研究生第五课2008.ppt

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1、李燕青李燕青 电气设备故障监测与诊断电气设备故障监测与诊断设备故障的特征量设备故障的特征量设备状态量及监测技术 n状态量是设备运行中出现的各种正常和异常特征信号量的总称。n设备状态量可以分为运行状态量和生产过程状态量。1.运行状态量 n设备运行中会经常发出声音、振动、温度等多种信号。这些信号可以被感觉或测量出来。n与设备运行状态相对应的有正常信号和异常信号，采集并识别这些信号，经过分析可以识别和判断出设备的缺陷和故障。n机械量信号 与生产功能无直接关系的信号，如振动、声音、轴承温度等；与生产功能有直接关系的信号，如汽轮机的汽压、汽稳、转速等。n电磁信号有电压、电流、频率、局部放电电荷、磁场强度

2、等。n化学信号如绝缘油含烃量、润滑油酸阶等。2.生产过程状态量 n生产过程的各个环节是相互联系的。在正常运行时，各生产过程参数（输入、输出等）呈一定的比例关系。n各项参数间比例失调，就表示设备内部存在有缺陷 3.状态量的采集方法 n检查感官直接（看，听，嗅，尝，触），能检测出定性的模糊量n测量分为运行中的在线测量和停机中的离线测量（可测、有量）n检测主要指对停机或维修解体中设备的检查与测量n监测在运行中，对设备的某些状态量的定期或连续的测量通常监测的状态量参数 监测输入量输入量泛指作用于设备、推动设备运行和导致设备劣化的各种输入量。输入量监测的目的在于查明异常或故障的来源，同时根据实际情况，进

3、一步推测设备的运行可靠性和使用寿命。输入量有许多种类，如机械力（拉力、压力、扭力、疲劳应力等）、化学作用、电或磁力的作用力等等。监测运行状态量设备发出运行状态量有主动和被动两种方式。主动发出的信号：主要是具有转动部件的设备，在运行中常会发出振动、热量或声音、光等信号，统称为一次信号。被动发出的信号：主要针对静止的设备或没有运动部件的设备，必须采取预加一定量的输入，迫使设备发出信号（即二次信号），借以诊断设备的内部状态。取得二次信号的方法有：外部刺激法、照射法、涂敷料法。监测输出量确定设备的功能指标 诊断的常用技术 电流分析法监测负载电流幅值、波形并进行频谱分析，可诊断出电机的转子绕组断条、气隙

4、偏心、定子绕组故障、转子不平衡等缺陷；电流频谱分析是诊断和监测交流电机故障的有效方法，它可以诊断交流电机笼型绕组的断条、静态气隙偏心、动态气隙偏心、机械不平衡等故障。振动诊断对振动信号进行信号处理和分析；绝缘诊断利用各种电气试验和特殊诊断方法，对设备的绝缘结构、工作性能和是否存在缺陷做出判断，并对绝缘剩余寿命作出预测；温度诊断对设备各部分温度进行检测或红外测试振声诊断对诊断的对象同时采集振动信号和噪声信号 输入/输出的电量 n变电设备变压器、电压互感器、电流互感器、断路器、隔离开关、耦合电容器、避雷器等。n电机主要指发电机和高压电动机。避雷器：工作电压下流过避雷器的电流及其变化电磁式电压互感器

5、：工作电压下的励磁电流及其变化耦合电容器：工作电压下流过绝缘的电流I0及工作电压下的噪音干扰三相电容型设备：工作电压下每相流过绝缘的电流I0和三相选频电压U0值电力变压器及电机：电压、电流（空载励磁电流、负载电流、不对称电流等）、频率、有功及无功功率等特殊电磁量 轴电压：运行时转轴两端的电位差。设计和正常运行的电机设备其值很小。当电机设计、调整存在问题，电机出现故障的情况时，电机往往会出现较高的轴电压，因此，对电机轴电压的检测和诊断能发现电机存在缺陷，并有助于监视电机铁心和绕组的劣化过程。同时，可以采取措施，避免轴电压产生轴电流对轴承的损坏。轴电压产生的原因通常有：磁通脉动，通常由磁路不对称或

6、磁场畸变引起；单极效应；电容电流等因素。轴电压含有交流分量、直流分量和高频分量，必须进行频谱分析。轴电压轴电压 不对称电流的出现可能原因有：三相负荷不对称；发生不对称故障；轴电压负序不对称电流负序不对称电流 电气试验是判断电气设备性能尤其是电气性能的主要手段。对试验结果的分析与判断能发现可能存在的电气故障隐患。轴电压负序不对称电流 电气试验测量结电气试验测量结果果 转子绕组匝间短路是发电机运行中的一种常见故障。严重时会影响发电机的无功出力；不对称的匝间短路会导致发电机组振动加剧；可能进一步导致转子绕组对地绝缘损坏，发展为接地故障。采用微分探测线圈，安装在定转子间气隙或固定于定子槽内，由于探测线

7、圈的感应电势正比于转子各槽漏磁密波的微分，从感应电势波形图可以判断对应各槽有无匝间短路。利用霍尔效应制造的霍尔元件可以测量交流和直流磁场的磁通密度。轴电压负序不对称电流 电气试验测量结果 感应电势的微分感应电势的微分探测（用于测量交探测（用于测量交变磁场）变磁场）例：发电机轴电压的测量600MW发电机轴电压的测量发电机轴电压的测量发电机冷却方式为水氢氢，即定子线圈采用水内冷，转子线圈采用氢内冷，定子铁芯及其它结构件采用氢气表面冷却。为了防止轴电压，在励磁端的轴承环和用来阻止氢泄漏的油密封装置处，利用聚脂玻璃叠片做成绝缘板，绝缘板有绝缘电阻测量引线引出机外，为日后测量绝缘板好坏提供了方便 一试验

8、目的一试验目的 发电机组由于某些原因引起发电机组轴上产生了电压，如果在安装或运行中，没有采取足够的措施，当轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜时，便发生放电，会使润滑冷却的油质逐渐劣化，严重者会使轴瓦烧坏，被迫停机造成事故。所以在安装和运行中，测量检查发电机组的轴及轴承间的电压是十分必要的。二产生轴电压的原因二产生轴电压的原因 1.发电机磁通的不对称 2.高速蒸汽产生的静电 由于在发电机同轴的汽轮机轴封不好，沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带电荷。这种性质的轴电压有时很高，当人触及时感到麻手，但它不易传导至励磁机侧，在汽机侧也有可能破坏油膜和轴瓦，通常在汽机轴上接引接地炭刷来消除。

9、U1：汽端轴对地电压 U2：大轴电压 U3：励磁端对地电压 U4：轴承绝缘板对大轴U5：轴承绝缘板对机座 U6：油密封装置绝缘板对大轴电压 U7：油密封装置绝缘板对机座电压 在20MW(发电机电压20.3KV,无功0MVAR,励磁电压150DC,励磁电流1700A)和605MW(发电机电压20.3KV,无功100MVAR,励磁电压316DC,励磁电流3532A)负荷下用Fluke87分别测量以上电压 U1U2U3U4U5U6U720MW57mv12.46v12.20v7.3v5.39v6.5v6.06v605MW64.2mv14.42v14.38v9.33v5.63v9.4v5.12vU2=U

10、3=U4+U5，绝缘良好绝缘良好 局部放电 局部放电是发生在电极之间不完全连同的放电。局部放电来源于设备绝缘的局部缺陷，例如固体绝缘的空隙、液体绝缘的气泡与杂质；不同绝缘层之间配合失调；绝缘体或导体的棱角、毛刺，导体间存在接触不良的部位等，在外加电压的作用下产生的放电现象。这种放电反应过程会产生带电离子相互碰撞，同时也冲击到绝缘介质引起绝缘材料出现白痕或树枝状放电痕迹。局部放电能促使绝缘油的分解，使绝缘性能降低，当进一步降低时就会产生绝缘击穿现象。局部放电反应了绝缘或导体间的电气性能的缺陷，可作为识别故障的有效的特征量。局部放电装置应到达以下要求。1.监测有害的局部放电2.鉴别发生放电的类型3

11、.诊断电气设备绝缘老化或缺陷状态气气隙隙中中的的场场强强Ec 与与串串联联部部分的场强分的场强E Eb的大小的大小?局部放电的发生过程电位移通量电位移通量串联介质的电位移通量相同串联介质的电位移通量相同uaab Ebb Ebc Ecdc气隙，气隙，b与气隙串联与气隙串联的部分，的部分，a其余部分其余部分duaab Ebb Ebc Ec放电CcCaCb等效电路ttuaucucBu0局部放电的发生过程放电CcCaCb等效电路局局部部放放电电前前局局部部放放电电后后气隙放电局部放电的分类电晕放电电晕放电针-板电极系统CbCaCb局部放电的分类表面放电局部放电的分类 放放 电电 树树刷状树枝丛林状树枝

12、局部放电的分类环氧物质中人工内部气隙加压后的观察由局部放电而产生的树局部放电的分类n40分钟分钟 e)50分钟分钟 f)60分钟分钟 a)10分钟分钟 b)20分钟分钟 c)30分钟分钟局部放电的分类变压器局部放电示意发电机局部放电示例在实验室条件下，采用高采用高压电机定子机定子线圈圈为试样，模拟了大型发电机中常见的典型放电：大型发电机定子线圈绝缘内部放电；主绝缘与铁心之间的槽放电；绕组端部防晕层不良造成的放电，以及由于绕组定、转子漏水、渗油使端部绝缘受潮和污染产生的端部放电等。图1、图2、图3给出了采用宽频局部放电监测系统采集到这几种放电的时域波形。内部放电波形 端部放电波形 电晕放电波形发

13、电机局部放电示例从监测结果可以看出，电机内部存在较大的干扰，干扰信号的幅度比放电信号大上百倍。现场采集到放电信号的时域及频域波形。可见，信号的主要频率分量在低频1MHz以下。采用30阶FIR的RLS自适应滤波器进行数字信号处理，该滤波器的噪声抑制率为40db。发电机局部放电示例从监测结果可以看出，电机内部存在较大的干扰，干扰信号的幅度比放电信号大上百倍。自适应滤波器消除干扰后得到放电波形的分析结果采用自适应滤波器消除干扰后，在整个频域上信号的各个频率分量幅值相当且幅值较小，说明无危害性放电存在。转子断条的简单分析直接起动的交流电机起动电流大（5-7Ie），在很短的起动过程中，笼型绕组或阻尼绕组

14、承受很高的热引力和机械应力，致使笼条或导条和端环在很高的应力下疲劳断裂。直接起动的大电流还会在绕组端部产生很大的电动力，使发生变形和产生振动，造成绝缘的机械损伤和磨损。在冷却效果较差时，起动电流产生的热应力较大，当在重载或频繁起动情况下，笼条、端环焊接处是经常发生开焊和断裂的部位。转子断条的发生发展过程转子断条的发生发展过程：1.在即将断裂的部位经常出现过热、很高的热应力和机械应力；2.达到疲劳极限时，笼条断裂，并产生电弧；3.在连续起动时，相邻的笼条通过更大的电流，并将承受更大的机械和热应力；4.造成更多笼条断裂，故障扩大，产生较大的单边磁拉力，使电机产生振动、噪声、定子电流摆动和温升增加、

15、转速波动。定子电流检测诊断断条的原理理论上，定子电流的频率是单一的，即电源频率。当转子回路出现故障时，定子电流频谱图 上，在与电源频率相差2倍转差频率2sf的位置上将各产生一个旁频带，由于其调制作用，定子电流将产生节拍性变化，电流周期性的脉动将使电流指针发生摆动，转矩也随之脉动，转子转速也同样波动。边频电流的幅值与基波比值大小，与转子断条程度有明显的直接的关系。特征：边频分量随负载增加而增加边频分量随负载增加而增加随故障程度加重而加重。随故障程度加重而加重。非电量在电气设备诊断中的应用 n设备运行状态量中的非电量包括机械量信号及各种化学信号等。n机械量信号有：与生产功能无直接关系的信号，如振动

16、、声音、轴承温度等；与生产功能有直接关系的信号，如汽轮机的汽压、汽稳、转速等。n化学信号视具体的设备和故障机理有许多种，如绝缘油含烃量、润滑油酸阶等。n非电量的监测在电气设备故障诊断中有着重要的应用，并产生了许多新兴的测量技术、仪器仪表技术、信号处理与分析技术n非电量监测装置的研制和开发是故障诊断学的重要内容。表征电气设备故障常用的非电特征量：振动与声响温度与温升压力、位置及变化绝缘分解物、水含量、机械杂质等一、振动与声响 发电机的振动发电机的振动 振振动动状状态态是衡量发电机能否持续可靠运行的重要指标。对运行中的发电机组而言，明显超过允许幅值的振动，将会导致转子滑环和电刷磨损加剧以及产生环火

17、；使机组连轴器不能正常工作；严重时将会导致机组密封系统的破坏，连接部件松动和应力增大；并危及基础部分。振动加剧往往是机组发生事故的前兆。发电机的振动一般分为机械振动和电磁振动两种。仅就电磁振动就有以下的原因：转子绕组匝间短路；定、转子间气隙不均匀；定子铁心组装接合处松弛；转子中心位置偏移；不对称负荷以及机组在转子临界转速下的共振、轴系扭振、油膜振荡和油膜涡动、电磁谐振等。加强对不同振动异常的识别才能诊断出引发此故障的真正原因。对发电机振动进行评价分轴承振动和轴振动两种形式，衡量指标是振动的相对位移和绝对位移值。由于汽轮发电机的轴比轴承等其它部位具有更大的振动位移量，因此，对轴振动的测量更能准确

18、地评价和分析机组的振动情况。一、振动与声响 发电机的振动发电机组的扭振发电机组的扭振 在轴旋转方向上产生的振动称为扭转振动，简称扭振。在由多个旋转组件组成的轴系中，如果传递扭矩不恒定，存在交交变变力力矩矩，能引起扭振；轴上扭矩的突然增加或释放，也产生轴系扭振。大型汽轮发电机具有细长的、分布质量惯性矩轴系，在正常工况下，轴系传递转矩和转速都是十分稳定的。当电网故障，突然短路或油开关突然跳闸时，轴系中出现很高的交变应力和扭转变形，而产生扭振。这种随机扭振，对汽轮机和发电机具有很大的危险性。负序电流，产生的旋转磁场方向与正序的相反，产生2f1的交变扭矩，作用于机组轴系引起扭振。因为2f1f1又称超同

19、步、强迫扭振。电力系统次同步振荡的影响。如采用串联补偿电容器时，同步发电机参数与电力系统参数之间发生电感电容振荡，将产生自激磁现象，引起扭振。振动与故障的关系 对于旋转机械，振动量是重要的运行状态特征，一切正常的旋转机械都会或多或少地发生它自己特有规律的振动（正如人体的脉搏）。异常振动是机械内部缺陷的表征异常振动是机械内部缺陷的表征。当设备内部出现故障、零部件产生缺陷、装配和安装情况发生变化时，其振动的振幅值、振动型式及频谱成分均会发生变化，不同的缺陷和故障，其引起的振动方式也不同。设备缺陷带来异常振动，通过对振动的测量分析，可以揭露设备内部隐形缺陷的存在和发展情况，有利于及时检修防止缺陷蔓延

20、与发展。对异常振动不及时治理，也会促使设备连结部件松动、材质疲劳而导致设备的损坏。振动与故障的关系 振动所表示的设备缺陷很多，旋转机械的大部分故障都可以从振动中表现出来。例如，静或动不平衡；轴系不对中；转子轴承损坏；部件联结部分松动；轴承润滑不良；动静部件间发生摩擦、碰撞；气穴；固体冲击等等。振动的基本参数：周期振动（简谐运动）位移，速度，加速度、相位角、频率和振动力其它如准正弦振动（增长或衰竭），冲击振动，不规则的随机振动 振动量不是一个恒定值，而是按周期反复出现的波动信号，或是由相同频率、不同振幅的信号以及不同频率的信号相互叠加的复杂波形。每个振动均能用振动位移峰峰值（从振动波的最高点波峰

21、到最低点波谷之间的直线距离）、平均值、有效值等多种形式表示。振动与故障的关系 低频时 振动体的振动强度与位移位移成正比中频时 振动强度与速度速度成正比（电机振动的主要频率范围）高频时 振动体的振动强度与加速度加速度成正比如汽轮发电机，以及转速在100r/s以下的风机、水泵等辅机的滑动轴承，常用振动位移的峰峰值或振动速度的有效值（振动烈度，直接表示振动动量，反映的是设备在振动下可能遭受振裂破坏的危险程度，反映设备振动对人体和周围环境的危害）表达。如对于高频振动或要求传感器必须在100以上工作时，则采用振动加速度有效值表示。振动与故障的关系 强迫振动强迫振动受外力的激励作用而产生。特点是振动频率同

22、步于外来激振力频率（如旋转机械的转速）或等于它的整数倍；振动的峰值出现在比较窄的范围内，即轴的临界转速；加大振动系统的阻尼仅使振动峰值增减，不影响其频率；激励来源于转子不对称、不平衡或外力的影响。自激振动自激振动依靠运动体本身不断为激励振动提供能量。最大特点是激振频率接近于转轴的一阶临界转速。表现为转轴以轴心为中心高速转动同时又以低频速度作弓状回转运动或称甩转（涡动、进动）。振动频率基本在一定范围内，和运动频率及外力的周期无关；在某种转速（发振转速）下振动突然加剧；如果加大振动阻尼，发振转速将上升，但和振动频率无关。振动与故障的关系轴振动的特点轴振动的特点：位移峰峰值直接表示转子在机体内的位置

23、变化，可以大致推断出转子与固定部件如汽封等有无摩擦的危险；在低速下可以测出测点位置的轴颈椭圆度或转子的弯曲值；可测取轴心轨迹，对分析油膜振荡等故障较有效。轴承振动的特点：轴承振动的特点：间接显示机组振动位移情况，如采用振动速度传感器或加速度传感器，可以得到振动速度的有效值（振动烈度），有利于对振动量作出评价；装置于轴承盖上，利于检查、拆装和维护。振动与故障的关系考核轴振动的变化当传感器支撑结构的绝对振动小于转轴相对振动的20%时，转轴相对振动或绝对振动都可以作为转轴振动量参数；否则，要进行转轴绝对振动测量。如转轴绝对振动值大于相对振动值，绝对振动是测量参数。评定转轴与非转动部件之间的气隙转轴相

24、对振动作为动静间隙的测量参数。转子在临界转速下的共振；不平衡振动及转子缺陷引起的振动；油膜振荡和油膜涡动；摩擦引起的振动；轴系扭振 一、振动与声响 发电机的振动发电机组的扭振 电力变压器的电力变压器的 异常声响异常声响 变压器正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯中产生周期性的交变磁通，引起铁芯片的磁致伸缩，铁芯叠片间的磁应力以及线圈间的电磁应力引起振动，变压器发出轻微的连续的“嗡嗡”声音和振动（属正常声响），有其固有频率。发生故障时，其频率也发生变化。如果研究出异常、故障与频率的相互关系，利用该关系可作为故障诊断的手段。当变压器内部或外部发生故障时，电流波形发生变化，除基本波形即正弦波

25、外，将产生各次谐波，导致杂音。即属于不正常现象，必须查明原因并消除。根据异常情况的不同，发生异常的原因主要有：声音均匀持续，但比平时明显增大。电网发生单相接地或谐振过电压、变压器过负荷，使变压器电流超过额定值，磁通增加甚至饱和，铁芯振动加剧，发出大而沉重的“嗡嗡”声。声音比平时增大，且有明显杂音。紧固部件如内部夹件、铁芯压紧螺钉松动，在电磁应力下引起硅钢片共振，使振动增强，能损坏硅钢片间绝缘，引起铁芯局部过热。声音中夹杂“劈啪”的放电声或不均匀的爆裂声。多是由于绕组或引出线对外壳闪络放电，接地不良或未接地的金属部件发生静电放电，变压器内部绝缘击穿，产生严重放电。此时应立即停运并通知检查。声音中

26、有像水沸腾的“咕嘟”声。变压器内部发生匝间短路或分接开关接触不良，造成局部严重过热，使油温急剧升高沸腾。必须立即退出运行进行检修。一、振动与声响 发电机的振动发电机组的扭振 电力变压器的 异常声响其它电气设备的 异常声响 电压互感器的声音异常电压互感器的声音异常电压互感器中产生的有游离放电、静电放电等原因引起听得见的“噼啪、咝”之类声音；因螺栓、螺帽等的松动引起的共振声，等。电流互感器的声音异常电流互感器的声音异常当电流互感器开路时，会发出比正常时大得多的“嗡嗡”声。绝缘子的电晕放电声绝缘子的电晕放电声端子金具上突出部分的电晕放电，被污染的绝缘表面产生的沿面放电会发出可听得见的声音，还有其它如

27、绝缘子、套管的龟裂和内部缺陷等原因噪声噪声噪声是由不同频率和不同强度的声波混合而组成的。描述噪声的主要参数有：声速、波长、频率、声压、声功率、声场等。在实际测量中，常采用参数的相对值，如声压级、声强级、声功率级等。频谱分析能揭示噪声的规律性，反映噪声的各频率成分（量值、随时间的变化规律等）。电机设备噪声源有：电磁噪声、空气动力噪声、机械噪声、轴承噪声、电刷噪声等。二、温度 n温度及温升温度及温升 电机中运行中内部进行着能量交换，同时内部也存在着能量损耗。各种损耗都转化为热能，使各部分发热，使它们的温温度度高高于于周周围围介介质质的的温度，即称为温升温度，即称为温升。热能必须通过冷却来加强散发，

28、即必须进行通风冷却。电机设备在运行中产生的能量损耗有：基本铜耗（由于电阻引起，在传递能量的电气设备中同样发生）、铁损（涡流和磁滞损耗）、机械摩擦损耗、励磁损耗以及杂散损耗。当电气设备内部存在短路性故障时，就会在局当电气设备内部存在短路性故障时，就会在局部产生温度的急剧升高，形成所谓的局部异常部产生温度的急剧升高，形成所谓的局部异常温升温升。三种导热形式：传导、辐射、对流传导、辐射、对流二、温度 n温度及温升n铁心过热点铁心过热点 交流电机定子铁心和电力变压器的铁心是磁路的重要组成部分，设计时一般采用较高的工作磁密，由于磁通是交变的，为了减少涡流和磁滞损耗，叠成铁心的硅钢片都是表面涂漆而相互绝缘

29、的，当漆膜完好、片间绝缘良好时，铁心温度较低，而且整个铁心温度分布是均匀的整个铁心温度分布是均匀的。当由于各种原因破坏了铁心绝缘而造成片间局局部部短短路路时时，短短路路的的局局部部区区域域将将产产生生较较大大的的涡涡流流而而发发热热，进一步破坏相邻部分的片间绝缘而使故障进一步扩大，当环流增大到一定程度时，将使硅钢片熔化、局部高温同时将破坏绕组（线圈）绝缘造成电事故。早期特征是铁心的涡流和局部区域的温度过高。可通过红外热成像准确测量。二、温度 n温度及温升n铁心过热点n绕组局部过热绕组局部过热点点 绝缘系统是电机机械和电气方面较薄弱环节，电机和变压器的绕组由于匝间短路、股线断裂造成内部放电，因绝

30、缘磨损造成局部漏电流增大，线圈连接焊接不良导致局部过热是较常见的故障。其先先兆兆是是局局部部温温升升高高，出出现现绝绝缘缘分分解解的异味的异味等。局部过热的测量主要有：分布测点温度测量（如热电偶、光纤温度传感器）、红外热成像、绝缘分解物监测等手段。二、温度 n温度及温升n铁心过热点n绕组局部过热点 n变压器绝缘油变压器绝缘油油温异常油温异常 运行中的变压器内部的铁损和铜损转化为热能，通过油循环传导、辐射等方式向外扩散，当达到热平衡状态时，变压器内部各部分温度趋于稳定。变压器顶层油温计指示变压器上层的油温。如果发现油温超过标准规定的运行限度，或者虽未超标但比同同样样情情况况下下正正常常温温升升超

31、过10以上，则认为变压器上层油温异常。导致变压器油温异常的原因主要有：变压器内部故障引起的发热剧增，发热不平衡，油循环死角。变压器绕组的匝间短路、线圈的放电、铁芯及夹件的环流、内部引线接头发热乃至铁芯起火等都引起变压器温度异常增高。冷却装置散热不正常。冷却装置运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热管道积垢不畅、散热器冷却效果差等都引起温度升高。二、温度 n温度及温升n铁心过热点n绕组局部过热点 n变压器绝缘油油温异常 n电力电容器过电力电容器过热热 电力电容器在运行中，由于环境温度的升高及过负荷，使介介质质损损耗耗增增加加而而发发热热，从而引起电力电容器浸渍剂受热膨胀，增加对外壳的

32、压力。当这种压力长期增加时，会造成外壳的塑性变形，即胀胀肚肚现象，严重时造成外壳破裂。同时，在外壳裂缝处或焊接薄弱处，引出线瓷套管与外壳连接处，瓷套的顶部等处会出现渗漏油。二、温度 n温度及温升n铁心过热点n绕组局部过热点 n变压器绝缘油油温异常 n电力电容器过热 n绝缘端子过热绝缘端子过热 绝缘套管的中心部位贯穿着通电流的导体，此导体经过套管头部的端子金具与母线相连接。当这种端子连接不良时，就会发生过热使端子变色，绝缘寿命缩短。1.采用红外线测温计检测发热情况2.热成像仪检测热分布情况。三、压力、位置及变化 电气设备在运行中总有一些可以观察的诸如压力、高度、位置等物理量，并要求保持这些量在一

33、定的范围内才能保证电气设备的可靠运行。电气设备的故障也将会引起这些物理量的变化。绝缘油油位异常绝缘油油位异常 变压器运行时油温的变化会使油体积变化，从而引起油位的上下移动。常见的油位异常如下：假油位。如果变压器温度变化正常，而变压器油标管内的油位变化不正常或者不变化，则认为是假油位。造成假油位的原因有：油标管堵塞、油枕呼吸器堵塞、防爆管通气孔堵塞。油位过低。变压器绝缘油起着绝缘与冷却的双重作用，因而，如果油位过低，增加了油和空气的接触，导线部分对地和相互间绝缘会降低，严重时使变压器绕组暴露于空气中，引起绝缘性能降低甚至烧毁。造成油位过低的原因大体有：严重漏油、缺油或变压器设计缺陷。三、压力、位

34、置及变化 绝缘油油位异常绝缘子漏油绝缘子漏油 内部有绝缘油的绝缘套管，会由于瓷套管龟裂、过大的弯曲负载引起瓷套错位，或因密封材料老化等引起漏油。当漏油严重时，将引起套管绝缘的击穿，甚至导致装有套管的变压器、断路器、电抗器等损失。三、压力、位置及变化 绝缘油油位异常绝缘子漏油 压力异常 发电机漏氢发电机漏氢 发电机漏氢是国产100-200MW氢冷汽轮发电机普遍存在的问题。大量漏氢导致氢压下降，影响发电机冷却，从而限制发电机的出力。发电机漏氢的途径：外漏氢通过泄漏点漏到机壳外的空气中；内漏氢由于平衡阀性能不好，使氢侧油大量窜入空侧或密封瓦座结合面漏氢，氢气随回油而串入汽机主油箱。在发电机运行中，必

35、须对空侧回油中含氢量进行监测。在水内冷发电机中，氢气漏入封闭导线或漏入空气冷却器的冷却水中，也是内漏氢。三、压力、位置及变化 绝缘油油位异常绝缘子漏油 压力异常 发电机漏氢 水内冷发电机漏水水内冷发电机漏水 水冷却是发电机的重要冷却方式，须注意的特征量有：v进水的温度、v压力和流量、v出水的温度、v压力和流量v以及温差如在发电机内部由于水管破裂而漏水，将导致冷却参数的变化。同时，漏水将严重地影响发电机内部的绝缘情况，造成重大的绝缘事故。四、分解物 组成电气设备的各组成部分（如导体、铁心等金属构件、绝缘层等）在温度、电磁场、电动力、化学腐蚀、机械力等的作用下，经过正常的老化或异常的加速分解，产生

36、一定的化学成分。对分解产生的成分及产生速率的连续检测和分析能够发现存在于设备中的非正常因素故障隐患故障隐患。四、分解物 绝缘分解物绝缘分解物 绝缘结构是各种气体、液体、固体绝缘材料的复合系统。对绝缘的应力有：热、电、环境和机械因子。热老化过程分为物理老化过程和化学老化过程。物理老化大致分为：狭义的热老化单纯和热作用引起；氧化分解热老化；加水分解的过程。化学老化指物质成分的挥发和氧气等活性气体向材料内部扩散。电压老化可分为局部放电老化和树枝状放电老化。在变压器内部，如果发生伴随着局部过热、局部放电之类发热的异常现象。发热源附近的绝缘油及固体绝缘物（压制板、绝缘板等）就会发生热分解反应，产生CO2

37、、CO、H2及CH4、C2H4、C2H2等烃类气体。对变压器油样和气体继电器集气的分析，能判断有无异常发热。根据分解反应时的温度及发生分解反应的材料，将产生不同的气体。通过分析气体的成分，能够诊断发热异常的类型。在发电机内部，绝缘分解物变成微粒子，一部分被气化，监测散到冷却气体中去的微粒子，能够提前发现发电机内部的过热 监测绝缘分解物的诊断手段有：v 气相色谱分析、v液相色谱分析、v铁谱分析、v离子电流法等。四、分解物 绝缘分解物 金属分解物金属分解物 设备中有相对运动的零件接触表面上由于磨损产生的残渣直接反映了这些零件的磨损状态，表征设备是否正常，并预报故障的发生。四、分解物 绝缘分解物 金

38、属分解物 其它变化 颜色、气味异常颜色、气味异常 变压器的许多故障常伴有过热现象，使变压器部件或局部过热，引起部件的颜色变化或者释放出特殊气味。导致颜色及气味异常的常见原因有：引接线接触松动、接触面氧化，使接触处过热，颜色发暗。可用示温蜡片检查，在温度很高时可闻出有焦臭味。套管、绝缘子污秽或有严重损伤，导致发生放电、闪络，有臭氧味。呼吸器油位过低、呼吸器本体有裂纹或者安装不良，都可导致硅胶变色过快，失去吸潮作用。其它，如变压器附件的过热烧损等，都引起相应部件的颜色变化并产生焦臭味。四、分解物 绝缘分解物 金属分解物 其它变化 颜色、气味异常外表异常外表异常 变压器的外表包括压力释放阀(或防爆管装置)、套管、器身，都是巡视时需要注意的地方。任何异常如压力释放阀动作、套管闪络放电、器身渗漏油等都反映了设备本身的缺陷或变压器绝缘的劣化，在发生异常时，必须加强监视，以利排除故障隐患。谢谢 Http ee