电气知识 - 电气设备故障检修

 1、电气故障

电气故障和不正常工作状态（异常状态）都可能在电气系统中引起事故，发生事故的原因是多种多样的，其中，大多数是由于设备缺陷、设计错误和安装、检修质量不高，以及运行维护不当等引起的。为此，只要正确地进行设计、制造与安装，加强设备维护，就有可能把事故消灭在发生之前，防患于未然。

在三相交流电力系统中，最常见和最危险的故障是各种型式的短路，其中包括三相短路、两相短路、一相接地短路及电机和变压器一相绕组上的匝间短路等。除此以外，配电线路、电机和变压器还可能发生一相或两相断线以及上述几种故障同时发生的复杂故障。最常见的异常状态是过负载。长时间过负载会使载流设备和绝缘的温度升高，而使绝缘加速老化或设备遭受损坏，甚至引起故障。

在电气系统建立初期，通常采用熔断器作为保护装置。随着电气设备容量的增大，以及电气系统愈来愈复杂，仅熔断器已不能满足要求，因而各种电气保护装置得到了应用和发展。这些电气保护装置是能反应电气系统各电气设备故障或不正常工作情况，并作用于自动动作电器跳闸或发出信号的一种自动装置。由此可见，电气保护装置是电气系统自动化的重要组成部分，是保证电气系统安全可靠运行的主要措施之一。

2、电气系统故障可能引起下列严重后果：

1)电气系统发生短路和过电流等故障时，电气量将发生下述变化。电流增大，在短路点与电源间直接联系的电气设备上的电流会增大；电压降低，电气系统故障相的相电压或相间电压会下降，而且离故障点愈近，电压下降愈多，甚至降为零；电气相位角会发生变化。如，正常运行时，同相的电流与电压间的相位角为负载功率因数角，约200；三相短路时电流与电压间的相位角则为线路阻抗角，对于架空线路，电流与电压的相位角约是60。~ 85。等。

 2)短路电流通过短路点将燃起电弧，使电气设备烧坏甚至烧毁，严重时会引发火灾。据资料报道，我国每年所发生的火灾，大约有70%以上是由于电器或配电线路绝缘遭到破坏而引发的。

3)短路电流通过故障设备和非故障设备时，产生热和电动力的作用，致使其绝缘遭到损坏或缩短使用寿命，引发人身触电、损坏设备、爆炸、火灾等电气事故，会影响生产，甚至造成整个企业生产瘫痪，其后果非常严重。

4)造成电网电压下降，波及其他用户和设备，使正常工作和生产遭到破坏甚至使事故扩大，造成整个配电系统瘫痪。电气系统各设备之间是电和磁的联系，当某一设备发生故障时，在极短的时间内就会影响到同一电气系统的非故障设备。为了防止电气系统事故的扩大，保证非故障部分仍然可靠运行，必须尽快切除故障，切除故障的时间有时甚至要求短到微秒级。在这样短促的时间内，由运行人员来发现故障设备并将故障设备切除是不可能的。要完成这样的任务，只有借助于安装在每一电气设备上的自动保护装置。

3、电气保护装置在电气系统中的作用是：

1)自动动作电器将故障设备与电气系统的非故障设备自动隔离，使系统的运行恢复正常，但对于某些不正常工作情况，如小倍数过载，由于立即不会破坏电气系统的正常运行，在许多情况下，为了不影响设备工作的连续性，保护装置可只作用于信号。

2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的保护装置一般带有一定的延时动作。    

利用上述短路时的电气量的变化，可以构成各种作用原理的电气保护。如，利用电流增大的特点可以构成过电流保护；利用电压降低的特点可以构成低电压保护；利用电流电压间的相位角的变化特点可以构成断相保护、漏电保护等。常用的保护环节有过电流、短路、过载、过电压、失电压、断相保护等。有时还设有合闸、分闸、正常工作、事故等指示信号。

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