電氣故障處理方法總結(jié)及應(yīng)用

楊 磊

（重慶中法供水有限公司，重慶 400021）

0 引言

在日常工作中，電氣故障范圍較廣，涉及到電氣系統(tǒng)的各部分，故障現(xiàn)象千變?nèi)f化而且不可預(yù)見。因此，排除故障的方法只能根據(jù)故障具體情況而定，沒有固定模式和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這就造成一些維修人員工作時較為困惑，在排除故障過程中往往走很多彎路，甚至因維修方法不當(dāng)，導(dǎo)致故障現(xiàn)象及范圍擴(kuò)大化，損壞設(shè)備和元件。原因就是維修人員在不熟悉故障電氣設(shè)備的操作方法、工作原理、線路走向以及設(shè)備使用等情況下，就開始盲目維修。

1 電氣故障排除方法

檢測和排除故障時，若能掌握設(shè)備的工作原理，真正理解設(shè)備圖紙含義，甚至每個元器件特性，就為順利排除故障做好了充分準(zhǔn)備。但在實際操作時，為更有效分析和判斷，迅速找出故障點(diǎn)，還需具備一定的檢測手段和方法。對于電氣設(shè)備檢修，有一種廣泛共識，“故障往往發(fā)生在你想不到的地方”。類似醫(yī)生診斷病情，通過歸納總結(jié)，電氣故障的診斷可分為“六診”，即“望、聞、問、聽、摸、測”等6 種診斷方法；“十法”，即分析法、短路法、開路法、替代法、菜單法、切割法、對比法、擾動法、再現(xiàn)故障法、參數(shù)調(diào)整法；“三先后”，即先易后難、先動后靜、先電源后負(fù)載。這些方法基本體現(xiàn)在所有電氣故障排除過程中。下面，通過實際故障案例，進(jìn)行說明。

2 故障實例

2008 年春節(jié)值班期間，梁沱水廠藍(lán)家院加壓站10 kV 架空線路出現(xiàn)C 相缺相故障。該線路為鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，由梁沱水廠110 kV 變電站提供電源，線路長度約2.8 km。該線路多穿行于山間丘陵地帶，接到故障報告，維修人員沒有直接去藍(lán)家院加壓站，而是立即到變電站確認(rèn)電源側(cè)是否出現(xiàn)異常。詢問現(xiàn)場值班人員，以及對10 kV 母線電壓的判斷，確定電源側(cè)正常。但是通過查詢微機(jī)保護(hù)裝置的故障記錄，發(fā)現(xiàn)一條C 相接地的故障記錄。由于連續(xù)幾天雷雨天氣，很有可能使線路絕緣金具絕緣降低，導(dǎo)致C 相不完全接地。若此時線路被雷電擊中，在避雷器還未能及時動作釋放大量能量時，潛在的不完全接地點(diǎn)缺陷被直接擊穿，對地短路的巨大電流將線路熔斷，最終出現(xiàn)C 相缺相故障。按照這個思路，立即準(zhǔn)備巡查線路，但是面對數(shù)公里長的架空線路，要快速、精準(zhǔn)地查出斷線點(diǎn)絕非易事。為此，首先從線路最容易出問題的地方查找，例如；刀閘、轉(zhuǎn)角桿、線路周圍樹木較多處等。巡查近2 h，未發(fā)現(xiàn)明顯故障點(diǎn)?？紤]到線路在對地短路時，總會產(chǎn)生大電流的能量釋放，常伴隨閃光及聲響。為此，咨詢周圍居民，結(jié)果到梁電14 號桿附近時，有居民反映，早上在田間勞作時，看見電桿上有一團(tuán)火光并且聲音巨大。按照居民指引方向，到14 號桿附近，使用望遠(yuǎn)鏡仔細(xì)查看桿上情況，發(fā)現(xiàn)14 號直線過線桿的C 相瓷瓶有殘缺。瓷瓶上方的線路有一道不足2 cm 的斷開點(diǎn)，由于瓷瓶兩端有耐張線夾進(jìn)行固定，因此線路熔斷后并沒有使鋼芯鋁絞線垮塌。這種情況如果不是有針對性地查找，很難發(fā)現(xiàn)。事后分析損壞的瓷瓶，瓷瓶表面灰塵較多，由于連日降雨導(dǎo)致絕緣降低，使其C 相不完全接地。而雷電的大電流擊穿了瓷瓶并熔斷了瓷瓶上的導(dǎo)線。這次故障排除過程，運(yùn)用“六診”里的“問”、“望”要訣，“十法”里的分析法、菜單法，“三先后”里的先電源后負(fù)載等。

2016 年4 月25 日，梁沱水廠例行大停水，檢修更換閥門時，需要大量使用電焊機(jī)進(jìn)行焊接工作。其中一家施工單位將新買的交流電焊機(jī)和整盤的電焊機(jī)焊把線帶到現(xiàn)場。由于焊接工作地點(diǎn)就在電焊機(jī)旁邊，因此沒有打開整盤電焊線，將兩端線頭分別抽出，接在電焊機(jī)二次側(cè)和電焊鉗上。焊接時，發(fā)現(xiàn)焊接電流很小，不能有效起弧。維修人員檢查電源側(cè)電壓正常，電焊線兩端接頭處正常完好，電焊機(jī)的二次側(cè)電壓表指示空載電壓約為65 V。根據(jù)故障現(xiàn)象，懷疑是電焊機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)問題，打開電焊機(jī)外殼進(jìn)行檢查，通過萬用表測試內(nèi)部元件均正常。最后將整盤電焊線打開拉直，再次進(jìn)行測試，結(jié)果恢復(fù)正常。事后分析，現(xiàn)場擺放的整盤電焊線相當(dāng)于一個繞制起來的空心電感線圈。根據(jù)楞次定律，電感線圈通過交流電流時，自感電動勢產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線變化，而原來磁力線變化取決于外加交變電源的變化（圖1）。從客觀效果看，電感線圈具有阻止交流電流變化的特性，即具有感抗，感抗越大，電流越小。這就是電焊機(jī)輸出電流小，不能達(dá)到正常起弧電流的根本原因。這個案例充分體現(xiàn)了分析法的作用，利用電工原理的知識有效排除故障。

圖1 電感原理

掌握“診斷要訣”，一要對癥下藥，二要善于變通?！傲\”要因地制宜，“十法”要靈活機(jī)動，“三先后”也并非千篇一律。遇到陌生疑難故障時，切不可鉆牛角尖和慌手忙腳，這時更需要理清思路，沉著冷靜。只有善于獨(dú)立思考和不斷總結(jié)積累，通過實際工作不斷錘煉，才能成為診斷電氣設(shè)備故障的能手。

2017 年11 月，悅來水廠二級泵房3 號機(jī)組電機(jī)冷卻水電動閥故障，經(jīng)查電動閥的電機(jī)燒毀。電機(jī)修復(fù)后將其安裝回閥門，閥門始終無法正常工作。當(dāng)開閥指令發(fā)出時，閥門實際工作狀態(tài)為關(guān)，關(guān)閥命令發(fā)出時，實際狀態(tài)為開。開關(guān)幾次后，閥門開關(guān)狀態(tài)偶爾和指令吻合，但是開關(guān)閥的到位信號又和實際不相符。維修人員到達(dá)現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)最初懷疑的一些故障可能性均被排除。將旁邊正常工作的電動閥解體，觀察閥門工作過程中的狀態(tài)。通過比較，發(fā)現(xiàn)故障閥門的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與正常閥門不一致。此前懷疑相序不對，也進(jìn)行過電源側(cè)的換相工作，為此決定再換一次相序試試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論怎樣換相，電機(jī)轉(zhuǎn)向始終不會改變。考慮到這臺閥門是德國進(jìn)口的電動閥，很有可能裝有電源相序控制器，即無論外部電源相序如何改變，其電機(jī)轉(zhuǎn)向會保持不變。這臺閥門電動執(zhí)行器的電機(jī)繞組重新繞制過，估計在繞制過程中改變了電機(jī)的相位。為驗證判斷，打開控制部分的密封蓋，發(fā)現(xiàn)有相序控制功能的模塊。隨意選擇模塊至電機(jī)輸出端的3 根線中的2 根剪斷，然后再交叉進(jìn)行連接，通電測試，閥門運(yùn)行恢復(fù)正常。這次故障排除過程中運(yùn)用“六診”的“望”、“測”要訣，“十法”的分析法、開路法、菜單法、對比法、再現(xiàn)故障法，以及“三先后”的先動后靜等。

在日常工作中，電氣故障多種多樣，有時雖然故障點(diǎn)的位置不同，但是呈現(xiàn)出同樣的故障現(xiàn)象。例如，一條二次回路由電源、保險、按鈕、各類繼電器觸點(diǎn)和線圈等組成，當(dāng)這些元件出現(xiàn)故障，最終會呈現(xiàn)出同樣的故障現(xiàn)象。正是故障的同一性和多樣性，給查找及排除故障帶來諸多不確定因素。但是，無論什么故障，首先都應(yīng)該從故障現(xiàn)象入手，通過現(xiàn)象迅速判斷其大致的故障原因及范圍。然后在確定的范圍內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)分析判斷，篩選甄別，運(yùn)用合理的步驟和方法，確定故障范圍內(nèi)最重要和最典型的癥結(jié)。還要結(jié)合故障發(fā)生的時間、地點(diǎn)、環(huán)境等因素。電氣故障的排除，必須以專業(yè)理論知識為基礎(chǔ)，相較于其他維修工種，電氣維修人員需要的理論性更強(qiáng)，甚至可以說七分理論，三分操作。很多情況下，沒有理論指導(dǎo)，處理故障時根本無從下手。因此，在工作中為提升有效解決實際問題的能力和水平，應(yīng)在提高自身操作技能的同時，不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)電氣理論知識，通過經(jīng)驗積累，總結(jié)出一套行之有效的方法，才能迅速、準(zhǔn)確診斷電氣故障原因，從而排除故障。