电压测试法在电气装置故障排查中的应用

赵雯

（西安财经大学，陕西西安，710100）

0 引言

本文是从文献研究和理论分析的角度出发，分析了电压测试法的具体原理以及实际应用策略，这不仅是文章论述的重点内容，也是进一步维护我国电力系统以及相关领域稳定运行的关键研究课题。

1 基础理论分析

1.1 电压测试法的应用现状

电压测试法和电阻测试法，同属于仪表测试法，是当前电气装置性能检测以及故障诊断过程中的重点处理方法，不仅可以及时地发现电气装置存在的故障，更可以结合电气装置自身的运行性能和系统状态分析，可能存在的安全隐患。其中电阻测试法在使用的过程中需要停止电气装置的正常运行，然后才可以进行故障排查，一部分故障之路的排查还需要进行电气装置的拆卸，整体应用流程较为复杂，还会影响系统的正常运作，因此电阻测试法在当前的一部分电气装置故障检测中应用的并不广泛[1]。

电压测试法则是在系统运行的过程中，直接对电气装置的性能以及运行状态进行检测，不需要额外地进行设备拆卸，这就可以大大避免设备拆卸和安装过程中出现的安全隐患；另外电压测试法的测试结果更为精准和直观，不仅能够排除电气装置中的故障，还可以检测电气设备的自身性能，有助于实现故障预防。

1.2 电压测试法的基础运行原理

首先，从物理学的角度来讲，电气装置的内部系统在运行的过程中往往会形成一套完整的电路，正常工作状态下的电路以及电气设备，必然会存在固定电压值，固定电压值，会在符合标准的范围内进行轻微波动，一旦电路或者电气装置自身出现故障，比如电气元件性能受损，线路短路、开路，一旦出现了这些现象，电路中的电压和电气装置的电压值都会出现较大变化，这些变化会直接突破标准的波动范围。

电压测试法则是在电气设备出现故障时，针对关键节点的电压进行测量，分析该节点是否有电压、电压增大或缩小的变化区间。同时根据该电气装置的出厂性能、日常检修状态、典型故障判断依据等相关信息，判断电气装置存在的故障现象、位置、原因，从而更好地进行电气装置的故障处理。

2 电压测试法在电气装置故障处理中的具体应用

随着我国信息技术发展水平的逐步提升，电气装置的类型以及数量也在不断增加，一部分生产线或者企业在运行的过程中，往往依靠电器装置进行自动化管理，那么装饰自身的故障以及运行稳定性，将直接影响整个系统的运行质量。电压测试法凭借着自身的优势已经在电气装置质量检测和故障排除领域，有着较强的应用价值，主要应用在以下几个领域。

2.1 电源故障排查

电源是支撑电气装置正常运行的根本保障，而电源故障也是直接影响电气装置运行状态的主要因素，当前绝大部分的电气装置都会出现电源故障，在实际使用过程中可能会存在电源电压不稳、电源灯熄灭等常见现象。而针对一部分无法通过外接状态进行判断的电气设备，便需要通过电压测试法进行电源故障的检测。

在实际应用的过程中，电压测试法会检测电源的正常电压判断额定值，若电压符合额定值，那么则证明电气设备的电压稳定；若通过电源电压检测发现电压降低或者无电压，那么则判断电源电路存在故障，一般故障都是以短路或者负荷较大引起的故障为主。综合日常的电气装置，电源故障经验以及优化方案，如果负载出现了开路故障，通过电压检测法会测定电源电压明显升高；如果电源位置出现了开路故障，那么会显示电源电压无输出；如果负载出现了短路故障，那么会显示电源电压明显下降[2]。

2.2 电气装置元器件故障

电气装置元器件的主要作用在于构建完整的内部运行通路。一旦电气装置的元器件出现故障，极有可能导致元器件指示灯熄灭或者一部分系统短路无法进行运作。

针对这种类型的故障，利用电压测试法进行故障检测，首先要了解不同电气设备自身的运行状态以及运行性能，主要分析该设备的型号、出厂结构、重点功能，要掌握电气设备原有的内部运行通路，这样才可以明确的制定电压测试方案。例如，图1则是较为典型的电气元件损坏电路示意图。假设断路器出现了跳闸现象，那么SA10-11以及KTP9-11控制开关触点会处于闭合状态，继电器KTP会有动作，1HGn绿灯平光，断路器处于跳闸位置。如果绿灯熄灭，可通过电压测试法进行故障排查。

图1 电气元件损毁电路示意图

在故障排查的过程中，首先需要检测电源电压是否正常，正常的电源电压为220伏；然后针对绿灯两侧的电压进行测量，若电压显示为220伏，那么则表明整个线路的接线是正常的，绿灯元件的电压处于正常状态，但是整个回路无法正常运转，绿灯不亮，那么则代表绿灯元件出现了损坏，需要进行更换。简单来讲，对于元件损坏的故障，在检测的过程中，需要将水患点看作一个可以正常运行的元件，只要其两侧电压正常，则代表该点位处于正常运作状态，若和正常运作状态不符，则代表该点位出现了故障。

2.3 支路断线故障

电气装置的整体结构较为复杂，在进行故障检测的过程中，一部分由于支路故障引发的问题很难被检测出来，而通过电源电压检测的方式可以及时地排除其中的正常运作部分，能够逐步缩小故障区域。尤其是部分串联电路中拥有相同电流，通过每一个电阻的电荷量是相等的，那么在进行支路断线检测的过程中，需要结合其中的多个电气元件进行检测[3]。假设图2所示为正常情况下的支路断线检测示意图，首先需要将万用表调节到直流电压挡，将黑色表笔放置在线路的h点位上，红表笔要一次完成其他几个点位的逐个测试，每一个点位都可以正常检测到相关电压数值，那么则代表该线路运行稳定。

图2 正常情况下的支路断线检测示意图

但一旦该线路出现了断线故障，故障点见图3。整个线路中是没有电流通过的，不同的电气元件电压也会为0，在这个过程中利用电压测试法进行逐一排查，可以及时检测断线的故障区域。首先需要将万用表调整到直流电压挡，然后将黑色表笔放置在h点位上，红表笔依次从a点位向g点位进行排查。假设故障点发生在d和e之间，那么检测结果会直接表现为：a到d检测过程中会显示额定电压，但是在检测e到g时，检测结果为0，那么取前者末位d、后者首位e，这两个点位之间出现了断路故障，重新接线之后可以排除故障。

图3 支路断路状态下的电路示意图

2.4 特殊电气元件的故障检测

一部分特殊电气元件无法利用电阻测试法进行故障检测，例如电容器、电子式时间继电器等等，针对这类特殊的设备进行故障检测，若选择电阻测试法，需要将万用表调整至欧姆挡进行检查，电气元件两端的电阻会趋于无穷大，这种方式无法排除其中的故障。那么只能选择电压测试法进行故障排除，通过该种方式可以最直观地看到故障的具体区域。

假设，图4所示为特殊元件电气设备线路故障示意图，在故障排查的过程中，首先利用万用表欧姆挡进行故障区域的缩小，将线路的a点位断开，确保整个电路和主体系统之间分离，然后通过尝试性检测发现a和e点位之间的电阻显示无穷大，那么初步判断断线位置会出现在支路电路中。然后通过分段检测的方式进一步缩小故障范围。

图4 特殊元件电气设备线路故障示意图

将万用表调整到直流电压挡，然后针对a和c点位进行测试会显示电源电压为220伏，然后再检测c和e点位之间的电压此时电压读数为0，则代表a和c点位之间出现了故障，通过排除监测点位、缩小检测区域的方式，便可以精准定位到故障所在位置。

3 电压测试法在电气装置故障排查中的具体应用流程

在了解了不同条件下电压测试法的故障排除方案之后，还需要理顺具体的应用流程，这样才可以及时针对不同类型、不同应用环境下的电气装置进行故障检测，尤其是一部分电气设备的类型较老旧，使用年限较长，且无维修记录，这种类型的电气设备在检查的过程中需要排除较多的干扰因素[4]。

首先在进行检测之前需要针对电气装置进行全方位的分析，要了解电气装置的结构、内部线路图、设备故障类型、典型故障表现等各项信息，这都可以有效地提升后续电压检测的精准性和质量；在检测之前可以通过闻、探等方式分析，是否存在异常情况，例如异味、发热、烧焦等现象。完全了解电气装置的整体状态之后才可以进行检查。

其次，要明确故障范围以及故障点，要了解不同电器装置的电路控制图综合可能出现的故障类型以及故障点进行分类，并且严格按照主电路、控制电路，由大到小的进行故障排除。要坚持按照从整体到局部的原则，这样才可以合理判断复杂电路图中存在的故障问题。另外一部分电气设备的故障并不是单一的，多个复杂故障点，分布在不同区域，针对这样的现象，可以选择其他的智能化仪表进行辅助检测。

再次，在电压测试的过程中，可以利用通电试验的方式进行排查，例如将电气设备中原有的线路拆除替换成新的电气设备或者新的电气元件，重新联通之后判断是否可以正常工作，这样能够排除一部分较为复杂的结构，大大提升检测的效率。

最后针对高精端的电器装置来讲，在检测的过程中还需要通过不同类型的仪表进行故障排查。主要指的是在利用万用表进行电压测试的同时，还需要进行电流和电阻等参数的测试，然后围绕不同的测试结果进行对比分析是否存在较大误差，这样也可以精准地进行故障定位。