不平茎衡振策动及泰转子乏缺陷绳引起他的振啊动；油膜峡振荡竿和油楚膜涡趁动；凡摩擦不引起接的振解动；佳轴系仓扭振一、振倾动挡与斧声企响发酒电润机储的床振允动发电肃机组浴的扭耻振电力熟变压棚器的异妖常倾声菌响变泉压辈器搞正绢常咱运育行饲时陆，牢由厦于蕉交哨流变电铁通卡过茎变协压缴器卖绕窄组坑，饭在腰铁腿芯砌中谨产参生监周震期马性引的煌交笔变捧磁晚通哲，某引演起扰铁优芯钻片竿的炎磁屑致地伸偏缩皂，鼓铁语芯良叠澡片猾间胁的胡磁鉴应苍力滥以僻及赤线换圈劈燕间暑的到电条磁馅应文力瞧引铲起滤振皇动辞，讲变裁压灯器户发悉出输轻坟微堤的粗连部续都的斗“宾嗡毛嗡材”狠声伙音锈和骂振陶动炭（鸽属高正兴常稀声吃响在）漏，布有廊其昼固震有介频沿率悲。发素生茎故版障饰时菜，漫其灯频卡率幻玉也存发胡生刚变惠化员。势如织果捆研阵究湿出瓜异滴常假、感故员障月与疏频治率畅的喂相葵互兰关舱系粉，商利元用柿该泼关是系顶可刻作裤为善故户障合诊底断帐的茫手匠段盐。当变铲压器记内部假或外亦部发塔生故删障时既，电革流波吧形发斤生变舌化，泄除基痒本波旺形即贡正弦吓波外氏，将睡产生痒各次赠谐波闸，导班致杂李音。险即属腥于不耕正常汽现象氏，必警须查侍明原申因并柳消除节。根秆据异绳常情闯况的州不同才，发劫生异已常的耻原因尤主要倦有：①声冈音毛均徒匀鬼持尾续策，江但坛比经平伐时纪明倚显云增绿大。电赔网描发波生掘单翼相橡接邀地孕或仪谐摸振侦过补电穿压瘦、狡变烤压搂器果过骨负绑荷疫，皮使呼变才压季器桃电况流酷超背过蹄额灿定陶值浪，粥磁补通属增蚕加片甚震至欣饱烟和恐，杏铁撒芯善振震动意加院剧秩，蛙发步出只大坏而盾沉蛛重萄的抵“泻嗡拐嗡泊”能声孔。②声音撞比平极时增疮大，岩且有结明显守杂音。紧固强部件乏如内睬部夹孙件、黑铁芯材压紧至螺钉庙松动瓦，在吸电磁缎应力歇下引舞起硅歪钢片听共振送，使丈振动防增强扎，能悟损坏界硅钢幻玉片间尤绝缘历，引吗起铁邻芯局竭部过演热。③声植音疗中池夹陕杂勿“瓦劈早啪挂”碰的过放岭电裙声拔或役不帜均草匀蛾的胶爆骂裂勇声。多散是简由晃于崖绕执组座或绍引汁出帐线鉴对坦外头壳鉴闪阳络绸放嫂电奇，便接剖地唯不摔良同或榨未弹接改地肆的炮金飞属送部村件崭发李生匆静泳电奇放透电誓，底变伴压贤器杰内宣部苗绝礼缘哭击石穿莲，控产堡生被严敌重确放旗电药。烧此逢时遵应遍立波即肚停记运宜并壶通开知份检叹查乞。④声嚼音衡中睁有呀像缝水距沸脖腾戚的学“营咕舟嘟概”辆声。变压璃器内殃部发兽生匝武间短制路或身分接乱开关勾接触欠不良辣，造臭成局桂部严妈重过枝热，惑使油延温急袋剧升马高沸海腾。必须刚立即使退出叫运行叔进行猪检修饶。一、振动拌与声岛响发电燃机的孩振动发电成机组元的扭挨振电力范变压缝器的异常酸声响其盒它俊电穗气挂设特备嚷的异扔常夺声辟响电压饱互感筝器的滥声音菠异常电难压推互悄感刮器田中必产蚊生源的撞有练游挺离湿放帝电出、池静瞎电脸放并电扔等牺原访因电引否起抢听傲得李见马的上“爹噼冰啪课、软咝泰”大之母类劝声源音兔；纺因唱螺迟栓敞、治螺料帽泡等哪的竹松观动堡引将起舍的帝共丘振屡声炮，柴等挪。电流映互感急器的监声音信异常当电修流互剃感器米开路态时，逐会发谜出比腔正常倍时大萍得多虏的“证嗡嗡呼”声窄。绝附缘秆子聋的错电敢晕煮放蜂电笨声端峰子接金美具物上萌突征出编部挠分网的刘电评晕腥放肆电弦，们被容污迷染秩的秧绝馆缘剃表梨面芒产病生映的椒沿晕面第放久电禁会喜发边出钳可汤听朱得生见畅的到声菊音熄，冤还僚有沃其渡它全如稻绝五缘腥子虚、眉套猪管酿的竞龟岩裂全和愈内络部筹缺解陷殿等欺原匠因噪钢声噪声跑是由针不同尺频率卡和不效同强乐度的视声波前混合窗而组盟成的亩。描准述噪圈声的特主要抖参数油有：童声速楼、波荣长、博频率厘、声互压、学声功稳率、客声场渠等。邀在实喝际测屠量中都，常晨采用巡寿参数斥的相许对值扰，如芬声压朝级、烦声强段级、建声功奶率级恐等。逗频谱缴分析坏能揭观示噪黄声的咽规律犯性，锈反映惨噪声瞧的各六频率次成分攀（量超值、愤随时协间的浇变化新规律丝式等）笑。电挨机掠设签备衫噪唤声搭源岗有立：夸电京磁禾噪母声糖、步空箩气隐动堆力校噪霞声睛、呢机护械木噪窜声扬、贷轴运承胜噪疏声完、明电互刷红噪裂声渴等很。二哑、温度温玻度直及铜温进升电烫机锹中桂运痰行埋中且内封部却进辟行俩着档能诞量昌交帮换尖，悟同脏时难内虹部葱也征存判在柔着僻能战量塑损躺耗泳。申各推种或损赛耗甘都艘转董化泪为厌热纽奉能颤，声使偏各些部奔分降发社热五，浪使喂它凳们移的温点度围高炮于冷周垒围奏介辰质撤的缴温驻度樱，耗即葱称坡为渠温哈升。热妹能赏必养须负通火过私冷痰却急来名加内强锯散肤发摘，盗即称必例须敲进贡行栋通端风纳冷恩却意。电番机慈设播备顶在锦运世行秧中倾产假生盾的性能郊量球损枣耗速有比：们基修本廊铜策耗蚕（晒由鬼于宏电圆阻逢引半起赚，耐在储传谦递长能塔量怜的捐电臣气京设差备湿中海同勉样耳发间生腿）睡、缎铁蒜损混（超涡郑流突和军磁戚滞泪损私耗却）废、涌机移械别摩膛擦掘损迁耗滚、烫励佩磁胸损坐耗趁以要及症杂蚕散容损由耗忍。当电蓄气设投备内荐部存报在短笑路性奇故障慰时，房诚就会拆在局陕部产初生温村度的掏急剧确升高拉，形睡成所环谓的久局部款异常膨温升。三种导询热寄形逼式床：传导极、辐贴射、延对流二、温吧度温度禽及温拐升铁心殃过热糠点交流比电机企定子膊铁心绳和电横力变锯压器先的铁券心是翻磁路烤的重惭要组淘成部念分，峰设计坐时一村般采彼用较鸽高的次工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变压器运行时油温的变化会使油体积变化，从而引起油位的上下移动。常见的油位异常如下：①假油位。如果变压器温度变化正常，而变压器油标管内的油位变化不正常或者不变化，则认为是假油位。造成假油位的原因有：油标管堵塞、油枕呼吸器堵塞、防爆管通气孔堵塞。②油位过低。变压器绝缘油起着绝缘与冷却的双重作用，因而，如果油位过低，增加了油和空气的接触，导线部分对地和相互间绝缘会降低，严重时使变压器绕组暴露于空气中，引起绝缘性能降低甚至烧毁。造成油位过低的原因大体有：严重漏油、缺油或变压器设计缺陷。三、压力趁、位礼置及帆变化绝缘油油位异常绝缘子漏油

内部有绝缘油的绝缘套管，会由于瓷套管龟裂、过大的弯曲负载引起瓷套错位，或因密封材料老化等引起漏油。当漏油严重时，将引起套管绝缘的击穿，甚至导致装有套管的变压器、断路器、电抗器等损失。三罩、压能力蓝、朝位辞置嘴及庸变铺化绝缘油油位异常绝缘子漏油压力异常

发电机漏氢

发电机漏氢是国产100-200MW氢冷汽轮发电机普遍存在的问题。大量漏氢导致氢压下降，影响发电机冷却，从而限制发电机的出力。发电机漏氢的途径：外漏氢——通过泄漏点漏到机壳外的空气中；内漏氢——由于平衡阀性能不好，使氢侧油大量窜入空侧或密封瓦座结合面漏氢，氢气随回油而串入汽机主油箱。在发电机运行中，必须对空侧回油中含氢量进行监测。在水内冷发电机中，氢气漏入封闭导线或漏入空气冷却器的冷却水中，也是内漏氢。三想、压摇力霞、碰位亚置拾及蜜变区化绝缘油油位异常绝缘子漏油压力异常

发电机漏氢

水内冷发电机漏水

水冷却是发电机的重要冷却方式，须注意的特征量有：进水的温度、压力和流量、出水的温度、压力和流量以及温差如在发电机内部由于水管破裂而漏水，将导致冷却参数的变化。同时，漏水将严重地影响发电机内部的绝缘情况，造成重大的绝缘事故。四、分旨解糕物组叮成考电蚁气狗设丽备摊的晨各映组喜成薄部秧分桑（叫如假导疼体穴、辣铁突心冲等山金恶属唐构找件幕、恼绝蝇缘障层民等若）歇在夹温窜度对、拣电座磁假场框、达电精动扬力氧、米化短学脸腐抚蚀溪、币机您械浅力申等没的趴作筐用曲下今，挠经嫁过倾正魂常纹的鞋老较化曲或新异渴常插的统加越速叹分模解阀，蛙产圆生文一净定盲的普化峡学浙成座分键。对分恳解产买生的麦成分受及产胃生速季率的零连续改检测甜和分给析能巷够发辜现存点在于兵设备赤中的纵非正睡常因迹素—陡—故垮障姿隐尼患。四、分蛛解岛物绝缘乞分解森物绝缘纱结构跑是各畏种气孤体、漫液体孙、固功体绝风缘材娱料的我复合研系统基。对亚绝缘绪的应含力有解：热绞、电纷、环奖境和勺机械虾因子米。热老戚化过谈程分耳为物靠理老痰化过淋程和博化学微老化施过程馆。物厅理老托化大可致分峰为：①叙狭早义始的灵热戚老黑化么—歌—予单喇纯绝和梯热惑作驱用牢引绘起赶；②蔑氧橡化尝分治解权热蛾老迈化惨；③加凡水分恐解的虑过程舱。化界学编老演化振指用物惨质替成吧分壳的伤挥饭发猜和或氧盾气牺等鼻活途性扛气阿体宪向机材典料杜内才部雷扩待散副。电压秋老化闹可分胞为局坡部放场电老素化和寺树枝择状放泥电老红化。在变亮压器招内部喜，如穗果发职生伴湾随着莫局部终过热脉、局步部放阳电之垦类发跨热的围异常疾现象溜。发狸热前源滔附粗近啦的咳绝粪缘冶油炭及储固机体脖绝侵缘逼物骗（暗压海制刻板岩、诞绝包缘驳板漂等沸）革就局会走发虏生绪热异分赤解穴反慈应票，吨产毕生CO军2、略CO参、H姨2及C议H描4些、曲C绣2农H嫩4杯、若C娱2联H锈2等烃华类气肠体。尽对变什压器赛油样船和气均体继者电器凶集气互的分歼析，牺能判下断有糖无异四常发败热。根直据尚分惨解爹反呆应膊时军的陷温棉度胶及泪发类生严分非解乞反瓣应蹄的定材改料惑，词将寺产秘生器不惯同态的