水利泵站電氣設(shè)備故障排查方法探究

程 坤，劉 斌

（江蘇省沙集閘站管理所，江蘇徐州 221200）

0 引言

我國水利工程項目規(guī)模通常較大，水利泵站經(jīng)常處于連續(xù)負荷運營狀態(tài)，由此誘發(fā)電氣設(shè)備故障。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時，通常具備復(fù)雜、隱蔽等突發(fā)性特征，精確排查故障位置有其技術(shù)難度。對電氣故障進行排查操作，需要專業(yè)人員具備專業(yè)知識，遵循一定故障排查技巧方式，在提升故障排查效率的同時，為維修人員排除故障隱患預(yù)留足夠時間，減少水利泵站損失。電氣設(shè)備按照工作狀態(tài)可分成工作態(tài)與非工作態(tài)，不同狀態(tài)下的排查檢修方式不同，將電氣設(shè)備類型區(qū)分得更為細致，則排查效率更高。探究宏觀排查、測量分析等因素，為排查故障人員提供實踐操作經(jīng)驗，加強排查效率。

1 宏觀排查分析方法

使用宏觀分析的方式去排查電氣回路故障，可通過對故障設(shè)備的整體性識別來判斷回路故障的具體位置，加快維修人員的接入時效，保障水利泵站運營穩(wěn)定性。

1.1 交換方法

使用交換方法對電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生的故障類型較為敏感，該方法原理是將系統(tǒng)分成不同部分，在保護措施下交換各系統(tǒng)的相應(yīng)零部件，觀察交換后的系統(tǒng)是否運轉(zhuǎn)、運轉(zhuǎn)成效等結(jié)果，來判斷電路故障位置。當(dāng)交換零部件位置后，系統(tǒng)重新運轉(zhuǎn)，則電路回路暢通，可知該交換位置大概率存在故障；對該位置進行驗證，將判斷為故障的零部件更換至其他設(shè)備相同位置時，該位置停止運轉(zhuǎn)且系統(tǒng)故障類型相同，由此可確定該位置上的零部件是故障源頭。當(dāng)僅存在一臺設(shè)備，且該設(shè)備中存在相同元器件，也可以使用交換方法來排查故障。針對較高懷疑度的設(shè)備、元器件，第一步排查方式便可借助交換方法進行驗證，若交換后故障仍存在，則故障點存在判斷偏差，該元器件不可被判定為存在故障；若故障解除，則除該元器件的其余電路部分有幾率存在故障。

1.2 單元分割方法

在電氣設(shè)備中，電氣回路出現(xiàn)故障，其排查過程相對復(fù)雜，這是因為電路內(nèi)部存在較多回路，而水利泵站其電氣設(shè)備的二次回路依據(jù)不同功能劃分，可分為控制回路、監(jiān)測回路、信號回路等，不同回路下還存在較多支回路，造成電氣設(shè)備故障排查困難。在查找電氣設(shè)備故障時，主要排查部位便是各級回路及支回路，可將不同回路單元進行分割，減輕排查難度；根據(jù)故障具體表征，判斷出最易產(chǎn)生故障的部分單元，縮小故障隱患圈。電路雖然復(fù)雜且排查范圍較廣，但借助單元分割方式，能較快鎖定故障單元：①根據(jù)故障特征，理性分析故障的大致回路位置，先行判斷故障回路位置[1]；②待故障隱患回路確定后，分析出故障所處的大致支回路位置，再逐一檢測支回路，能直接找出出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備元器件。

1.3 對比方法

使用對比方式，將兩個一致的電路系統(tǒng)、元器件，分別進行故障及非故障電路的檢測對比，幫助排查人員更快更精準地獲知故障位置。對比方式的故障排查原理相對簡單，由此可在較多故障場合中應(yīng)用，通常情況下，當(dāng)電路內(nèi)出現(xiàn)兩個及以上相一致的部分時，便能應(yīng)用對比方式進行排查情況的對比分析。據(jù)電氣設(shè)備排查統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，同時發(fā)生且發(fā)生相同故障的比例較低，因此便可經(jīng)過對比分析，較快得出不同情況下的相關(guān)參數(shù)差異，并經(jīng)科學(xué)論證，得出電氣設(shè)備故障范圍及相應(yīng)范圍內(nèi)的故障程度。在應(yīng)用對比方式期間，經(jīng)同一元件的各項運轉(zhuǎn)數(shù)值，如電壓、發(fā)熱、電阻等，可知待測元件有無故障，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該元件某項或多項數(shù)據(jù)與正常模式數(shù)據(jù)不符時，可大概率判斷該元件存在故障。應(yīng)用對比方法時，對比雙方應(yīng)在統(tǒng)一工作狀態(tài)下才能精準對照，否則將影響對比精確性，產(chǎn)生排查失誤。

2 測量排查分析方法

2.1 短接方法

進行檢查測量期間，操作人員按順序理清回路接線流程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)越過降壓元器件的短接或產(chǎn)生多個支路時，則可知該回路在短接方法下，何處故障有了較明顯變化。短接方式的原理在于排除故障，因此進行短接時，應(yīng)及時斷開主回路電源，防止主設(shè)備誤啟動釀成不良后果。

2.1.1 直接短接方式

借助直接短接形式進行檢測，該方法較為方便快捷。其原理為根據(jù)現(xiàn)有短接情況進行直接短接，可取得較高效的應(yīng)用成果。借由一根絕緣性較好的導(dǎo)線或單級開關(guān)，將分析得出的回路故障位置進行開路觸點短接，抑或直接將某段回路線路短接，若短接期間電氣設(shè)備電路接通，便能說明在該段短接路徑上并無開路故障。使用該類方法，最推薦運用的短接設(shè)備應(yīng)為帶熔斷器的刀閘設(shè)備，但前提是電路回路中不存在電壓降元器件，避免產(chǎn)生電路短路，影響排查效率。

2.1.2 間接短接方式

（1）借助多用表歐姆檔位進行間接短接。該方式能夠測量的回路故障需要處于回路斷開狀態(tài)，避免損壞檢測表設(shè)備。該方式初始進行時，需要借助電氣元件的阻值數(shù)值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所測得阻值數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)偏差較大時，則該元器件有概率為故障源，此時進行仔細檢查，若存在故障則及時更換。另外，使用導(dǎo)通方法需關(guān)注在所測元器件周邊是否存在其他旁路，避免因旁路存在導(dǎo)致誤判斷，如存在旁路則需拆除。

（2）借助小功率燈泡進行短接排查。燈泡的電壓等級要與故障電路的電壓等級相符，一般為220 V、功率≤15 W，做成檢測燈，用此檢測燈兩端引線分別跨接懷疑的常開按鈕、接點、觸點等?？蓪z測燈的一端固定在某端的熔斷器下方，另一端分別從該端向另一端分段檢測按鈕、接點、觸點等。當(dāng)檢測按鈕、接點、觸點的一端檢測燈不亮，而檢測到另一端燈亮?xí)r，則證明此按鈕、接點、觸點可能有開路故障[2]。

2.2 測量電壓方法

2.2.1 電壓降方式

電壓降方法可以有效測量帶電回路，提高排查人員效率。

（1）電壓降方式。主要應(yīng)用到多用表中的電壓檔位，抑或直接使用電壓表。在選擇使用多用表設(shè)備時，需要注意多用表的表內(nèi)電阻應(yīng)≥2000 Ω。

（2）進行測量。首先將多用表的一端表筆與電氣設(shè)備回路中一端電源固定貼合，另一端表筆在回路的另一端電源上做電壓測量，并一路趨向固定的一端，由此測量出的電壓數(shù)值較為準確，能輔助排查人員進行判斷。在發(fā)現(xiàn)該回路、元器件設(shè)備的電壓表數(shù)值較小或直接不作指示時，則可判斷當(dāng)前回路、設(shè)備中存在開路故障，抑或是該段路徑內(nèi)存在著低阻的短路隱患，無論何種情況，都代表本次電壓降方式順利檢出故障問題。發(fā)現(xiàn)故障在該段路徑后，檢修人員可及時介入，加以重點排查。

2.2.2 對地點位方式

電路在不同的狀態(tài)下，電路中各點具有不同的電位分布，可以通過測量并分析電路中某點的電位情況，來確定電路故障的類型和部位。采用對地電位法時，應(yīng)在回路帶電情況下測量。在測量各點電位時，可將電壓表的一端接地或接控制屏、保護屏的金屬外殼，電壓表的另一端測量回路中的各點；如果被測點為正極性，應(yīng)將電壓表的“+”端觸及該點，而電壓表的“-”端接地。對地電位法檢查故障，如圖1 所示：在01 或02 處若測得的電壓值為110 V，既回路額定電壓的1/2，則證明正負電源是正常的；然后分別測量07、09、33、37 對地電壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某點上電壓表指示值與設(shè)備或回路在正常時的電壓不相符，如過小或無指示時，則表明故障可能在此回路或此元件，應(yīng)重點檢查[3]。

圖1 使用對地電位方式的故障排查示意

3 排查電氣回路時應(yīng)注意的事項

進行電氣回路排查，操作人員不僅應(yīng)遵循相關(guān)電業(yè)安全守則，還需關(guān)注各項排查注意事項。

（1）排查操作至少應(yīng)由兩人共同參與，當(dāng)實操人員進行排查故障操作時，另一人負責(zé)保護與監(jiān)督。兩人都應(yīng)明晰排查工作流程，確保各類工作目標(biāo)及內(nèi)容萬無一失。操作人員應(yīng)熟悉二次回路的接線方式，在重新接線時要按照既定圖紙規(guī)劃進行。

（2）當(dāng)排查工作進行到必須解除保護措施時，解除的時長不可超過現(xiàn)行規(guī)定，且應(yīng)經(jīng)過調(diào)度部門批準，方可解除保護。在雷雨、風(fēng)雪等惡劣天氣狀況下，保護措施不可退出，否則發(fā)生觸電危險的概率非常大，極易損傷排查人員及設(shè)備安全。

（3）在進行整組測試期間，操作人員需先明確斷路器設(shè)備與測試保護裝置有無關(guān)聯(lián)，如果一組保護裝置跳開了多部斷路器設(shè)備時，操作人員務(wù)必切除跳閘壓板后方可進行測試，以保證排查工作的安全[4]。

（4）對二次回路裝置進行電壓測量期間，操作人員務(wù)必使用較高內(nèi)阻的電壓表設(shè)備；如果現(xiàn)場排查條件有限，則使用的多用表內(nèi)阻需≥2000 Ω，確保在設(shè)備測量期間保持安全。

（5）在對元器件設(shè)備進行必要更換期間，最新更換的元件型號及規(guī)格等性能數(shù)據(jù)，需要與原本的元器件保持一致。如在進行微機保護裝置的插件板更換操作時，操作人員不僅檢查性能數(shù)據(jù)的一致性，還需判斷新、舊插件的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、I/O 有無偏差，避免引起保護裝置誤動。

4 結(jié)論

我國經(jīng)濟蓬勃發(fā)展下，受經(jīng)濟及環(huán)境治理等因素影響，水源調(diào)度需求量激增，導(dǎo)致水利泵站運轉(zhuǎn)時長及強度逐步增大，及時排查泵站電力系統(tǒng)故障，可有效緩解泵站因電力不穩(wěn)定導(dǎo)致的一系列不利問題。不同排查人員所用到的排查方式有所差異，但不論何種方式，其排查本質(zhì)都源自宏觀及測量分析，由此當(dāng)排查人員遇到電氣設(shè)備的回路故障時，需要結(jié)合相關(guān)技術(shù)渠道，針對性地進行故障排查工作，提升排查效率。對比、交換等方法在電氣設(shè)備元件排查時具備較高的應(yīng)用優(yōu)勢，回路接線故障可利用測量方式進行排查。