化工厂电气设备常见故障及诊断

孙晓芳

（同煤广发化学工业有限公司，山西 大同037000）

0 引言

随着化工厂经营规模的扩大，电气设备更新快速、功能多样化，企业在这方面投入了大量的技术力量，经济效益显著。与此同时，电气设备故障问题也随之增加，电气设备故障会影响设备运行，甚至造成人员伤亡。科学技术的进步推动了电气事业发展，设备结构和功能趋于复杂化，因而设备故障问题原因也越来越多，对故障诊断的精准性提出了更高要求。为此，结合现场实践，从常见故障分类、故障诊断及设备维护等方面展开分析，以期解决焦化厂电气设备故障问题，保证电气设备稳定、高效运行，实现企业经济效益最大化。

1 电气设备常见故障类型及影响因素

1.1 化工厂电气设备常见故障类型

绝缘故障：电气设备处于高电压、强电场条件运行时间长，设备导线绝缘故障发生率较高。电气绝缘就会产生漏电现象，影响生产效率。常见绝缘故障分为变压器绝缘故障、电压、电流互感绝缘故障、电力电缆绝缘故障。故障原因主要是设备密封不严、容易受到外部环境影响，加快设备老化，导线绝缘功能降低。电气设备内电压电流互感器作为重要组成部分，运行过程中承载负荷较高，容易发生老化。互感器绝缘为电容均压结构，特别是60 kV 以上的高压套管使用绝缘材料，油浸材料、胶纸材料联合的电容型组件，绝缘效果不理想。

机械故障：电气设备故障原因主要有设备震动、运行受损、疲劳损伤，主要集中于发电机、高压电动机位置。电动机由定子、转子、轴承多个部分组成，运行时生成一个电场和磁场的耦合场，电机内绝缘结构是一个独立的电机绝缘系统，保证电机系统与通风口散热。一旦设备发生故障，只有经验丰富并掌握设备性能的人员才能准确判断。高压断路故障也是常见故障问题，比如设备缺油时导致电弧不能正常熄火，损坏设备，甚至发生爆炸。此外，断路器绝缘子受损，橡皮密封不到位也会造成系统故障。

发热故障：电气设备运行条件下是能量交换的，该过程中存在较大热能从而对设备造成较大影响。据调查显示，电气设备故障中50%都是因为设备发热过大造成的。由此可见，电气设备故障原因有很多种，还需要检修人员从多方面分析故障问题，要求工作人员具备丰富的经验。

1.2 设备故障影响因素

出厂状况：出厂状况指的是由于电气设备制造商不同，因而设备质量参差不齐；加之由于技术影响等造成设备出厂质量不一。相对于发达国家，我国技术与制造水平差异显著，国内外思想认识不同、不同厂商管理形式与条件不同，制造人员专业水平导致厂商各批次设备而质量差异显著，出厂质量直接影响着电气设备的平稳运行。

运行条件：电气设备运行环境要求严格，例如，一些电气设备温度要求高因而长期处于高温条件下影响设备使用年限，或者处于潮湿条件下设备组件受到腐蚀，降低电气设备应用性能，影响运行效果。设备运行环境分为外部与内部环境，其中外部环境即运行环境，内部环境是设备整个工作系统，以专业技术为支撑。

人员专业水平：人员专业水平是指电气设备维修人员专业水平，因为设备需要定期维护。因此，工作人员应全面了解设备结构与组成，具备娴熟的技术才能保证电气设备维修有效性。而实际维修时，工作人员维修技术较低且综合素养较低容易遗留初始性隐患，给设备运行造成较大影响。所以，提高维修人员专业水平也是焦化厂需要重视的问题。

2 故障诊断及设备维护

2.1 故障诊断

故障诊断的作用：伴随着电气设备应用范围的扩大，设备主体优化程度不断提升，因而设备故障诊断技术也有了进一步提高。电气设备诊断技术的运用有助于设备稳定运行。电气设备故障诊断即是电器设备的状态检测，对设备运行状态、影响要素、稳定性综合判断，准确判断设备运行前景。故障诊断是保证设备稳定运行、安全经济的条件下尽可能地提升电气设备使用率，以经济效益为目标，诊断技术的科学应用对电气设备运行具有重要作用。

故障诊断的方法：电气设备故障诊断前需全面掌握电气设备运行环境，分析电气设备故障原因，诊断电机设备运行状态，做到尽早发现尽早处理，节约设备成本支出与维修时间。故障诊断分为状态监测、识别诊断、预测未来。①状态监测属于跟踪式监测行为，是监测设备在运行条件下的检修，工作人员掌握设备结构与运行。可从设备运行声音、运行速度、震动情况进行综合分析，对容易产生故障的部位检修，对主要组件观察；②识别诊断是通过听、闻进行诊断，诊断精准性较高。一般电气设备判断是以参考依据为判断目标，通过常见的故障状态和经验判断。如，设备发热可能是由于故障时间较长、噪音可能是各组件松动，所以有推断性与局限性特点；③预测未来则是定期诊断行为，是结合当前应用状态分析未来使用情况，因而这种诊断方法能够提前感知隐患。由于设备应用时受各种因素制约使得受损程度不同，所以预测未来是利用设备使用的时间与情况综合判断，如，检修电气设备延长使用年限。

故障诊断的流程：故障诊断在工作流程方面分为简易诊断和精准诊断。①简易诊断是指工作人员进入现场围勘查，观察设备围观有无变化。运行过程中注意组件有无松动、熔断器是否正常。听设备运行有无异常，组件受损时会带有异常声音；②准确诊断是借助设备进行检测从而判断故障类型，分析故障原因、给出处理方案，短期内让设备恢复正常。如，发动机异常振动，通过振动速度器检测轴承振动，分析相对位移参数与绝对位移参数，确定振动速度有效参数，评价振动量。

2.2 化工厂电气设备维护

制定详细的维护检修计划方案：企业安排专业人员进行设备巡查与检修，做到发现问题及时处理。要求工作人员具备高专业素养与故障处理能力，尽早发现存在的故障与异常情况。工作人员检查结束后应认真记录，标注设备运行状态、检修要求，制定检修计划，便于检修人员了解设备的基本状况。

需要注意的问题：故障产生前的设备有不同程度的异常现象，工作人员需对这些现象认真分析。定期进行设备清理、打扫，防止细微颗粒物进入设备内。由于设备内部复杂，故障检修过程中注意拆卸部分保存完整，避免损坏。

安装电源快切设备：快速切换装置有助于监测电源变化，判断电源故障的原因。随后，发出快速切换命令，当发生故障时快速切掉故障电源。同时，将分段断路器转换至正常电源侧，确保供电系统稳定运行。电源切换时，切换装置能够实时跟踪电源的电压与频率，提供更多精准的启动形式，电源开关安装快速切换装置能够提供稳定的电源，防止断电引发安全事故。

重视炼化装置电气隐患检查：电气设备设计与施工过程中注意防火与环境控制，维修时加大隐患排查力度。现阶段，很多焦化厂电气设备保养存在违规现象，且乱拉电线使得线路负载上升。此外，熔断丝熔断过程中不可擅自与其他导线替换，制定科学的电气保养制度，检查电气连接位置是否松动。

危险环境中安装防火设备时需定期维护，创建电气防火档案，再安排专门的部门保管、定期检查。停送电要确定安全后方可操作，临时电气设备安装与维护也要满足规程要求，确保电气设备稳定、安全运行。电气设备隐患排查时，选择耐腐蚀防潮电线，导线裸断插在插座上、开关位置安装保险装置；避免超负荷，不可擅接电线。

3 结语

故障诊断是在保证设备稳定运行、设备安全经济的条件下，尽可能地提升电气设备使用效率。电气设备运行时受诸多因素影响，为保证设备正常使用、延长使用年限，则要以科学理论为指导，结合设备实际情况有目标地应用诊断技术。加大电气设备诊断，加强电气设备检修、制定检修计划、做好隐患检查和控制，有助于焦化厂电气设备稳定运行，确保企业实现经济效益最大化。