浅析小型水电站电气设备的常见故障与排除

司进龙

四川鑫源矿业有限责任公司，四川甘孜 626700

随着国民经济的飞速发展，人们对资源的需求越来越大，但是由于传统自然资源的消耗会产生巨大的环境污染，因此，相对“零排放”的水电站受到了人们的关注。水电站不但可以为我国农业种植提供灌溉，而且可以利用水力发电，相比传统发电厂的大量排放，水电站在环境保护上具有极大优势。我国的水电事业得到了迅猛的发展，尤其是已建成的或者在建的小型水电站在我国的全国各地不断涌现，水电站自动化的程度也不断提高。与此带来的水电站电气设备的故障也随之涌现出来，水电站电气设备受影响的因素多种多样，因此，对于水电站电气设备运行中出现的常见故障和排除的研究就显得十分重要，本文对此进行相关研究无论是对其理论上还是现实运行均有着现实的意义[1]。

1 小型水电站电气设备常见故障

1.1 湿度引起的电气故障

湿度对于小型水电站的正常运行有着一定程度的影响，虽然水电站中的设备基本可以抵抗潮湿对其的影响，但是由于水电站的设备长期在河流上运行，空气中湿气相比传统设备使用的环境要大很多。空气中的湿气对设备最为明显的伤害主要体现在金属部件的磨损、金属部件的腐蚀、湿气使霉菌疯狂繁殖导致设备的绝缘能力降低[2]。其对应的具体影响是：

（1）电气设备的绝缘强度会因为使用环境湿度较大而极具降低。小型水电站的电气设备的绝缘强度与空气中的湿度成反比例关系，湿度越大、绝缘程度越低。小型水电站电气设备的绝缘材料表面由于长期与湿润空气接触将会导致电气设备的绝缘材料的绝缘程度降低。如果变压器或者绝缘材料的内部有水气渗入将会严重影响设备的正常运行，发生电气故障。

（2）长霉菌和湿度过大。在潮湿的环境当中，极易生长各类的霉菌，霉菌的生长和发芽将会导致设备绝缘能力的下降，更严重的是腐蚀电气设备，尤其是设备中的继电器的线圈、仪表中的线圈等较为薄弱的部件，最终导致断线的情况。

1.2 电弧导致的电气故障

由于电弧具有一定程度的导电性，会导致水电站设备的短路。电弧的弧柱可以迅速拉长和移动，重量较轻，属于可以导电的离子流。开关的绝缘油等其他的材料可能因为电击的原因极具膨胀，最终出现爆炸或者短路的情况。

1.3 电压不稳定导致的电气故障

水电站设备中的电压过高或者过低并且超过了设备的承受极限时，设备将会受到影响。巨大的电压将会导致严重的设备故障，给水电站的设备甚至工作人员的人身安全造成一定程度的威胁。

1.4 设备运行温度过高导致电气故障

（1）运行温度上升将会对电子元件产生影响。在各类设备中，温度过高是对元器件最大的伤害，当温度过高时将会破坏电子元件的半导体集成元件，一定程度上也能使得电子程序得到激活，这就会导致电子元器件的性能降低，进而导致电子设备不正常工作。

（2）运行温升对电接触产生影响。在众多小型水电站的运行过程中，出现故障的原因大多数是接触不良，然而接触是否正常多取决于电接触部位的温度。在设备温度过高时会产生导体的表面产生接触电阻，这样往往会加剧氧化的程度，氧化过大时可能会融掉焊触头，导致接触的稳定性最终导致电弧或者闪弧产生设备的故障。

（3）运行温度过高对绝缘产生影响。当温度过高时对有机绝缘材料产生绝缘性能降低、老化、脆化的情况出现，导致有机绝缘体寿命减少。根据相关研究表示，温度和有机绝缘体的寿命成反比关系，倘若温度升高8～10℃，则绝缘体寿命将会减少一半。

2 电气设备的故障诊断与检修

2.1 电气设备故障的排除

伴随着我国水电事业的不断完善和发展，科学技术水平的不断进步，水电站中电气设备的更新换代速度也在迅速提高，现已呈现出一体化的发展趋势。与此同时，电气设备的不断复杂使得电气设备的故障变得更加多元化，虽然诊断和维修的水平也在发展，但是我们应该广泛发展设备检测的能力，致力于高效地检查出故障原因和状态，继而采用针对性的检修手法和技术，减少由于设备故障而导致的经济损失。传统的设备检修大多是依靠经验式的检修手法，对于技术的交替和传承存在严重失真的问题。在面对问题时一些有经验的检修师傅能凭借检修的经验迅速发现问题的源头，但是这样的员工毕竟是少数，大多数的新员工面对设备问题经常是无从下手，寻找很久也不能及时、有效地找到问题的根源，无法彻底解决问题。

随着我国科学技术的不断发展，检修技术和检修设备都有很大的提升，这就方便检修的员工对设备出现的问题进行检修和排查，在保护设备正常运行的同时也提高了水电站的产能效率。

2.2 电气设备的检修

过去很多年里，面对水电站中出现的设备故障，检修员工大多是通过抢修和定期检查的方式来对水电站设备进行维护检修。其中抢修是指面对水电站设备出现故障时采取的紧急处理措施。计划性的检修是指按照原定的计划在固定的时间段内对水电站设备进行检修和维护。但是这2种方式都具有一定的局限性和盲目性，最为行之有效的方式是在设备运行的过程中及时发现问题并及时将问题解决，将故障率尽量降低，当发生故障的时候，应当立即停止设备，避免对设备造成更大的损害。其次，检修员工应当在最短的时间内将故障排除，减少因为设备故障对水电站运行造成的损失。在雨水季节到来之前组织员工对设备进行全面的体检，保证设备在雨水季节的正常运行。在检修产品的过程中对故障进行全面的记录，为检修员工培训和类似故障解决提供一定的参考。

3 水电站电气设备的运行维护的主要措施

3.1 增大巡回检查制度

在水电站中的各项工作中，巡检工作是极为重要的。巡检工作能够及时发现故障和不合理的机器定位，发现故障地方，及时进行恰当的处理。但是巡检需要消耗大量的员工劳动力，巡检也多大是通过查看等基本的方式来进行的，对于发生在设备内部细小的故障往往不易被发现，风险依然存在。但是随着科学技术的不断发展，巡检员工的装备也变得更加智能和方便，这就为巡检员工的巡检工作带来极大的便利。另外，巡检员工在巡检过程中发现的设备故障或者问题应当及时进行记录，及时的记录可以为后期对设备故障的反思和接下来的故障处理提供一定程度的参考。

3.2 规范的倒闸操作

在水电站操作中倒闸操作是其中比较重要的一个环节，倒闸操作的规范与否直接影响着整个水电站运行的安全与稳定。因此，需要规范倒闸操作，保证倒闸流程无误的进行。（1）保证操作的员工对倒闸操作业务的熟悉，这就要求在倒闸操作前对员工进行培训，保证操作的规范性。（2）管理人员积极对倒闸过程进行监督，保证倒闸操作的规范操作和顺利完成，事后及时填写倒闸的相关记录。（3）在完成倒闸的操作后及时进行相关复查，复查人员也需要签字确认，保证责任的精确划分。

3.3 从制度上保证生产管理的稳步进行

水电站的自身安全不仅与水电站自身有关而且与下游居民都息息相关。因此，需要从制度上规范水电站的整体运行操作，提高水电站的工作效率。在整个制度保障中，安全排在首位，合理的水电站工作制度一方面能保护全体员工的人身安全，另一方面可以保证水电站设备的正常运行与稳定。针对水电站的制度管理，本文从以下几个方面进行阐述：首先，严格划分水电站的责任，使得每个部门、每个岗位都有专人负责，比如对每个员工的责任区域、负责范围进行确定，将安全生产的相关责任落实到每一个确定的员工上。其次，完善监督管理机制，对每个员工定期进行检查，发现问题及时解决问题，员工自身也需要不断进行自我检查，将设备故障扼杀在摇篮之中。

4 结语

综上所述，我国经济飞速发展致使人们对资源的需求更加迫切，并且人们的环保意识不断加强，这就使得传统的热电厂已不能满足社会的要求，水电站集灌溉与发电于一身，并且在环境保护上的优势使其得到人们的重视并拥有着长远的发展。于是水电站在全国各地分布更加密集并且由于水电站特殊的地理位置致使设备使用的环境与普通设备差距较大，因此，针对水电站电气设备的常见故障排查就更加关键。水电站电气设备受影响的因素多种多样，因此，对于水电站电气设备运行中出现的常见故障和排除的研究就显得十分重要，本文就水电站中电气设备常见的故障与排查展开论述，主要涉及电气设备常见故障、故障的诊断与检测和设备运行维护的主要措施。