从电气设备故障的分析诊断步骤谈维修处理（1） 绝缘导线, 维修

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现代科技技术的迅猛发展，使采用微机控制的机电仪一体的智能化电气设备，在电网中得到广泛的应用。当设备出现故障时，能迅述准确地分析判明故障原因、找出故障所在部位，并予以正确的排除，提高设备安全健康水平，是变电检修维护人员必备的技能之一。
一、电气故障的特点
1.隐性：故障没有外表特征，不易被人发现。如：熔丝熔断、绝缘导线内部断裂、保护装置整定值调整不当、触头通断不同步等。
2.显性：即故障部位有明显的外表特征，容易被人发现。如继电器和接触器绕组过热、冒烟、发出焦味、触头烧融、接头松脱、电器声音异常、振动过大、动作卡涩等;
3.故障区域性广：一种电气设备能实现某种功能，但其元件的分布区域可能很广。例如，变电所内大量的断路器安装点是在进、出线间隔内，而对断路器的控制、保护是在控制室，这也就决定了造成断路器“拒合”、“拒跳”故障的区域分布在一个较广的范围内，给查找电气故障带来了麻烦。
二、变电所电气设备运行中常见故障的种类及分析：
根据故障现象分析故障原因，是查找电气故障的关键。分析的基础是对电工学的基本理论和控制、接线方式的熟悉程度，某一设备故障产生的原因可能很多，重要的是在众多原因中找出最主要的原因。
1.运行温升引起的电气故障
(1)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，电接触的稳定性更差，容易造成电气触头电弧闪弧灼伤故障。
(2)对绝缘材料的影响 温度过高，有机绝缘材料将会变脆老化，绝缘性能下降，甚至造成绝缘击穿，材料的使用寿命也将缩短。根据绝缘材料8℃理论，A级绝缘材料在一定温度范围内，每增加8～10℃，材料的使用将寿命缩短50%。对无机绝缘材料的绝缘性能也有明显影响。例如，电瓷的击穿强度在温度为80℃以下时约为250kV/mm;当温度达到100℃时，其击穿强度约为100kV/mm .
(3)对电子元器件的影响 高温是许多电子元器件的大敌，如高温可使半测控、保护模块内中的半导体集成元件热击穿，因为温度升高，电子激活程度加剧，使本来不导电的半导体层导通或使电子元件器件的性能变劣，如在偏高的温度下，电子元件的反向导电电流增加，放大倍数减小，导致工作点的漂移，致使工作不正常。
2.电动力引起的电气故障
(1)较大的电动力可能使导体变形 两根或三根平行导体(如架空线、硬铝母线等)，在较大的短路电流作用下，导体受到吸力或斥力。当这种力超过某一程度时，就会使导体变形、接头松脱、支撑固定件损坏。
(2)电动力可能使开关误动作 当流过开关的电流很大(如短路)时，其电动力可能使刀开关自动打开。而刀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，甚至形成火灾。
(3)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劣，甚至断开，从而使触头烧损。
3.电接触引起的电气故障
(1)电接触材料的改变。 电接触材料，尤其是开关触头材料，对其导电性、硬度等有着较严格要求。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它的金属，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劣。
(2)电接触形式的改变。 由于修理或其他原因，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。
(3)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。
(4)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时，必然引起电化学腐蚀。是比较多见的。运行时间一长，必然产生电接触故障。
(5)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，例如金属的氧化物、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。它的存在使接触联接电阻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。
(6)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。(7)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。例如，刀开关触头松动、触头未接触、导线联接点未搭接好、导线与设备接线端子联接螺钉松动、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接触好，而实际并没有联接好。在电气设备维修中常将这种似接非接的电接触点称为“虚联接点”。接通时断时续。查找“虚联接点”是查找电气设备故障的难点之一。再如，对于某些低电压回路，如果电接触电阻远大于负载电阻，则负载两端的电压会远低于工作电压，负载不能工作。实际上也已构成电路不通的故障。
4.湿度引起的电气故障
表示空气中水气含量多少的物理量，称为湿度。在一般情况下，人们习惯于采用相对湿度表示空气的潮湿程度。电气工程中，相对湿度大于80%，称为高湿;相对湿度小于40%，称为低湿或干燥。湿度对电气设备的影响主要是绝缘强度、霉菌生长、金属腐蚀与磨损等。
(1)湿度偏高，降低了电气设备绝缘强度 空气的湿度增加，一方面使空气的绝缘强度降低;另一方面，空气中的水分附着在绝缘材料的表面，使电气设备的绝缘电阻降低，特别是当空气中的水份渗透到绝缘材料内部或溶解到绝缘油(如变压器油)中时，材料的绝缘性能大大下降，设备的泄漏电流大大增加，甚至造成绝缘击穿，产生电气故障。
(2)湿度与长霉 潮湿的空气有利于霉菌孢子发芽生长。这些物质与绝缘材料相互作用后会导致产品绝缘性能下降，对金属起腐蚀作用。一些极细的铜导线，如仪表、继电器的线圈等，在潮湿地区常因长霉发绿而被腐蚀，造成断线事故。特别是对印制电路板和精密仪表的影响较大。
5.电压偏移引起的电气故障
当电源电压比电气设备额定电压偏高或偏低时，电气设备将因此而受到影响，其影响程度取决于偏移值的大小和持续时间的长短。在严重的情况下，电气设备将因此而产生故障。
6.负载不对称引起的电气故障
在三相负载不对称情况下，即使三相电源对称，各相负载的电压也会不相等。由于负载不对称，使电源中性点和负载中性点之间的电压Uo≠0，使各相负载不相等。这种负载中性点和电源中性点电位不等，即不重合的现象，称为中性点偏移。很显然，当Uo很大时，必然使负载的某些相电压偏高，造成负载的故障。
7.电弧引起的电气故障
电弧的可导电性是造成电气短路事故的重要原因。 电弧的弧柱是一束可导电的离子流，且质量轻，可迅速移动和拉长。因此，在三相导体中，若其中一相因某种原因发生电弧，这一电弧可能被吹向(或拉向)另一相，造成相间短路;若导体对地放电形成电弧，这个电弧又不能迅速熄灭，则会造成相对地短路。电弧还可能使开关绝缘油等其他材料产生气体并急剧膨胀，产生爆炸事故。
三、电气故障排除应遵循的步骤
为避免在二次设备故障查找中少走弯路，必须自始至终的根据故障的特征现象冷静分析，也就是说要在分析判断，综合运用理论的基础上进行，而任何盲目的急躁、蛮干都是解决不了问题的，甚至是越查越糊涂。为此必须遵循以下几个方面：
1.熟悉电路原理。当一台设备的电气控制系统发生故障时.不要急于动手拆卸，首先要了解该电气设备产生故障的原因、经过、范围、现象，熟悉该设备及电气系统的基本工作原理，分析各个具体电路。弄清原理中元件之间的相互联系以及信号在电路中的来龙去脉，仔细分析.结合实际经验。经过周密思考，确定一个科学的检修方案。
2.先电源后机械。电气设备都以电气一机械原理为基础，特别是机电仪一体化的先进设备，机械和电子在功能上有机配合，是一个整体的两个部分。往往电源出现故障，影响了机械系统，许多机械传动部件的功能就不起作用。因此不要被表面现象迷惑，电气系统出现故障并不全部都是电气本身的问题，有可能是机械部件发生故障引起的。
3.先简单，后复杂。一是检修故障要先用最简单易行、日已最拿手的方法去处理，再用复杂、精确的方法。二是排除故障时，先排除直观、显而易见、简单常见的故障，后排除难度较高，没有处理过的疑难故障。
4.先外部检查.后内部处理。外部是指暴露在电气设备外壳或密封件外部的各种开关、按钮、插口及指示灯。内部是指在电气设备外壳或密封件内部的印刷电路板、元器件及各种连接导线。先外部调试，后内部处理，就是在不拆卸电气设备的情况下，利用电气设备面板上的开关、旋钮、按钮等调试检查，压缩放障范围。首先排除外部部件引起的故障，再检修机内的故障，尽量避免不必要拆卸。如有必要拆卸时，必须对机械、电气联系复杂的相关部件、接线端子做上记号，以防止在恢复安装时出错。
5.先静态测试，后动态测量“静态”是指发生故障后，在不通电的情况下，对电气设备进行检修;“动态”是指通电后对电气设备的检修。许多电气设备发生故障检修时，不能立即通电，如果通电的话，会人为扩大故障范围，烧毁更多的元器件，造成不应该的损失。因此，在故障机通电前，先进行电阻的测量，采取必要的措施后，方能通电检修。