根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因,是查找電氣故障的關(guān)鍵。分析的基礎(chǔ)是對(duì)電工學(xué)的基本理論和控制、接線方式的熟悉程度,某一設(shè)備故障產(chǎn)生的原因可能很多,重要的是在眾多原因中找出最主要的原因。
1.運(yùn)行溫升引起的電氣故障
(1)對(duì)電接觸的影響 電接觸不良是導(dǎo)致許多電氣設(shè)備故障的重要原因,而電接觸部分的溫度對(duì)電接觸的良好性影響極大。溫度過高,電接觸兩導(dǎo)體表面會(huì)劇烈氧化,接觸電阻明顯增加,造成導(dǎo)體及其附件(零部件)溫度升高,甚至可能使觸頭發(fā)生熔焊。由彈簧壓緊的觸頭,在溫度升高后,彈簧壓力降低,電接觸的穩(wěn)定性更差,容易造成電氣觸頭電弧閃弧灼傷故障。
(2)對(duì)絕緣材料的影響 溫度過高,有機(jī)絕緣材料將會(huì)變脆老化,絕緣性能下降,甚至造成絕緣擊穿,材料的使用壽命也將縮短。根據(jù)絕緣材料8℃理論,A級(jí)絕緣材料在一定溫度范圍內(nèi),每增加8~10℃,材料的使用將壽命縮短50%。對(duì)無機(jī)絕緣材料的絕緣性能也有明顯影響。例如,電瓷的擊穿強(qiáng)度在溫度為80℃以下時(shí)約為250kV/mm;當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí),其擊穿強(qiáng)度約為100kV/mm .
(3)對(duì)電子元器件的影響 高溫是許多電子元器件的大敵,如高溫可使半測控、保護(hù)模塊內(nèi)中的半導(dǎo)體集成元件熱擊穿,因?yàn)闇囟壬撸娮蛹せ畛潭燃觿?,使本來不?dǎo)電的半導(dǎo)體層導(dǎo)通或使電子元件器件的性能變劣,如在偏高的溫度下,電子元件的反向?qū)щ婋娏髟黾樱糯蟊稊?shù)減小,導(dǎo)致工作點(diǎn)的漂移,致使工作不正常。
2.電動(dòng)力引起的電氣故障
(1)較大的電動(dòng)力可能使導(dǎo)體變形 兩根或三根平行導(dǎo)體(如架空線、硬鋁母線等),在較大的短路電流作用下,導(dǎo)體受到吸力或斥力。當(dāng)這種力超過某一程度時(shí),就會(huì)使導(dǎo)體變形、接頭松脫、支撐固定件損壞。
(2)電動(dòng)力可能使開關(guān)誤動(dòng)作 當(dāng)流過開關(guān)的電流很大(如短路)時(shí),其電動(dòng)力可能使刀開關(guān)自動(dòng)打開。而刀開關(guān)一般沒有完善的滅弧裝置,不具備斷開短路故障的功能。因而這種自動(dòng)打開屬于一種誤動(dòng)作。在電弧作用下,觸頭可能被燒毀,甚至形成火災(zāi)。
(3)觸頭接觸處的收縮電動(dòng)力可能使觸頭燒損 通常,當(dāng)載流導(dǎo)體截面沿導(dǎo)體長度(軸向)發(fā)生變化時(shí),在截面變小處會(huì)產(chǎn)生軸向電動(dòng)力。這種電動(dòng)力稱為收縮電動(dòng)力。觸頭接觸處的電動(dòng)力有使觸頭受到排斥的趨勢,也就是說,收縮電動(dòng)力使觸頭接觸緊密程度變劣,甚至斷開,從而使觸頭燒損。
3.電接觸引起的電氣故障
(1)電接觸材料的改變。 電接觸材料,尤其是開關(guān)觸頭材料,對(duì)其導(dǎo)電性、硬度等有著較嚴(yán)格要求。如果不適當(dāng)?shù)馗鼡Q了原有的電接觸材料,勢必影響到電接觸的性能。其次,為了彌補(bǔ)某些電接觸材料的缺陷,常常在電接觸材料表面鍍上一層其它的金屬,如銀、錫、金等。在修理過程中或經(jīng)過長時(shí)間的磨損,使鍍層損傷或消失,必然使電接觸性能變劣。
(2)電接觸形式的改變。 由于修理或其他原因,使電接觸表面不平整或接觸面發(fā)生位移及方向的變化,從而導(dǎo)致電接觸形式的改變,如將面接觸、線接觸變成了點(diǎn)接觸,或點(diǎn)接觸變成了面接觸、線接觸,都可能使電接觸不良。
(3)電接觸壓力的降低:彈簧變形、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不到位等,使電接觸壓力降低。這是電接觸不良的重要原因之一。
(4)銅—鋁導(dǎo)體直接連接引起的電化學(xué)腐蝕。銅—鋁導(dǎo)體相互直接連接構(gòu)成銅離子—鋁離子的高電位差的電化學(xué)時(shí),必然引起電化學(xué)腐蝕。是比較多見的。運(yùn)行時(shí)間一長,必然產(chǎn)生電接觸故障。
(5)電接觸表面性能不良。 電接觸表面上,由于種種原因,覆蓋著一層導(dǎo)電性很差的物質(zhì),例如金屬的氧化物、硫化物等,其電阻率遠(yuǎn)大于原金屬,也可能是覆蓋在接觸面上的灰塵、污物或接觸面間的油膜、水膜等,由此形成了表面膜電阻。它的存在使接觸聯(lián)接電阻增大或引起接觸電阻不穩(wěn)定,甚至破壞電接觸連接的正常導(dǎo)電。
(6)電接觸安裝工藝不符合要求。 對(duì)不同的電接觸類型有不同的安裝工藝要求,達(dá)不到規(guī)定的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)使電接觸不良。
(7)電接觸不良導(dǎo)致電路不通 電接觸點(diǎn)是電路中最薄弱的環(huán)節(jié),電接觸不良是導(dǎo)致電路不通的重要原因。例如,刀開關(guān)觸頭松動(dòng)、觸頭未接觸、導(dǎo)線聯(lián)接點(diǎn)未搭接好、導(dǎo)線與設(shè)備接線端子聯(lián)接螺釘松動(dòng)、錫焊點(diǎn)斷開等,常常導(dǎo)致電路不通。又如,某些電接觸點(diǎn)從外表上看似乎已接觸好,而實(shí)際并沒有聯(lián)接好。在電氣設(shè)備維修中常將這種似接非接的電接觸點(diǎn)稱為“虛聯(lián)接點(diǎn)”。接通時(shí)斷時(shí)續(xù)。查找“虛聯(lián)接點(diǎn)”是查找電氣設(shè)備故障的難點(diǎn)之一。再如,對(duì)于某些低電壓回路,如果電接觸電阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻,則負(fù)載兩端的電壓會(huì)遠(yuǎn)低于工作電壓,負(fù)載不能工作。實(shí)際上也已構(gòu)成電路不通的故障。
4.濕度引起的電氣故障
表示空氣中水氣含量多少的物理量,稱為濕度。在一般情況下,人們習(xí)慣于采用相對(duì)濕度表示空氣的潮濕程度。電氣工程中,相對(duì)濕度大于80%,稱為高濕;相對(duì)濕度小于40%,稱為低濕或干燥。濕度對(duì)電氣設(shè)備的影響主要是絕緣強(qiáng)度、霉菌生長、金屬腐蝕與磨損等。
(1)濕度偏高,降低了電氣設(shè)備絕緣強(qiáng)度 空氣的濕度增加,一方面使空氣的絕緣強(qiáng)度降低;另一方面,空氣中的水分附著在絕緣材料的表面,使電氣設(shè)備的絕緣電阻降低,特別是當(dāng)空氣中的水份滲透到絕緣材料內(nèi)部或溶解到絕緣油(如變壓器油)中時(shí),材料的絕緣性能大大下降,設(shè)備的泄漏電流大大增加,甚至造成絕緣擊穿,產(chǎn)生電氣故障。
(2)濕度與長霉 潮濕的空氣有利于霉菌孢子發(fā)芽生長。這些物質(zhì)與絕緣材料相互作用后會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品絕緣性能下降,對(duì)金屬起腐蝕作用。一些極細(xì)的銅導(dǎo)線,如儀表、繼電器的線圈等,在潮濕地區(qū)常因長霉發(fā)綠而被腐蝕,造成斷線事故。特別是對(duì)印制電路板和精密儀表的影響較大。
5.電壓偏移引起的電氣故障
當(dāng)電源電壓比電氣設(shè)備額定電壓偏高或偏低時(shí),電氣設(shè)備將因此而受到影響,其影響程度取決于偏移值的大小和持續(xù)時(shí)間的長短。在嚴(yán)重的情況下,電氣設(shè)備將因此而產(chǎn)生故障。
6.負(fù)載不對(duì)稱引起的電氣故障
在三相負(fù)載不對(duì)稱情況下,即使三相電源對(duì)稱,各相負(fù)載的電壓也會(huì)不相等。由于負(fù)載不對(duì)稱,使電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)之間的電壓Uo≠0,使各相負(fù)載不相等。這種負(fù)載中性點(diǎn)和電源中性點(diǎn)電位不等,即不重合的現(xiàn)象,稱為中性點(diǎn)偏移。很顯然,當(dāng)Uo很大時(shí),必然使負(fù)載的某些相電壓偏高,造成負(fù)載的故障。
7.電弧引起的電氣故障
電弧的可導(dǎo)電性是造成電氣短路事故的重要原因。 電弧的弧柱是一束可導(dǎo)電的離子流,且質(zhì)量輕,可迅速移動(dòng)和拉長。因此,在三相導(dǎo)體中,若其中一相因某種原因發(fā)生電弧,這一電弧可能被吹向(或拉向)另一相,造成相間短路;若導(dǎo)體對(duì)地放電形成電弧,這個(gè)電弧又不能迅速熄滅,則會(huì)造成相對(duì)地短路。電弧還可能使開關(guān)絕緣油等其他材料產(chǎn)生氣體并急劇膨脹,產(chǎn)生爆炸事故。
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