电气设备故障诊断案例汇编

电气设备故障诊断案例汇编电气设备作为电力系统与工业生产的核心载体，其故障的及时诊断与处置直接关系到供电可靠性、生产连续性及设备寿命。本文通过汇编变压器、高压电机、断路器、低压配电柜等典型设备的故障案例，还原诊断思路、分析逻辑与处置实践，为电气运维人员提供可借鉴的实战参考，助力提升故障识别效率与处理质量。一、油浸式变压器匝间短路故障诊断与处理故障现象：某10kV/800kVA油浸式变压器在夏季重载期间，温控器显示顶层油温达85℃（警戒值80℃），且本体伴随异常“嗡嗡”声（较正常运行时尖锐），负荷电流未超限，环境温度35℃。诊断分析过程：1.初步排查：检查冷却装置（风扇、油泵）运行正常，负载率75%（历史同负载下油温约78℃），排除冷却与过载因素。2.红外测温：使用红外热像仪扫描变压器本体，发现高压绕组区域温度达110℃（正常绕组温差≤10℃），铁芯温度正常（70℃），初步判断绕组存在局部过热。3.局部放电检测：采用超声波局部放电检测仪贴近油箱，检测到15~30kHz频段的异常放电信号，幅值随油温升高而增大。4.油色谱分析：取变压器油样送检，色谱分析显示乙炔（C₂H₂）含量0.12μL/L（规程要求≤0.05μL/L），总烃含量超标，结合温度、放电特征，判定为绕组匝间短路（绝缘老化或制造缺陷导致匝间绝缘击穿，局部放电引发过热）。处理措施：申请停电，将变压器退出运行，吊芯检查。发现高压绕组某饼间绝缘纸碳化，匝间导线绝缘破损。更换同规格绕组，真空干燥后回装。对变压器油进行真空滤油、脱气处理，补充合格绝缘油。投运前进行绝缘电阻、变比、绕组直流电阻、局部放电等试验，各项指标合格后恢复供电。防范与改进建议：每季度开展油色谱分析（重载或高温季加密至每月1次），捕捉早期故障特征（如烃类气体微量增长）。结合红外热成像定期监测绕组、接头温度，建立温度-负载趋势曲线。新投运变压器增加绕组变形试验（如频响法），排查制造缺陷。二、高压异步电动机轴承烧损故障诊断与处理故障现象：某3kV、200kW高压电机驱动风机运行时，振动传感器报警（振动值达4.2mm/s，规程≤2.8mm/s），轴承端盖处温度95℃（警戒值80℃），电机噪音异常增大。诊断分析过程：1.振动频谱分析：使用便携式振动分析仪采集电机轴承座振动信号，频谱图中2倍转频（电机转速1480r/min，转频24.7Hz）处幅值显著升高，且伴随高频谐波（10~20kHz），初步判断为轴承故障（滚动体或滚道损伤）。2.红外测温定位：红外热像仪显示非驱动端轴承温度95℃，驱动端82℃，温差13℃，结合振动特征，锁定非驱动端轴承异常。3.解体检查：停电后拆除电机端盖，发现非驱动端轴承（SKF____）滚珠表面有凹坑、滚道磨损，轴承内圈与轴颈配合处存在0.15mm间隙（正常过盈配合），轴颈表面有轻微磨损痕迹。处理措施：更换同型号轴承，对轴颈磨损处进行打磨、镀硬铬修复（修复后轴颈圆度≤0.02mm）。重新装配轴承，采用热装法（加热轴承至120℃），确保过盈量0.03~0.05mm。调整电机与风机的对中精度（径向偏差≤0.05mm，轴向偏差≤0.1mm），更换高温润滑脂（型号：SKFLGWA2，填充量为轴承腔的1/3~1/2）。空载试运行2小时，监测振动（≤1.5mm/s）、温度（≤70℃）正常后带载运行。防范与改进建议：建立轴承全生命周期管理：记录安装日期、运行时长、润滑次数，每运行1000小时补充润滑脂，____小时强制更换轴承。加装振动在线监测装置，实时捕捉轴承早期故障（如振动幅值缓慢增长、高频谐波出现）。电机与负载对中后，定期（每季度）复查对中精度，避免因基础沉降导致不对中加剧轴承磨损。三、高压断路器弹簧操动机构卡涩故障诊断与处理故障现象：某110kV弹簧储能式断路器（型号：ZW____）遥控分闸时拒动，现场手动分闸操作手感沉重，储能电机持续运转但弹簧未储能到位（储能指示灯不亮）。诊断分析过程：1.控制回路检查：使用万用表测量分闸线圈电压（DC220V），电压正常；检查分闸辅助触点，接触良好，排除控制回路故障。2.操动机构检查：打开机构箱，发现储能电机（AC380V，功率0.55kW）过热保护动作（热继电器跳闸），手动释放弹簧储能，发现储能轴与齿轮啮合处卡滞，弹簧储能不到位（行程开关未触发）。3.部件拆解：拆除储能齿轮、凸轮等部件，发现齿轮轴销磨损（直径由8mm减至7.5mm），凸轮表面锈蚀，导致储能过程中齿轮啮合脱离，弹簧无法完成储能。处理措施：更换磨损的轴销（材质45#钢，调质处理），对凸轮进行打磨、防锈处理（涂覆二硫化钼润滑脂）。检查储能电机绕组绝缘（绝缘电阻≥10MΩ），更换热继电器（整定值调整为电机额定电流的1.2倍）。重新装配操动机构，手动储能3次验证行程开关触发正常，弹簧储能到位后分合闸操作灵活。进行低电压分合闸试验（分闸电压65%~110%额定电压，合闸电压85%~110%），动作可靠后投运。防范与改进建议：每月检查操动机构箱密封（防止受潮锈蚀），每季度对传动部件（齿轮、轴销、凸轮）涂抹润滑脂。每年开展一次储能电机、行程开关、分合闸线圈的预防性试验，检测绝缘、动作电压等参数。加装操动机构状态监测模块，实时上传储能状态、电机电流、分合闸次数等数据，提前预警卡涩风险。四、低压配电柜母线接头过热故障诊断与处理故障现象：某车间低压配电柜（额定电流630A）在满负荷运行时，红外巡检发现进线母排（铜排，规格100×10mm）与断路器进线端接头处温度达110℃（环境温度30℃），周围空气有焦糊味，接头处绝缘护套轻微变色。诊断分析过程：1.温度定位：使用红外热像仪确认过热区域为母排与断路器的螺栓连接接头，相邻接头温度75℃，温差35℃，判断为接触不良。2.电阻测量：停电后，使用直流电阻测试仪测量接头电阻，达150μΩ（同规格新接头电阻≤50μΩ），远超过允许值（规程要求：铜接头温度≤70℃时，电阻≤100μΩ）。3.接头拆解：拆除螺栓，发现母排接触面氧化（形成黑色氧化铜层），螺栓力矩不足（设计力矩50N·m，实际测量30N·m），平垫、弹垫有变形。处理措施：停电并验电后，用细砂纸打磨母排与断路器接线端子的接触面（露出金属光泽），清除氧化层。涂抹导电膏（型号：电力复合脂）于接触面，重新装配，按力矩要求（50N·m）紧固螺栓，加装防松标记。对母排接头绝缘护套进行更换（原护套因高温老化），恢复后测量接头电阻降至45μΩ。带载运行2小时后，红外复测温度降至72℃，符合要求。防范与改进建议：每月开展红外热成像巡检，重点关注母排接头、断路器端子、电缆终端等发热点。每半年对配电柜内所有螺栓连接点进行力矩复紧（参考厂家力矩表），并标记防松线。新安装母排接头时，优先采用搪锡或镀银处理，减少氧化风险；重载回路选用双螺栓或抱箍式连接，提升接触可靠性。结语电气设备故障诊断需结合现象观察、仪器检测、逻辑推理，从“表象-特征-机理”三层维度定位故障根源。本文案例涵盖