電氣設備常見(jiàn)故障分析技巧與排除方法

　　1、電氣設備維護的一般方法

維護方法與電氣設備的種類(lèi)、技術(shù)要求、工作條件與實(shí)用工具等密切相關(guān)。根據各種維護方法的共同點(diǎn)，歸納起來(lái)，*簡(jiǎn)單、*常用的有6種，即看、聽(tīng)、聞、摸、測、做。

看：①、觀(guān)察電氣設備組成部分的外形變態(tài)。如，熔斷器是否燒斷、緊固件是否松動(dòng)、絕緣器是否碳化發(fā)黑。②、觀(guān)察監測儀表所指示的數值或指示裝置所呈現的狀態(tài)。

聽(tīng)：傾聽(tīng)電氣設備運行時(shí)聲音的變化來(lái)判斷工況。如，異步電動(dòng)機單項啟動(dòng)不了，同時(shí)發(fā)出“嗡嗡”聲;電動(dòng)機軸承損壞時(shí)，發(fā)出“沙沙”聲，等等。

聞：嗅聞電氣設備運行時(shí)散發(fā)出來(lái)的氣味。如電氣設備因短路、過(guò)載等故障導致溫升超限時(shí)，可出現刺鼻的焦糊味。

摸：通過(guò)觸摸電氣設備外殼溫度來(lái)粗略判斷低級絕緣設備或一般設備的運行工況是否正常。

測：通過(guò)常用測量?jì)x器測試電氣設備的各種運行參數和絕緣電阻值。做：根據電氣設備維護保養周期的要求進(jìn)行經(jīng)常性的清潔保養和檢查、維護。

2、三相異步電動(dòng)機常見(jiàn)故障分析

三相異步電動(dòng)機是煤礦企業(yè)應用*廣、使用*多的大功率電器設備，科學(xué)合理地對其進(jìn)行維護和管理，使之經(jīng)常性地處于正?？捎玫募夹g(shù)狀態(tài)，有著(zhù)至關(guān)重要的意義。而要及時(shí)發(fā)現故障、解決故障的前提，則是對故障根源的深入了解。作為事例，對三相異步電動(dòng)機常見(jiàn)故障根源作一簡(jiǎn)單的分析。

2.1三相異步電動(dòng)機單項運行

電氣拖動(dòng)系統中常用2個(gè)熱繼電器作過(guò)載保護與單項保護，以防止異步電動(dòng)機單項運行。由于熱繼電器不能準確整定動(dòng)作值，所以常常發(fā)生三相異步電動(dòng)機單相及運行的故障，使電動(dòng)機過(guò)熱或燒壞。這種故障產(chǎn)生的原因可從電動(dòng)機故障和主電路不正常兩方面分析。電動(dòng)機電樞繞組發(fā)生一相斷路、引出線(xiàn)斷裂或接線(xiàn)螺釘松動(dòng)時(shí)，都會(huì )引起異步電動(dòng)機單線(xiàn)運行或V形三相運行。

從主電路來(lái)看，若熔斷器燒斷時(shí)電源缺少一項或主接觸器觸頭接觸**，都將使電動(dòng)機接通單相電源。

運轉著(zhù)的三相異步電動(dòng)機有一相斷電時(shí)，并不停車(chē)。由于一般來(lái)說(shuō)，三相異步電動(dòng)機單相運行時(shí)只能承擔額定負載的(60～70)%，所以若熱繼電器失靈或整定不準，電動(dòng)機將在單相過(guò)載運行，時(shí)間稍長(cháng)將使電動(dòng)機發(fā)熱嚴重。單相運行故障表現為定子三相電流嚴重不平衡，運行聲音異常，電動(dòng)機顯得沒(méi)有“力氣”;電動(dòng)機停車(chē)后再接通電源時(shí)，不能啟動(dòng)并發(fā)出嗡嗡聲。

在維護保養時(shí)，應認真檢查和調整熱繼電器的調定值，使其在單相運行時(shí)起到過(guò)載保護的作用;在巡視時(shí)應監視電動(dòng)機的溫升和運轉的聲音是否正常，以便及時(shí)發(fā)現單相運行故障;經(jīng)常檢查啟動(dòng)柜中主電路接觸器的觸頭，當電器動(dòng)作時(shí)，三相觸頭應能可靠接觸?？捎萌f(wàn)用表檢查單相運行故障。

2.2定子繞組短路

異步電動(dòng)機定子繞組短路有相間短路和匝間短路兩種。

2.2.1定子繞組相間短路

正常的三相異步電動(dòng)機任意兩相問(wèn)的絕緣電阻應不低于0.5MΩ。當相問(wèn)絕緣電阻為零或接近零時(shí)，則表明相間絕緣損壞，發(fā)生了相間短路故障。

三相異步電動(dòng)機發(fā)生相間短路的原因有：

①電動(dòng)機繞組嚴重過(guò)熱、尤其在井下環(huán)境(運行時(shí)發(fā)熱、停車(chē)時(shí)吸潮)嚴重受潮時(shí)，由于定子繞組相間絕緣薄弱而產(chǎn)生電擊穿;

②雙層繞組的電動(dòng)機，其一些槽中的上、下層邊分屬于兩相繞組，可能會(huì )因層間絕緣薄弱而產(chǎn)生電擊穿;

③相間短路故障表現為電動(dòng)機運行聲音不正常、定子電流不平衡、保護電器動(dòng)作或熔斷器燒斷，甚至繞組燒壞。

2.2.2定子繞組匝間短路

三相異步電動(dòng)機定子繞組匝間短路，是指在某相繞組的線(xiàn)圈中線(xiàn)匝之間發(fā)生的短路。這種短路是由于線(xiàn)圈中導線(xiàn)表皮絕緣損壞，使相鄰的導體互相接觸而造成的。

匝間短路在剛開(kāi)始時(shí)，可能只有兩根導線(xiàn)因交疊處絕緣磨壞而接觸。由于短路線(xiàn)匝內產(chǎn)生環(huán)流，使線(xiàn)圈迅速發(fā)熱，進(jìn)一步損壞鄰近導線(xiàn)的絕緣，使短路的匝數不斷增多、故障擴大。短路匝數足夠多時(shí)，會(huì )使熔斷器燒斷，甚至繞組燒焦冒煙。

當三相繞組有一相發(fā)生匝間短路時(shí)，相當于該相繞組匝數減少，定子三相電流就不平衡。不平衡的三相電流使電動(dòng)機振動(dòng)，同時(shí)發(fā)出不正常的聲音。電動(dòng)機平均轉矩顯著(zhù)下降，拖動(dòng)負載時(shí)就顯得無(wú)力。

產(chǎn)生匝間短路的原因有：

①在解體保養電動(dòng)機時(shí)，由于操作不當，碰傷繞組端部絕緣，使導線(xiàn)互相接觸;

②電動(dòng)機長(cháng)時(shí)間超負荷運行，電動(dòng)機過(guò)熱而使線(xiàn)圈局部較為薄弱的絕緣損壞導致匝間短路;

③定子下線(xiàn)時(shí)，個(gè)別導線(xiàn)在槽內交疊，長(cháng)期運行后，由于電磁力的作用，會(huì )使交叉處的絕緣損壞而發(fā)展成匝間短路。用外觀(guān)檢查或短路偵察器可確定短路點(diǎn)。

2.2.3定子繞組接地故障

定子繞組導體與鐵心之間絕緣電阻為零或接近于零時(shí)，即認為電動(dòng)機發(fā)生了定子繞組接地故障。

發(fā)生定子繞組接地故障的原因主要有：電動(dòng)機絕緣老化，失去絕緣性能;定子槽口處絕緣破損，導體與鐵心接觸;繞組端部絕緣損壞并碰端蓋;

定子繞組引出電纜絕緣破損而碰殼等。定子繞組接地后，若電動(dòng)機機座未很好接地，會(huì )使機座帶電，威脅操作人員的**;

定子繞組多點(diǎn)接地時(shí)，會(huì )發(fā)生短路故障。所以當定子繞組發(fā)生一點(diǎn)接地后，必須認真檢查及時(shí)排除。用兆歐表可以檢查接地故障。

2.2.4電動(dòng)機過(guò)熱，超過(guò)允許溫度

異步電動(dòng)機過(guò)熱是較為常見(jiàn)的故障，其原因比較復雜，可從電源、電動(dòng)機、控制設備和負載等方面分析。

①電源電壓過(guò)高時(shí)，由U≈4.44f1w1kw1Ф可知，磁通將增大，電動(dòng)機磁路出現飽和。這時(shí)定子電流劇烈增加，使電動(dòng)機溫升提高。電源電壓過(guò)低時(shí)，若負載轉矩已定，磁通減少必然導致轉子電流增大。這時(shí)定子電流同時(shí)增大，電動(dòng)機溫升提高。

②電源電壓三相不對稱(chēng)。三相異步電動(dòng)機需在三相對稱(chēng)電壓下工作，其三相電壓不對稱(chēng)度應小于額定電壓的5%。當三相電壓數值相差較大時(shí)，將使異步電動(dòng)機定子三相電流不平衡，在額定負載下，會(huì )使某相繞組電流超過(guò)額定值，使該相繞組過(guò)熱，發(fā)生異步電動(dòng)機定子繞組局部過(guò)熱的故障。

③控制線(xiàn)路。若控制線(xiàn)路維護**，觸頭接觸不好，電動(dòng)機單相運行也會(huì )使電動(dòng)機電流增大。有些設備的拖動(dòng)電動(dòng)機有剎車(chē)裝置，剎車(chē)裝置動(dòng)作配合不好，電動(dòng)機堵轉嚴重，將使電動(dòng)機過(guò)熱。另外，電動(dòng)機每小時(shí)啟動(dòng)次數過(guò)多，或電動(dòng)機超定額運行對定子發(fā)熱都有影響。

④負載原因。電動(dòng)機長(cháng)時(shí)間在過(guò)載下運行而保護裝置又不可靠，不能及時(shí)動(dòng)作，使電動(dòng)機定子電流超過(guò)額定值;電動(dòng)機與被拖動(dòng)的機械聯(lián)接不好、齒輪箱有污物或聯(lián)軸器偏心等使電動(dòng)機空載損耗增大;電動(dòng)機承受不應有的沖擊負荷;由于負荷的故障使電動(dòng)機堵轉等。

⑤電動(dòng)機本身故障。電動(dòng)機定子繞組有短路、接地或一相斷線(xiàn);修理后的電動(dòng)機定子繞組接線(xiàn)錯誤;電動(dòng)機轉子斷條、端環(huán)開(kāi)焊;電動(dòng)機散熱有障礙，如風(fēng)扇損壞、風(fēng)路堵塞、表面污垢過(guò)多等：機械方面裝配**、轉軸彎曲變形、軸承損壞、定轉子相擦等。

3、幾種主要電氣設備疑難故障原因分析

電氣設備可能有很多種故障現象產(chǎn)生，而任何一種電氣故障又都有可能是一種或幾種原因造成的，也就是說(shuō)，多種原因可能導致相同故障現象的產(chǎn)生。在眾多的故障原因中，有些是電氣管理人員所熟知的，或是一般性常識，限于篇幅，不是本文所介紹的內容。下文重點(diǎn)介紹幾種主要電氣設備疑難故障及原因分析，以供檢修人員及技術(shù)人員參考。

3.1熱繼電器疑難故障及原因分析

故障現象一：用電設備操作正常，但熱繼電器頻繁動(dòng)作，或電氣設備燒毀而熱繼電器不動(dòng)作。

原因分析：①熱繼電器可調整部件的固定支釘松動(dòng)，不在原整定點(diǎn)上;②熱繼電器通過(guò)了巨大的短路電流后，雙金屬元件已產(chǎn)生長(cháng)久變形;③熱繼電器久未檢驗，灰塵堆積，或生銹，或動(dòng)作機構卡住、磨損、膠木零件變形;④熱繼電器可調整部件損壞。(常規原因：熱繼電器外接線(xiàn)螺釘未擰緊或整定電流值偏低一頻繁動(dòng)作;整定電流值過(guò)高一起不到保護作用)。

故障現象二：熱繼電器動(dòng)作時(shí)快時(shí)慢。

原因分析：①熱繼電器內部機構有部件松動(dòng);②在檢修中使雙金屬片彎折;③外接線(xiàn)螺釘未擰緊。

3.2自動(dòng)開(kāi)關(guān)疑難故障及原因分析

故障現象一：電動(dòng)操作自動(dòng)開(kāi)關(guān)，觸頭不能閉合。

原因分析：①電磁鐵拉桿行程不夠;②電動(dòng)機操作定位開(kāi)關(guān)失靈;③控制器中整流管或電容器損壞。

故障現象二：手動(dòng)操作自動(dòng)開(kāi)關(guān)，觸頭不能閉合。

原因分析：①失壓脫扣器無(wú)電壓或線(xiàn)圈燒壞;②貯能彈簧變形或斷裂，導致閉合力減小或不閉合;③反作用彈簧力過(guò)大;④機構不能復位脫扣。

故障現象三：自動(dòng)開(kāi)關(guān)溫升太高。

原因分析：①觸頭壓力過(guò)低;②兩個(gè)導電件連接螺釘松動(dòng);③觸頭表面過(guò)分燒損或接觸**。

故障現象四：失壓脫扣器有噪聲。

原因分析：①反作用彈簧力太大;②鐵芯工作面有油污;③短路環(huán)斷裂。(常規原因舉例：?jiǎn)?dòng)電動(dòng)機是自動(dòng)開(kāi)關(guān)立即分斷—過(guò)電流脫扣器瞬時(shí)動(dòng)作整定值太小)。

3.3三相異步電動(dòng)機疑難故障及原因分析

故障現象一：電動(dòng)機啟動(dòng)后轉速低且顯得無(wú)力。

原因分析：①負載過(guò)重;②單項運行，勉強起動(dòng)后過(guò)載;③定子繞組應接“△”形而錯接成“Y”形;④鼠籠轉子導條或端環(huán)斷裂或開(kāi)焊。

故障現象二：電動(dòng)機溫升過(guò)高。

原因分析：①負載過(guò)重，且保護裝置失靈;②定子繞組有短路或接地;③重載下單相運行;④電動(dòng)機機械方面不靈活，空載損耗大;⑤散熱有障礙。

故障現象三：電動(dòng)機運行時(shí)噪音大。

原因分析：①單相運行;②定子繞組引出線(xiàn)接錯;③定、轉子相磨擦(即掃堂);④軸承損壞嚴重缺少潤滑脂;風(fēng)扇葉變形碰殼。當然電氣設備的范圍較廣，這里只對常規的電氣設備和常見(jiàn)的故障作一概要性的總結，以供礦山從事電氣設備維修的人員和技術(shù)管理人員參考。