电气设备故障及原因分析教学总结.doc

电气设备故障原因简析（1）

1 环境条件引起的电气故障
　　对电气设备运行影响比较大的环境条件有温度、湿度、空气污染状况以及大气压等。
　　电气设备在运行中如果温度过高或过低，超过允许极限值时，都可能产生电气设备故障。温度对电气设备的影响主要有以下几方面。
　　1.1 对导体材料的影响
　　温度升高，金属材料软化，机械强度将明显下降。如铜金属材料长期工作温度超过200 ℃时，机械强度明显下降。铝金属材料的机械强度也与温度密切相关，通常铝的长期工作温度不宜超过90 ℃，短时工作温度不宜超过120 ℃。温度过高，有机绝缘材料将会变脆老化，绝缘性能下降，甚至击穿。
　　1.2 对电接触的影响
　　电接触不良是导致许多电气设备故障的重要原因，而电接触部分的温度对电接触的良好性影响极大。温度过高，电接触两导体表面会剧烈氧化，接触电阻明显增加，造成导体及其附件（零部件）温度升高，甚至可能使触头发生熔焊。由弹簧压紧的触头，在温度升高后，弹簧压力降低，电接触的稳定性变差，容易造成电气故障。
　　2 设备运行条件引起的电气故障
　　当设备的运行参数与额定值差别较大，或设备本身的运行工况（机械状态）与出厂工况差别较大，运行条件和运行工况对设备正常运行状况影响比较大，其中由于电流过大引起的电动力、电接触不良、电网运行工况变化（三相电源不对称、三相负载不对称、中性点偏移等）占的比例较大。
　　2.1 电动力引起的电气故障
　　电动力与电流大小密切相关。在小电流情况下，电动力对电气装置的正常工作没有什么影响，然而，在大电流情况下，尤其在短路电流作用下，所产生的电动力是很大的。因此，电气装置必须具备在短路电流作用下不致损坏高，电接触两导体表面会剧烈氧化，接触电阻明显增加，造成导体及其附件（零部件）温度升高，甚至可能使触头发生熔焊。由弹簧压紧的触头，在温度升高后，弹簧压力降低，电接触的稳定性变差，容易造成电气故障。
　　2 设备运行条件引起的电气故障
　　当设备的运行参数与额定值差别较大，或设备本身的运行工况（机械状态）与出厂工况差别较大，运行条件和运行工况对设备正常运行状况影响比较大，其中由于电流过大引起的电动力、电接触不良、电网运行工况变化（三相电源不对称、三相负载不对称、中性点偏移等）占的比例较大。
　　2.1 电动力引起的电气故障
　　电动力与电流大小密切相关。在小电流情况下，电动力对电气装置的正常工作没有什么影响，然而，在大电流情况下，尤其在短路电流作用下，所产生的电动力是很大的。因此，电气装置必须具备在短路电流作用下不致损坏的稳定性，这种稳定性称为电动稳定性。超过了这种稳定性，电气装置将会产生故障。因此在选择设备参数时要进行动稳定校验。电动力所造成的电气故障主要表现在以下几方面。
　　2.1.1 电动力可能使导体变形
　　两根或三根平行导体（如母线）在短路电流作用下，导体受到吸引力或排斥力。当这种作用力超过某一程度时，就会使导体变形、接头松脱、支撑固定件损坏等。电动力可能使隔离开关误动作，当流过隔离开关的电流很大（如短路）时，其电动力可能使隔离开关自动打开。而隔离开关一般没有完善的灭弧装置，不具备断开短路故障的功能，因而这种自动打开属于一种误动作。在电弧作用下，触头可能被烧毁，甚至发生火灾。为了防止这类事故的发生，隔离开关的触头必须夹紧，不应有松脱现象，必要时还应设置联锁装置。
　　2.1.2 触头接触处的收缩电动力可能使触头烧损
　　通常，当载流导体截面沿导体长度（轴向）发生变化时，在截面变小处会产生轴向电动力。这种电动力称为收缩电动力。触头接触处的电动力有使触头受到排斥的趋势，也就是说，收缩电动力使触头接触紧密程度变小，甚至断开，使触头烧损。有时，也可利用导体形状的改变而产生的电动力使触头压紧。
　2.2 电接触不良引起的电气故障
　　2.2.1 电接触不良的原因
　　电接触材料的改变。电接触材料，尤其是开关触头的材料，对其导电性、硬度等有着较严格的要求，如果不适当地更换了原有的电接触材料，势必影响到电接触的性能。其次，为了弥补某些电接触材料的缺陷，常常在电接触材料表面镀上一层其他的金属，如银、锡、金等。在修理过程中或经过长时间的磨损，使镀层损伤或消失，必然使电接触性能变差。
　　电接触形式的改变。由于种种原因，使电接触表面不平整或接触面发生位移及方向的变化，从而导致电接触形式的改变，如将面接触、线接触变成了点接触，或点接触变成了面接触、线接触，都可能使电接触不良。
　　电接触压力的降低。弹簧变形、传动机构不到位等，使电接触压力降低。这是电接触不良的重要原因之一。
　　铜铝导体直接连接引起的电化学腐蚀。铜铝导体相互直接连接构成铜离子-铝离子的高电位差的电化学对，必然引起电化学腐蚀。在实际工作中，未经过任何处理而将铜-铝导体直接连接，是比较多见的。运行时间一长，必然产生电接触故障。
　　电接触表面性能不良。电接触表面上，由于种种原因，覆盖着一层导电性很差的物质，如金属的氧化物、硫化物等，其电阻率远大于原金属，也可能是覆盖在接触面上的灰尘、污物或夹在接触面间的油膜、水膜等，由此形成了表面膜电阻。它的存在使接触电阻值增大或引起接触电阻不稳定，甚至破坏电接触连接的正常导电。
　　环境因素的影响。潮湿，温度偏高，酸、碱、氧化硫、氯气等环境因素的影响，加速了电接触材料的化学腐蚀、电化学腐蚀及其他变化。
　　电接触安装工艺不符合要求。对不同的电接触类型有不同的安装工艺要求，达不到规定的工艺要求和标准，就会使电接触不良。
　　2.2.2 电接触不良导致电路不通
　　电接触点是电路中最薄弱的环节，电接触不良是导致电路不通的重要原因。如隔离开关触头松动、触头未接触、导线连接点未搭接好、导线与设备接线端子连接螺钉松动、锡焊点断开等，常常导致电路不通。又如，某些电接触点从外表上看似乎已连接好，而实际并没有连接好。在电气设备维修中常将这种似接非接的电接触点称为“虚连接点”。查找“虚连接点”是查找电气设备故障的难点之一。
　　2.2.3 电接触不良导致电接触处严重发热