石化电气设备典型故障的诊断

2023-02-13

1. 石化电气设备的典型故障及原因分析

石化电气设备故障原因不外乎以下两种:一是人为故障, 主要是指设备操作人员在设备运行的时候, 不按操作规范操作引发的设备故障;二是自然故障, 主要是由于设备老化、发热以及恶劣环境等不利因素的影响造成的故障[1]。石化电气设备的典型故障主要有以下几种情况。

1.1 供电问题造成的设备故障或损坏

由于石化企业一般规模较大, 使用的电气设备数量众多, 因此在设备使用过程中, 经常会出现三相用电不平衡或中性点接地不良的情况, 由于对这一问题的认识不足, 从而导致电气设备故障甚至损坏的情况时有发生。

1.2 电机启动故障

这是电气设备的典型故障之一, 主要表现是电气设备接通电源之后, 电机有嗡嗡声, 但是设备并不工作。造成这种故障的原因主要有电源缺相、机械负载过大、电机内部出现问题以及电压过低。

1.3 电机过热

电机在运行过程中出现温升过高的问题称为电机过热, 这也是电气设备的常见故障, 如不及时控制, 极易造成电机损坏。其主要是负载过大、散热不畅、低电压以及二相运转等。

1.4 设备短路

如果设备停机时出现保险丝熔断或自动开关跳闸问题, 应该考虑是设备短路造成的。如果设备的外部安装正确无误, 则应考虑是电气设备的内部短路。并且大多数的设备短路情况下, 都会伴随着电极烧毁。

2. 电气故障的诊断步骤

2.1 故障现象分析

2.1.1 操作人员是设备的直接使用者, 一般对设备情况比较了解, 通过对他们的询问可以掌握电气设备故障发生前后情况的重要现场资料, 同时还可以了解该设备是否发生过类似故障, 以及发生的原因和补救措施, 这对于快速确定故障原因有很大帮助。

2.1.2 对设备进行初步勘验。对设备进行全面的观察是得到故障线索的重要途径。初步勘验一般是对各种外围指示监测装置、开关以及控制机构、调整装置的检查。

2.1.3 设备试运行。为了掌握故障情况下设备的原始状态, 可以按照正常程序启动运行设备, 运行过程中要仔细观察设备故障现象, 同时要提高警惕, 一旦发生意外, 要立即停止运行, 以免给设备造成更多的损害。

2.2 设备检查

根据上一步对故障现象的分析得到的初步印象, 有针对性的对设备展开详细的检查, 检查重点应该放在印象中最可能存在故障的部分。这一阶段应该注意的问题是尽量不要对设备做过多的拆卸, 以免诱发次生故障;也不要贸然调整设备的控制装置, 因为故障未完全排除的情况下调整控制装置可能会造成故障症状被掩盖, 或诱发更严重的故障, 给故障的诊断和排除造成负面影响[2]。

2.3 故障部位的确定

维修人员必须要对电气设备的控制原理和结构了如指掌。如果故障设备没有诊断资料可以借鉴, 就可以根据设备的原理和结构将其划分成若干功能块, 然后对每一部分进行检查。以确定故障的大致范围, 再对该部分进行深入分析。这样可以逐步缩小故障范围, 快速确定故障的具体部位。

2.4 故障排除

确定故障范具体部位以后, 如果是设备硬件问题, 就需要找出产生故障的组件或元件, 然后进行更换修理, 但是修理不能是对于故障器件的简单更换, 应该进一步确定器件的损坏属于老化所致还是否另有深层原因。例如当一只电容或电阻被烧坏后, 要注意分析是不是由于某些原因导致通过该原件的电流过大所致, 不然更换以后还会被烧毁。此外, 如果该电气设备不能长时间停机, 可以采用备用替换的方法, 将故障部分替换下来进行场外修理。

2.5 修后复检

故障排除以后, 维修人员应对设备进行复检, 以证实该设备能够正常运转, 以证实原有故障确已排除, 且没有增添新的故障。并由操作人员实际操作确认, 故障检修才算圆满完成。

3. 电气故障的诊断方法

3.1 观察法

观察法指的是根据电气设备故障的现象, 通过对电气设备的看、听、闻, 对故障原因作出初步判断[3]。其中最常用的观察法是观察火花。电器开关、导线线头等处在接触或断开时会产生火花, 这种火花的有无和大小是检查和发现电器故障重要现象。如果正常紧固的导线接头处出现火花时, 说明这一位置存在接触不良或松动。对于触电开关来说, 闭合的瞬间产生火花是正常现象, 故障电气设备的开关闭合时有火花产生说明电路是通的, 如果没有火花则说明电路不通。三相异步电机是电气故障的高发区, 当电动机的接触器一相无火花、说明这一相的电路断路或接触不良;如果三相中火花的大小不一致, 一般是电机相间短路或接地所致;如果三相火花都明显偏大, 一般是电动机过载所致。此外, 在辅助电路接触器线圈电路通电后衔铁不吸合也是常见的故障, 其原因主要有两个:一是接触器被卡住或不能动作;二是电路断路。此时可以通过启动按钮触点位置有无火花产生来判别故障的具体原因, 如果有火花说明故障在接触器的机械部分;如果无火花说明电路断路。另外, 还可以根据电器发出的声音、气味、压力、温度等来分析判断故障, 限于篇幅这里不再敷述。运用直观法, 不但可以确定电气设备的简单故障的原因, 还能迅速锁定故障位置。

3.2 测量法

利用测量法诊断电气设备的故障主要是测量电压、电流和电阻。其中电压电流的测量可以根据电器的供电方式, 对于各个测量各点的电流值与电压值进行测量并与正常值相比较。具体测量方法有分段、分阶和点测法。测电阻法主要用于电器设备空间距离较大情况下使用, 一般采用分段测量法和分阶测量法。

3.3 对比法

把检测数据与电气设备的正常参数与图纸资料进行对比, 从数据异常的来确定故障的部位和原因。如果没有相关的记录, 可用同型号的完好电器设备进行比较。如果多个元件共同控制同一设备时, 可以利用相似的动作情况来判断故障。

3.4 置转法

当某些故障原因不易确定时, 为了不造成电气设备的长时间停运和进一步证实故障是否由某个可疑的电器件引起, 可使用同型号的完好电器件进行替代实验。但当运用转换法进行检查时应注意认真检查拆下的原电器的完好情况, 只有确定了引起故障的具体元器件, 才可换上新电器。

3.5 逐步接入法

当电动机内部电路发生故障时, 通常没有明显的外部现象可供参考。此时可以采用逐步接入法进行诊断, 具体做法是当电气设备内部电路出现接地故障或短路故障时, 可以在更换新熔断器后根据初步判断结果, 将有可能发生故障的支路逐一地接入电源进行试验。显然能够使熔断器再次熔断支路就是故障位置, 下一步可以就这条电路及其所包含的电器元件进行重点排查。

3.6 强迫闭合法

如果电气设备故障没有明显的特征也不易使用仪表进行测量时, 可以使用绝缘棒将故障部位的接触器、电磁铁、继电器等强行闭合, 然后观察电气设备各个部分出现的出现异常现象, 从而对故障的部位和原因做出初步判断。

3.7 短接法

断路故障为电气设备设备的电路中的常见故障。这类故障一般是由导线虚连、松动、虚焊、脱焊、接触不良等原因造成的。对这类故障的诊断, 短接法是一种简单易行, 又十分可靠的方法。短接法是指用一根导线, 将怀疑断路部位进行短路试验, 如果实验时到某一部位时电路通路并正常工作, 那么此处就是断路故障点。依据设备的具体情况短接法在具体操作中可分为长短接和局部短接。