电力设备故障诊断与排除技术

电力设备故障诊断与排除技术一、电力设备故障诊断的基本思路与原则电力设备故障诊断是一个从现象到本质，通过分析、推理、验证，最终确定故障原因和部位的过程。其核心在于快速准确地识别故障，为后续的排除工作奠定基础。（一）故障诊断的基本思路故障诊断通常遵循“由表及里、由简入繁、分段排查、综合判断”的思路。首先，通过对设备外观、运行参数、异常声响、气味等直观现象的观察和初步检查，获取第一手资料。其次，结合设备的结构原理和运行特性，对可能导致该现象的原因进行罗列和分析。然后，有针对性地选择合适的检测方法和仪器，对可疑部位或参数进行深入检测。最后，综合各项检测结果和分析判断，确定故障的具体部位和性质。（二）故障诊断的基本原则1.安全性原则：任何诊断操作必须在确保人身和设备安全的前提下进行。严格遵守安全规程，做好安全防护措施。2.客观性原则：以事实为依据，避免主观臆断。诊断过程中要详细记录观察到的现象和检测数据。3.系统性原则：将设备视为一个系统，考虑各组成部分之间的关联性，避免孤立地看待问题。4.及时性原则：发现异常现象后应及时进行诊断，避免故障扩大或延误处理时机。二、电力设备故障常用诊断方法电力设备故障诊断方法多种多样，可大致分为传统经验诊断法和现代仪器诊断法两大类，实际应用中往往需要多种方法结合使用。（一）传统经验诊断法这是基于运行人员和检修人员长期实践经验积累的诊断方法，简单易行，在故障初步判断中具有重要作用。1.直观检查法：通过目测、耳听、鼻闻、手摸等方式，检查设备有无明显的破损、变形、渗漏、异味、过热等现象。例如，绝缘子表面是否有裂纹、污秽闪络痕迹；设备运行时是否有异常的嗡嗡声、放电声；是否闻到焦糊味等。2.参数对比法：将设备当前的运行参数（如电压、电流、温度、声音、油位、压力等）与额定值、历史正常数据或同类设备数据进行对比分析，找出偏差，判断是否存在故障。3.简单工具检查法：使用万用表、兆欧表、温度计等简单工具，对设备的绝缘电阻、直流电阻、温度等进行初步测量，为故障判断提供依据。（二）现代仪器诊断技术随着科技的发展，各种先进的检测仪器和技术被广泛应用于电力设备故障诊断，显著提高了诊断的准确性和灵敏度。1.电气试验法：这是诊断电气设备绝缘状况和电气性能的主要手段，包括绝缘电阻测试、直流泄漏电流试验、介质损耗角正切值（tanδ）测量、局部放电检测、交流耐压试验、直流耐压试验、色谱分析（针对油浸式设备）等。例如，通过变压器油中溶解气体色谱分析，可以有效判断变压器内部是否存在过热、放电等潜伏性故障。2.红外热像检测技术：利用红外热像仪捕捉设备表面的红外辐射，将其转换为温度场分布图（热像图）。通过分析热像图，可以发现设备因接触不良、绝缘老化、内部缺陷等原因引起的过热故障，具有非接触、直观、快速的优点，适用于各类电气设备的在线或离线检测。3.超声波检测技术：利用超声波传感器检测设备内部或表面因局部放电、机械振动、气隙等产生的超声波信号。可用于检测GIS内部放电、变压器局部放电、断路器机械特性不良、瓷瓶裂纹等故障。4.状态监测与故障预警系统：通过在设备上安装各类传感器，实时采集设备的运行状态数据（如温度、湿度、压力、局部放电、油中气体组分等），并通过数据传输网络发送至后台分析系统。系统利用专家系统、人工智能等技术对数据进行分析处理，实现对设备状态的实时监控和故障预警。三、电力设备故障排除的基本原则与方法故障排除是在准确诊断的基础上，采取有效措施消除故障，恢复设备正常运行的过程。（一）故障排除的基本原则1.安全第一原则：在故障排除的全过程中，必须始终将人身安全和设备安全放在首位。严格执行“两票三制”，做好停电、验电、接地、悬挂标示牌等安全措施。2.先易后难、先外后内原则：优先检查和排除那些显而易见、易于处理的外部故障或简单故障，再逐步深入检查内部复杂故障。3.故障隔离原则：在排除故障前，应尽可能将故障设备与系统隔离，防止故障扩大或影响其他设备的正常运行。4.彻底性原则：故障排除应彻底，不仅要消除表面现象，还要找到故障的根本原因，采取治本措施，防止故障再次发生。5.记录与分析原则：详细记录故障现象、诊断过程、排除方法、更换的部件以及故障原因分析，为今后的设备维护和故障处理积累经验。（二）常用故障排除方法1.断电检查法：对于需要解体或深入检查的故障，必须首先切断设备电源，并进行验电、放电、挂接地线等安全措施后，方可进行操作。2.替换法：当怀疑某个部件或元件损坏时，可用性能良好的同型号备件进行替换，观察故障是否消失，从而确定故障部位。这种方法在电子电路和控制回路故障排除中应用广泛。3.短接法：在确保安全的前提下，对于怀疑断路的低电压、小电流控制回路，可采用短接线暂时将可疑断点短接，以判断故障是否存在于该段线路。此方法需谨慎使用，避免造成短路事故。4.分段排除法：对于复杂的系统或回路，可将其划分为若干个相对独立的部分，逐个部分进行检查，逐步缩小故障范围，最终找到故障点。（三）典型故障排除案例思路（举例）1.变压器过热故障：首先通过红外热像检测和油温指示确认过热部位（如绕组、铁芯、套管、分接开关等）。若为外部接头过热，多为接触不良，可重新紧固处理。若为内部过热，则需结合油色谱分析结果，判断是过热类型（低温过热、高温过热、局部过热），进而决定是进行吊罩检修还是返厂处理。2.断路器拒动故障：先检查控制回路电源、操作机构电源是否正常，控制回路有无断线、接头松动。若控制回路正常，则检查操作机构，如弹簧机构是否储能正常、液压机构油压是否正常、气动机构气压是否正常，有无卡涩、漏气、漏油等现象。四、故障诊断与排除技术的发展趋势随着智能电网建设的深入推进和电力系统对可靠性要求的不断提高，电力设备故障诊断与排除技术正朝着智能化、信息化、网络化、预知化的方向发展。未来，大数据分析、人工智能（如深度学习、神经网络）、数字孪生、物联网等技术将在故障诊断领域发挥更大作用，实现对设备全生命周期的健康管理和精准维护，最大限度地提高设备的可用率，降低运维成本，确保电力系统的安全、稳定、经济运行。五、结语电力设备故障诊断与排除是一项系统性强、技术要求高的工作，它不仅需要扎实的专业