电力设备故障诊断及处理方法

电力设备故障诊断及处理方法电力设备作为电网运行的核心载体，其健康状态直接关乎供电可靠性与电网安全。设备故障若未能及时诊断处理，轻则引发局部停电，重则诱发电网事故，造成重大经济损失与社会影响。因此，建立科学高效的故障诊断体系、掌握精准的故障处理方法，是电力运维工作的核心任务之一。本文结合现场实践经验，从诊断技术、设备专项处理及预防策略三个维度，系统阐述电力设备故障的识别与处置路径，为一线运维人员提供实用参考。一、电力设备故障诊断技术体系（一）感官诊断法：运维人员的“基础研判工具”感官诊断依托人的视觉、听觉、嗅觉、触觉，对设备外观、声响、气味、温度等特征进行初步判断，具有实时性强、操作简便的特点。视觉诊断：观察设备外壳是否存在变形、裂纹，绝缘子表面有无放电烧蚀痕迹，油位计油面是否正常，接线端子是否氧化变色等。例如，变压器套管出现“爬电痕迹”，往往提示绝缘表面污秽或局部放电风险。听觉诊断：聆听设备运行声响是否规律。变压器正常运行时呈均匀的“嗡嗡”电磁声，若出现“噼啪”放电声或“咕噜”气泡声，可能对应绕组短路或油中放电；断路器分合闸时若伴随“卡滞”异响，需警惕机械机构故障。嗅觉诊断：捕捉异常气味。绝缘材料（如电缆绝缘层、变压器绝缘纸）过热会释放焦糊味，SF₆断路器气体泄漏可能伴随刺激性气味，这些都需结合其他手段进一步验证。触觉诊断：通过手背轻触设备外壳（需确保安全距离），感知温度是否异常。开关柜母线排接头若明显烫手，多为接触电阻过大导致的过热故障。（二）仪器检测法：精准定位的“科技利器”仪器检测借助专业设备量化分析设备参数，是故障诊断的核心手段，常见技术包括：红外测温技术：利用红外热像仪捕捉设备温度场分布，快速识别接头松动、触头烧蚀、绕组过热等故障。例如，变压器绕组热点温度超过设计值15℃，需评估绝缘老化风险。局部放电检测：通过特高频、超声波等传感器，检测设备内部绝缘缺陷（如气泡、杂质）引发的局部放电信号。GIS设备内部若出现持续放电，可能是绝缘件表面脏污或金属微粒悬浮所致。油色谱分析：针对油浸式变压器，通过检测油中溶解气体（H₂、CH₄、C₂H₂等）的组分与含量，判断故障类型（如C₂H₂含量突增提示电弧放电）。该方法可提前数月预警绕组短路等严重故障。绝缘电阻测试：使用兆欧表测量设备绝缘电阻，评估绝缘老化程度。电缆绝缘电阻若低于规定值，需排查受潮、绝缘层破损等问题。（三）智能诊断技术：数据驱动的“预判中枢”随着电网数字化转型，基于大数据与人工智能的诊断技术逐步应用：多源数据融合：整合设备在线监测数据（如负荷、温度、局放）、历史运维记录、气象环境等信息，构建设备健康状态评估模型。例如，通过LSTM神经网络预测变压器油中气体含量变化趋势。故障模式识别：利用机器学习算法（如随机森林、深度学习），对设备故障特征（如振动频谱、局部放电图谱）进行分类，自动匹配故障类型与处理方案，提升诊断效率。二、典型电力设备故障处理策略（一）变压器故障：从油质到绕组的全维度处置变压器是电网核心设备，故障类型涵盖绕组、铁芯、油质、冷却系统等：绕组短路故障：油色谱分析显示H₂、C₂H₂含量剧增，结合绝缘电阻测试确认后，需停运吊罩检修。处理时需检查绕组变形情况，更换受损绝缘件，必要时重新绕制绕组，恢复后需进行空载、负载试验验证。铁芯多点接地故障：通过铁芯接地电流监测发现异常后，需排查接地片是否断裂、铁芯表面是否有金属异物。处理时可采用“断开法”定位接地点，清除异物或修复接地片，确保铁芯单点接地。油质劣化故障：油色谱分析显示微水、酸值超标，需进行真空滤油或换油处理。换油前需对变压器本体进行真空注油，避免空气混入，注油后需静置排气，确保油中气体含量达标。（二）高压断路器故障：机械与绝缘的双重保障断路器故障直接影响电网分合闸可靠性，需重点关注：机械拒动故障：通过动作特性测试（分合闸时间、速度、同期性）发现异常后，拆解机构检查连杆、弹簧、电磁铁等部件。处理时需调整机构间隙，更换老化弹簧，校准分合闸线圈参数，确保动作时间符合规程要求。绝缘故障：SF₆断路器若出现气体压力异常下降，需用检漏仪定位泄漏点，更换密封件并补气；瓷套管绝缘电阻降低时，需清扫表面污秽或更换套管，恢复后需进行耐压试验验证绝缘性能。（三）电力电缆故障：精准定位与快速修复电缆故障隐蔽性强，需借助专业仪器定位：接地故障/短路故障：使用电缆故障测试仪（如脉冲反射法、跨步电压法）确定故障点距离与位置。处理时需开挖路面（或掀开电缆沟），找到故障点后，根据损伤程度选择冷缩接头修复或局部更换电缆段。修复后需进行绝缘电阻、耐压试验，确保故障彻底消除。电缆中间接头故障：若红外测温发现接头过热，需拆除旧接头，重新制作中间接头。制作时需严格控制工艺（如绝缘层处理、压接质量、密封防潮），避免二次故障。（四）绝缘子故障：防污闪与防击穿并重绝缘子故障多由污秽、雷击或老化引发：污闪故障：红外测温发现绝缘子表面温度异常（局部过热），需停电清扫或带电水冲洗。对于重污区，可更换复合绝缘子或喷涂防污闪涂料，提升绝缘表面憎水性。击穿故障：绝缘电阻测试显示绝缘子绝缘值为零，需立即更换。更换时需选用同型号、同参数的绝缘子，安装后需检查金具连接是否牢固，避免运行中脱落。三、电力设备故障预防与管理策略（一）全周期状态监测：从“事后维修”到“事前预警”建立设备全生命周期监测体系，整合在线监测（如变压器油色谱、断路器机械特性）与离线检测（如电缆耐压试验、绝缘子零值检测），形成“数据采集-分析-预警-处置”闭环。例如，对重要变压器设置油中气体在线监测装置，实时上传数据至运维平台，异常时自动触发检修流程。（二）标准化运维：从“经验驱动”到“流程驱动”编制设备专项运维手册，明确巡检周期、检测项目、判定标准。例如，110kV变压器每季度进行油色谱分析，每年开展绕组变形测试；断路器每半年进行机械特性测试，每年进行SF₆气体微水检测。通过标准化作业，减少人为失误，提升运维质量。（三）技术改造与升级：从“被动应对”到“主动优化”针对老旧设备，结合故障规律开展技术改造。例如，将油纸绝缘电缆更换为交联聚乙烯电缆，提升绝缘性能；对运行超过20年的变压器，评估绕组老化程度，必要时进行绝缘改造或整体更换。同时，引入新技术（如固态断路器、智能绝缘子），提升设备可靠性。（四）人员能力建设：从“单一技能”到“复合能力”开展运维人员技能培训，涵盖感官诊断、仪器操作、智能系统应用等内容。通过“理论+实操”培训（如模拟变压器油色谱分析、断路器机构调试），提升故障诊断的准确性与处理效率。同时，建立“师徒制”传承现场经验，培养复合型运维人才。结语电力设备