电气设备故障诊断

null电气设备故障诊断电气设备故障诊断第二讲 电器设备故障特点 序：电气设备的特征 序：电气设备的特征 电气设备——发电机、变压器、高压电机、电压与电流互感器、高压断路器、电力电缆等。 主要针对高电压等级设备进行研究和探讨。 处于高电压（强电场）作用下，电气绝缘是主要问题； 对于旋转电气设备，振动、磨损、疲劳等都是必须严格注意的；   由于实现着能量的转换或传递作用，发热的因素在电气设备中起着关键的破坏性作用； 电气设备的可靠性是多种因素共同作用的结果，必须综合进行考虑。 故障的分类 故障的分类 按产生的原因分类 按技术的安全性分类 按系统功能丧失的程度分类 按发生的速度和发展进程分类       磨损性故障----机器或系统正常运行时磨损引起的故障，实际上反映了机器的寿命。        错用性故障----运行中操作不当或以外情况引起机器中某些某些零件应力超过设计允许值而产生的故障。 薄弱性故障——机器运行中应力没有超过设计规定值，但由于设计和制造不恰当造成机器中存在某些薄弱环节形成的故障。 故障的分类 故障的分类 按产生的原因分类 按工程技术的安全性分类 按系统功能丧失的程度分类 按发生的速度和发展进程分类     危险性故障——故障发生后会对人身、生产和环境产生危险 安全性故障 故障的分类 故障的分类 按产生的原因分类 按工程技术的安全性分类 按系统功能丧失的程度分类 按发生的速度和发展进程分类    永久性故障——必须更换某些零件后，机器才能恢复其功能。永久性故障又包括：全部丧失功能的完全性故障和丧失局部功能的部分性故障。 非永久性故障——或称间断性故障，故障使部件丧失某些功能，但不需更换零件就可以排除故障使机器恢复其全部功能。 故障的分类 故障的分类 按产生的原因分类 按工程技术的安全性分类 按系统功能丧失的程度分类 按发生的速度和发展进程分类 发生速度： 突发性故障 渐发性故障 发生进程： 初期故障 偶发故障 磨损故障 设备的故障模式 设备的故障模式 故障模式是按故障状态进行的分类，是故障现象的综合表征，与设备本身的特性和运行环境都有一定的关系。 设备常见故障模式 运动设备部件的磨损、声音异常、振动异常、晃动、温升异常、泄漏等； 静止设备部件的松动、变形、断裂、龟裂、腐蚀、材质变化等； 电气设备的绝缘击穿、温度异常、绝缘裂化或烧损、短路、断线等。 null设备故障模式 [据日本统计] 设备的故障模式设备的故障模式统计分析：与本设备相同类型设备的故障模式统计资料，并以此统计资料作为选择诊断监测装置的依据。综合分析：各种故障模式的影响和危险度。一般在设计阶段应预测可能发生的一切故障，并分析这些故障模式，论证它给运行带来的影响，从而确定监测的对象。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 电气设备的绝缘 电气设备绝缘的作用是把不同电位的导体分隔开，使之在电气上不相连接，没有电流通过。用作电气绝缘的材料称为绝缘材料，通常具有106~1019m的电阻率，分气体、液体和固体三类。 电气设备外壳内部由固体、液体或气体（不包括常压的空气）组成的绝缘称为内绝缘。它基本上不受大气、污秽、潮湿和动物等外界条件的影响。 电气设备壳体外的或暴露在大气中的套管绝缘子等绝缘表面以及空气间隙称为外绝缘，受到外界条件的影响。 设备绝缘必须有一定的绝缘水平，既要有较高的短时电气强度（以短时试验电压来衡量），又要有足够的长期电气强度（耐局部放电性能好、介质损耗低）。 绝缘应具有良好的耐热、抗热老化性能，承受各种机械负荷的能力和化学稳定性能。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 高压电机的绝缘及故障 高压电机包括额定电压在3Kv及以上的大中型发电机、同步调压机和交流电动机。容量在10000KW以上者为大型，100——10000KW者为中型。 在运行过程中，绝缘同时受到电场、热、机械力和环境因素的作用。良好的热性能——耐热性、导热性、热弹性和热稳定性 良好的机械性能——抗压、抗张、耐磨 优良的电气性能——电气强度高、介质损耗小、绝缘电阻高、耐电晕性能和抗热老化性能 良好的防潮性能——吸潮性（不吸潮） 物理化学性能——化学稳定性、耐腐蚀性、耐油性等 绝缘故障主要是定子和转子的绕组绝缘与铁心绝缘。 故障原因主要有绝缘老化、绝缘磨损、局部放电和电腐蚀、局部过热、绝缘受潮、绝缘污染以及制造工艺缺陷等。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 发电机的绝缘故障 根据多年来国内外大型发电机的运行、试验以及事故分析表明：由于设计制造、安装和非正常运行造成的缺陷，在电、热、机械、化学等因素作用下逐渐发展并导致绝缘损坏的事故。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 变压器的绝缘故障 变压器在运行中绝缘损坏事故，从其结构上可分为纵绝缘和主绝缘事故。其次是套管事故以及因套管顶部裂纹导致的渗水引起的绝缘损伤。此外，还有铁心以及分接开关事故。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 电压、电流互感器的绝缘故障 变压器在运行中绝缘损坏事故，从其结构上可分为纵绝缘和主绝缘事故。其次是套管事故以及因套管顶部裂纹导致的渗水引起的绝缘损伤。此外，还有铁心以及分接开关事故。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 电力电缆的绝缘故障 电力电缆由导电线芯、绝缘层和保护层三部分组成。绝缘层必须具有优异的电气绝缘性能，一般以绝缘电阻、介电常数、介质损耗以及电气强度来表征。此外，还应有较好的机械性能、热性能、工艺性能、物理及化学性能。 绝缘及其故障 绝缘及其故障 电力电缆的绝缘故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机（发电机、高压电动机）的故障 电机故障是一个复杂的过程必须从故障机理上进行理论分析和运行分析。例如，发电机组的振动状态是衡量发电机能否持续可靠运行的重要指标。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。 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器主要由线圈（初级、中级、次级）、铁心、外壳、套管、油枕等组成。 根据需要，还设置有分接开关、散热器（冷却装置）、瓦斯继电器等辅助设备。 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 电力变压器的故障 高压断路器的故障 高压断路器的故障 断路器是变配电的重要电气设备，不仅可以接通和断开线路电流，而且当线路发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，能迅速切断故障，以减少停电范围，防止事故的扩散。 在电力网中的断路器，按其灭弧介质分为液体介质断路器（如多油断路器与少油断路器）、气体介质断路器（如压缩空气断路器和SF6断路器）、真空断路器及磁吹断路器等。 SF6单压式断路器 故障模式SF6单压式断路器 故障模式对检测的要求 对监测必须集中到一些少量的设备，主要是电力变压器、气体绝缘全金属封闭变电所、仪表用互感器。检测地点的选择：电网中有全局意义的、有过负载危险的、从运行经验中了解到有较高危险的设备类型 对检测的要求