电气设备维修

1、第四章 電氣設備維修,第一節 電氣設備監測與診斷技術,第二節 常用電氣設備故障處理與維修技術,第三節 數控設備電氣故障診斷與維修技術,第一節 電氣設備監測與診斷技術,一、電氣設備的絕緣預防性試驗,電氣設備的絕緣預防性試驗是指按規定的實驗條件、試驗專案和試驗 週期進行試驗，其目的是通過試驗手段，掌握設備的絕緣強度情況，及早 發現電氣設備內部隱蔽的缺陷，以便採取措施加以處理，以保證設備的正 常運行，避免造成停電或設備損壞事故。,電氣設備的絕緣預防性試驗包括以下內容：,（一）絕緣電阻和吸收比測量,（二）介質損耗的測量,（三）直流耐壓和洩露電流的測量,直流耐壓試驗是耐壓試驗的一種，其試驗電壓往往高於設

2、備正常工作電 壓的幾倍，既能考驗絕緣的耐壓能力，又往往能揭露危險性較大的集中性陷。,進行直流耐壓試驗時，所以試驗電壓值通常應參考該絕緣的交流耐壓試驗電壓值，根據運行經驗確定。,洩漏電流試驗同絕緣電阻試驗的原理是相同的。當直流電壓加於被試設備時，即在不均勻介質中出現可變電流，此電流隨時間增長而逐漸減小，在加壓一定時間後趨於穩定，這個電流即為洩漏電流，其大小與絕緣電阻成反比，而兆歐表就是根據這個原理將洩漏電流換算為絕緣電阻畫在刻度盤上。,洩漏電流試驗同絕緣電阻測量相比具有以下特點：, 試驗電壓比兆歐表的額定電壓高得多，容易使絕緣本身的弱點暴露 出來；, 用微安表監視洩漏電流的大小，方法靈活、靈敏，

3、測量重複性也較 好。測量洩漏電流的接線多採用半波整流電路，其接線如圖所示：,（四）交流工頻耐壓試驗,常見的試驗接線如圖所示：,交流高壓電源使由交流電源調壓器及高壓試驗變壓器組成的。試驗 時應根據被試設備的電容量和試驗時的最高電壓來選擇試驗變壓器。,具體步驟操作如下：,（1）電壓 試驗變壓器的高壓側額定電壓 Ue 應大於試品的試驗電壓 Us 、即 Ue Us ;而低壓側額定電壓應能與現場的電源電壓及調壓器相 匹配。,（2）電流 試驗變壓器的額定輸出電流 Ie 應大於試品所需的電流 Is ，即 Ie Is 。,（3）容量 試驗變壓器輸出的試驗電流及額定電壓，即可確定變壓器的 容量。,在試驗中要注意

4、以下幾點：,1）試驗前應將試品的絕緣表面擦拭乾淨。,2）要合理佈置試驗器具。,3）試驗時，調壓器應置零位。,4）試驗過程中，若發現電壓表擺動，毫安培表指示急劇增加、絕緣 燒焦或有冒煙等異常現象，應立即降下電壓，斷開電源，掛接地線， 查明原因。,5）試驗前後，應用兆歐表測量試品的絕緣電阻和吸收比，檢查試品 的絕緣情況。,交流耐壓試驗結果的判斷方法如下：,1）一般在交流耐壓持續時間內，試品不發生擊穿為合格，反之為不合格。,2）交流耐壓試驗結果必須匯同其它試驗項目所得的結果進行綜合分析判 斷。,二、電氣設備的絕緣和特性試驗,（一）電力變壓器試驗,1. 測量絕緣電阻和吸收比,（1）測量繞組的絕緣電阻和

5、吸收比,測量繞組的絕緣電阻時，應連同套管一起，依次測量各繞組對地和 其他繞組間的絕緣電阻值，採用空閒繞組接地的方式，以避免各繞組剩餘電荷造成的測量誤差。,測得的絕緣電阻值不應低於製造廠所測得的70% 。,（2）測量鐵心的絕緣電阻,測量前現將鐵心接地片拆開，然後分別測量鐵心對夾件、方鐵、穿心螺 杆和墊腳的絕緣。,測量結果不應低於製造廠所測得的50% 。,2. 測量洩漏電流,3. 工頻交流耐壓試驗,交流耐壓試驗使考核絕緣強度最有效的方法，它能有效地發現變壓器繞 組主絕緣受潮、開裂或繞組鬆動以及繞組絕緣上附著汙物等情況。,4. 測量繞組的直流電阻,通常採用較精密的雙臂電橋進行變壓器繞組的主流電阻的測

6、量，其目的 是通過三相電阻的平衡性來檢查：, 分接開關的接觸是否良好；, 繞組或引出線有無折斷；, 繞組層間或匝間有無短路現象。,測量洩漏電流的作用與測量絕緣電阻的相似，但因施加電壓較高， 故靈敏度較高。,6. 空載試驗,變壓器空載試驗的目的使測量空載損耗和空載電流，空載損耗主要是鐵心損耗，空載電流主要是鐵心的勵磁電流。,7. 短路試驗,變壓器短路試驗 的目的是測量變壓器 短路損耗和阻抗電壓。 接線如圖所示：,5. 電壓比試驗,電壓比試驗是在變壓器一側施加電壓，用儀錶測量另一側電壓，然後 根據測量結果計算電壓比。通常採用雙電壓表法。,（二）交流電動機試驗,交流電動機分為同步及非同步電動機兩類。

7、,1. 測量絕緣電阻和吸收比,測量電動機絕緣電阻時，應先拆開接線盒內連接片，使三相繞組6個端頭分開分別測量各相繞組對機殼和各相繞組之間的絕緣電阻。,2. 洩漏電流及直流耐壓試驗,試驗電壓的標準為：大修會局部更換繞組時，3倍額定電壓；全部更 換繞組時，2.5倍額定電壓。,3. 工頻交流耐壓試驗,試驗電壓標準為：大修或局部更換繞組時，1.5倍額定電壓，但 不低於1000V ；全部更換繞組時，2倍額定電壓再加上1000V，但不低 於1500V 。,4. 測量繞組直流電阻,直流電阻測量工具為精密的雙臂電橋。,測量結果經滿足：電動機三相的相電阻與其三相平均值之比相差不超過5% 。,5. 電動機空轉檢查和

8、空載電流的測定,在檢查電動機空載狀態的同時，應用電流錶或鉗形電流錶測量電動機的 三相空載電流。,(三) 開關電器試驗,2. 低壓開關試驗,接觸器和磁力啟動器還要進行交流耐壓試驗，試驗的部位使：主回路對 地；主回路極與極之間；主回路進線與出線之間；控制與輔助回路對地之間。,三、電氣設備的溫度監測和老化試驗,（一）溫度監測,2. 電動機的溫度監測,測量電動機的溫度，可以根據溫升情況發現下列故障，如軸承過熱、負 荷不平衡、線圈斷路或短路、過負荷、絕緣狀態劣化、接頭焊接不牢、冷卻 管堵塞或不暢等。,（二）老化試驗,所謂老化是指電氣設備在運行過程中，其絕緣材料或絕緣結構因承受 熱、電和機械應力等因數的作

9、用使性能逐漸變化，最後導致損壞。,1. 熱老化試驗,熱老化是以熱為主要老化因數而使絕緣材料或絕緣結構的性能發生不 可逆變化。,有機絕緣材料在熱的作用下發生著各種化學變化，包括氧化、熱裂解、 熱氧化裂解以及縮聚等這些化學反應的速率決定了材料的熱老化壽命。,（2）熱老化試驗方法,熱老化試驗常把溫度作為變數，用提高溫度來縮短試驗時間達到加速老 化的目的。而其它因數（如機械應力、潮濕、電場以及周圍媒質的作用）則 維持在工作條件下的最高水準，在熱暴露溫度改變時也應維持不變。,（1）熱老化試驗原理及實驗設備,2. 電老化試驗,電老化是以電應力為主要老化因數而使絕緣材料或絕緣結構的性能發 生不可逆的變化。這

10、些老化效應形式有：局部放電效應、電痕效應、樹枝效 應和電解效應等，它們有時單獨作用，有時是聯合作用。,下面以局部放電效應為例介紹由局部放電產生的電老化及其試驗方法：,（1）電老化機理與影響電老化壽命的因素,局部放電對絕緣材料有很大危害，它引起絕緣材料性能下降，直至絕緣 完全被損壞。不同絕緣材料的電老化壽命也不同，其在放電作用下的老化速 率除材料本身的結構以外還受到頻率、電場強度、溫度、相對濕度和機械應 力等因素的影響。,恒定場強下壽命與場強的關係式，即電老化壽命定律：,（2）電老化試驗的方法,主要方法是：擊穿法，即在材料上加一定電壓，直到材料擊穿，記下 所經歷的時間，即失效時間；然後根據不同電

11、壓（或場強）下獲得材料失效時間繪製壽命曲線，即場強-壽命關係線。,第二節 常用電氣設備故障處理與維修技術,一、電力變壓器常見故障與維修技術,（一）電力變壓器運行中的故障與處理方法,1. 異常響聲,變壓器沒有轉到部件，是靜止設備，但它在加上電源後，由於呈週期性 變化的磁通在鐵心中通過，由交變磁場引起的電磁力會使鐵心振動而發出連 續均勻的“嗡嗡”聲，俗稱交流聲，這是正常的。,有較大而均勻的“嗡嗡”聲，或隨負載的急劇變化，呈現“割割割”的 間歇響聲時，可能是外加電壓過高，檢查證實後，應設法降低電壓。,有“嘶嘶”聲時，說明變壓器表面有閃絡，檢查套管是否太髒或有裂 紋。若套管無閃絡，則可能時變壓器內部有

12、問題。,2. 溫度異常,若發現變壓器上層油溫升高超過85 時，應首先檢查校對溫度計指示是否正確，檢查變壓器冷卻系統的運行情況是否正常。,若無問題，則可能負載過大，應降低負載 ，或者可能是三相負載不平 衡，可調整三相負載的分配。,若以上幾項均正常，而溫度繼續上升，則要考慮是否起因於變壓部故障。,3. 油味異常,若發現變壓器枕油的油面較當時油溫應有的油面低時，應加油。,若聽到運行中變壓器發出很大且不均勻的響聲，夾有爆裂和“咕 嚕咕嚕”聲，表明有擊穿現象，應立即停電修理。,若油面因溫度升高而逐漸升高，當油面高出規定油面時，應放油至適 當高度，以免溢出。,另外，因滲漏油、放油未補充或氣溫急劇下降等原因

13、造成油位指 示器看不到油位，都應將變壓器退出運行，以便檢查及補油。,4. 儲油櫃噴油或防爆管噴油,當出現儲油櫃噴油或防爆管薄膜破碎噴油，表明變壓器內部已有嚴重損 傷，噴油使油面下降到一定程度時，瓦斯保護動作使變壓器兩側斷路器 跳閘。若瓦斯保護未動，油面低於箱蓋時，由於引線對油箱絕緣的降低，發出“吱吱”的放電聲。此時應切斷變壓器的電源，防止事故擴大。,5. 油色變化過甚,目前，我國生產的變壓器油有10號、25號、45號三個牌號，新油呈亮 黃色或天藍色。,6. 套管有嚴重的破損和放電現象,套管瓷裙嚴重破損和裂紋，或表面有放電及電弧的閃絡時，會引 起套管的擊穿。由於此時發熱很劇烈，套管表面膨脹不均而

14、使套管爆炸， 此時變壓器應停止運行，更換套管。,7. 變壓器著火,（二）電力變壓器維修技術,1. 吊心檢查,檢修步驟如下：,1）用乾淨的變壓器油沖洗鐵心、繞組和其它表面上的油泥和積垢。,2）檢查器身及箱蓋的全部螺栓、螺母，對鬆動的加以緊固。,3）檢查變壓器繞組是否有鬆動、變形或移位現象，繞組層間襯墊是 否完整、牢固，木夾件是否完好。,4）檢查鐵心是否整齊、緊密，矽鋼片塗膜是否完好，顏色有無 異常；檢查鐵心是否牢固而有效，鐵心與繞組間的油道是否暢通。,5）檢查線圈的引出線應無打結和彎曲現象，應包紮嚴密、牢固、焊接 良好。,3. 變壓器油的處理,（1）變壓器油的淨化,變壓器油的淨化主要是通過過慮，

15、除掉油的水分和雜質。,（2）變壓器油的再生,對於變壓器油經長期氧化而造成的酸值升高、色澤變暗，不能用過濾的方法消除，而需要用其它方法除掉氧化產生的酸性物質。,二、電動機常見故障與維修技術,（一）電動機運行時的常見故障及處理方法,主要故障如下：,1. 通電後電動機不能轉動，但無異響，也物異味和冒煙,處理方法：,仔細檢查電源回路開關，接線盒是否有松脫、中斷點，若有，予以修復；,檢查熔絲情況，若熔斷，可更換新熔絲；,調整過電流繼電器的整定值，使其與電動機配合；,仔細檢查控制回路的接線情況，若錯誤，則依據原理接線圖 正確接線。,2. 通電後電動機不轉，然後熔絲熔斷,措施：,檢查刀開關是否有一相未合好或

16、電源回路有一相斷絲；,檢查定子繞組電阻值及絕緣情況，查出短路點，予以修復；,更換截面較大的熔絲；,檢查電源線，消除故障點。,3. 通電後電動機不轉，但發出低沉的“嗡嗡”聲,措施：,檢查電源接線，是否將規定的聯結並予以糾正；,檢查電源和定子、轉子繞組，查明中斷點，予以修復；,檢查繞組極性，判斷繞組首末端是否正確；,減少負載，消除機械故障。,4. 電動機起動困難，帶負載運行時轉速低於額定值,檢查籠型轉子中斷點，採用正確的方法進行修復或予以更換；,用萬用表檢查繞組斷線處，並予以排除；,調整電刷壓力及改善電刷與集電環接觸面；,選擇較大容量的電動機或減輕負載。,5. 電動機空載或負載時，電流錶指標來回擺

17、動,原因：,繞線式轉子發生一相斷路或電刷、集電環短路裝置接觸不良；,籠型轉子斷線或開焊。,措施：,用萬用表檢查電動機輸入端的電源電壓，是否將 聯結誤為 聯結；,7. 電動機運行時響聲不正常，有異響,6. 運行中電動機，回路電流正常，但溫升超過規定值,原因：,電動機的通風散熱冷卻系統發生故障。,8. 運行中電動機振動較大,措施：,9. 運行中電動機過熱甚至冒煙，有焦臭味,（二）電動機維修技術,2. 轉軸的修理,轉軸常見的故障有：軸彎曲、軸頸磨損、軸裂紋或斷裂等。,3. 軸承的修理,中小型電動機的軸承大量使用的是滾動軸承。其裝配方便，維護簡單， 不易造成定子和轉子相擦。,4. 定子繞組的局部修理工

18、藝,其局部故障表現為： 繞組絕緣電阻下降、繞組接地、繞組斷路和繞組相 間或繞組匝間短路等故障，只要故障不太嚴重，一般情況下，可通過局部修 理將其修復。,無論發生哪些短路故障，只要短路繞組的導線還未嚴重燒壞，就可以局部修補。,（4）籠型轉子斷條的修理,三、開關電器常見故障與維修技術,按作用及結構，開關電器分為以下兩類：,高壓開關，包括高壓斷路器、隔離開關、熔斷器和負荷開關等；,低壓開關，包括自動空氣開關、接觸器、磁力啟動器、熔斷器、刀開 關、組合開關和負荷開關等。,下面介紹幾種開關電器的常見故障及維修技術。,（一）高壓斷路器,2. 油斷路器的維修,1）用合格的變壓器油清洗滅弧片及絕緣筒，檢查有無

19、燒傷、斷裂、 受潮等情況。,2）檢查動、靜觸點表面是否光滑，有無變形、燒傷等情況，輕者 可用銼刀或砂紙打光，則重者予以更換。,3）檢查支援絕緣子有無破損，如有輕微掉塊可用環氧樹脂修補， 嚴重時應更換。,（二）隔離開關,2. 隔離開關的維修,（三）熔斷器,熔斷器是開關電器中的一種純保護電器，當電路中發生短路或嚴重超載時，直接利用熔斷器中的熔體產生的熱量引起本身熔斷，從而使故障電氣 設備免受損壞，以維持電力系統其餘部分的正常工作。,（四）負荷開關,1. 高壓負荷開關的維修,高壓負荷開關與隔離開關很相似，所不同的是它多了一套簡單的滅弧 裝置，故它可以開斷負荷電流，但不能切斷短路電源，不能用作超載短路

20、保護元件。,高壓負荷開關的操作比較頻繁，其主閘刀和滅弧閘刀的動作順序是：,合閘時，滅弧閘刀先閉合，主閘刀後閉合；分閘時，主閘刀先斷開，滅 弧閘刀後斷開。多次操作後，應檢查緊固件是否鬆動，當操作次數達到規定 值時，必須檢修。,2. 低壓負荷開關的維修,檢修內容如下：,1）清除污垢，檢查外部及緊固情況，檢查操作機構是否靈活，必要 時加以調整。,4）檢查接地是否良好。,2）清除觸點燒損痕跡，檢查與調整動、靜觸點的接觸緊密程度， 並檢查三相是否同時接觸。,3）更換有裂紋的、損壞的絕緣子。,（五）低壓斷路器（自動空氣開關）,自動空氣開關以空氣作滅弧介質，主要由滅弧裝置、導電系統、操作 機構和脫扣裝置等組

21、成。自動空氣開關在安裝及運行前應作一般常規檢查。,自動空氣開關運行一段時間後，要定期維護檢修，內容包括：,（1）觸點的檢修,（2）造作機構的檢修,（六）接觸器,接觸器的常見故障及處理：,1）觸點過熱甚至熔焊。,處理方法：調整觸點壓力，用小刀或細銼處理觸點因電弧而形成的 蝕坑或熔粒，調換開斷容量更大的接觸器。,2）銜鐵振動和吸合雜訊大。,處理方法：調正銜鐵位置；清潔銜鐵表面，用汽油或四氯化碳清洗；更換反作用彈簧；消除銜鐵受阻因素；更換短路環。,3）線圈過熱或燒毀,處理方法：尋找引起線圈電流過大的因素，更換符合要求的線圈，使銜 鐵運動順暢。,4）觸點磨損,處理方法：調換合適容量的接觸器，調整三相觸

22、點使其同步，排除短路故障等。,第三節 數控設備電氣故障診斷與維修技術,數控設備特點是以大型積體電路為主構成電控系統。,一、日常維護,二、現場維修的一般檢查方法,在日常工作中，應注意讓元件能在正常電壓、正常電流及正常溫度下工作，以減少故障率。,1. 常規檢查,1）檢查電源電壓是否正常，斷路器、熱繼電器、自動空氣開關是否有跳閘現象，各熔斷器是否有熔斷現象。,4）檢查電線、電纜是否斷裂，連接線是否有斷線，插接件是否有 脫落。,2）觀察故障板，是否有元器件破損、斷裂、過熱及變色現象。,3）搖晃積體電路片子，檢查電子元件是否有接點鬆動、焊接不現象。,6）檢查冷卻風扇是否旋轉正常。,5）注意觀察機床在故障出現時，是否有雜訊、振動、焦糊味、 異常發熱等現象。,2. 靜態檢查,3. 動態檢查,三、現場常見故障的診斷與排除,1. 機床本體的電氣故障,1）各運動軸正向或反向的硬體超程。,2）數控機床、加工中心等機床，在換刀時找不到刀，其車床的回轉刀台或加工中心的刀庫總是旋轉不停，找不到刀。,3）數控車床的主軸不執行分度動作。,4）加工中心類機床其刀庫的開門、關門，活動工作