Question

电气设备的几种常见故障原因及分类

Answer 1

一、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。
二、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
电接触不良导致的发热，一是由于接触电阻上的发热，二是接触不良发生电弧产生的热。电接触发热将进一步导致电接触不良的恶化，使电路不通。
2.2.4电接触不良导致电弧的产生
电接触处的一层绝缘薄膜(如水分、灰尘、氧化膜等)。在一定电压下，在接通电路瞬间，可能被击穿，因而会产生火花和电弧，从而导致更严重故障的发生。
2.2.5电接触电阻的增加可能使某些电路不能正常工作
电接触电阻虽然很小(通常为毫欧、微欧级)，但对于某些电路则是不可忽视的因素，如电流互感器二次回路，正常运行状态是短路运行状态。如果该回路接触电阻过大，将导致正常短路运行状态被破坏，造成电测仪表误差增大、继电器误动作等故障的发生。
2.3电气工况变化引起的电气故障
无论是三相电源不对称、三相负载不对称以及中性点偏移都是由于电源或负载没有按规定运行或配置引起的系统电能偏离正常状况，当偏离值较小时对电气设备的影响比较小，当偏离值较大时，就可能引起电气故障，如部分电气设备电压过高导致烧毁等。
了解了可能引发电气设备事故的原因，才能针对可能引起电气设备故障的原因，采取有针对性的措施，如加强特殊天气设备巡视、采用合适参数的设备等，才能最大限度地避免事故发生，保证电气设备的正常运行。

Answer 2

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