張曉明(山東天弘化學(xué)有限公司，山東 東營 257000)

0 引言

化工電氣設(shè)備的運行狀況具有高度復(fù)雜性，容易在運行過程中出現(xiàn)各類電氣故障，進而影響化工廠的正常生產(chǎn)。化工廠需要對各類電氣故障的發(fā)生原因進行分析及歸納，從而采取更加有效的措施來應(yīng)對電氣故障。

1 化工電氣設(shè)備常見的故障類型

1.1 短路故障

產(chǎn)生短路故障的原因具有多種類型，不僅與電氣設(shè)備實際的質(zhì)量具有密切的關(guān)聯(lián)，同時與設(shè)備運作的實際環(huán)境、人員操作不當(dāng)具有密切的關(guān)聯(lián)，比如設(shè)備在應(yīng)用過程中，老化到一定程度后，內(nèi)部便會出現(xiàn)斷路或者短路問題。由此表明，此設(shè)備已經(jīng)超出其使用年限，會出現(xiàn)電器的短路故障。另外，自然條件也是出現(xiàn)短路及斷路的主要原因，尤其放置在室外的電氣設(shè)備可能會由于下雨等諸多原因造成進水短路，同時會遭遇雷擊而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)燒毀問題。操作人員如果操作不當(dāng)，會導(dǎo)致整體設(shè)備出現(xiàn)短路情況，此問題在化工設(shè)備使用中較為常見。

1.2 絕緣故障

電氣設(shè)備絕緣故障是指設(shè)備的絕緣性能顯著變差，這會導(dǎo)致漏電，進而使生產(chǎn)效率受到影響。如果電氣設(shè)備長時間在高壓電的條件下運行，其絕緣性能變差的幾率會大大增加。此外，當(dāng)設(shè)備密封性不好時，其容易受到外部各種因素的影響，設(shè)備老化速度會加快，絕緣性能也會變差。

常見的絕緣故障可分為電壓電流互感器絕緣故障、變壓器絕緣故障和電纜絕緣故障。電壓電流互感器是電氣設(shè)備的重要組成部分，在運行過程中會承載相對較高的負荷，容易發(fā)生老化?；ジ衅鹘^緣為電容均壓結(jié)構(gòu)[1]。特別是承受60 kV以上電壓的高壓套管會使用油性材料與膠質(zhì)材料聯(lián)合構(gòu)成的電容型組件作為絕緣材料，其絕緣效果有待進一步優(yōu)化。

1.3 電氣設(shè)備異常發(fā)熱

電氣設(shè)備在運行時總是要發(fā)熱的。當(dāng)電氣設(shè)備正常運行時，其最高溫度不會超過一定限值，而當(dāng)電氣設(shè)備的運行出現(xiàn)問題時，電氣設(shè)備可能異常發(fā)熱，溫度明顯升高，在一定條件下甚至可能引起火災(zāi)。

1.4 電氣設(shè)備異響

電氣設(shè)備在實際運行過程中會產(chǎn)生輕微的、均勻穩(wěn)定的聲響。如果設(shè)備出現(xiàn)故障，則會發(fā)出刺耳的、不穩(wěn)定的聲響，因此可以依據(jù)設(shè)備在運行過程中發(fā)出的聲響，判斷其是否出現(xiàn)故障。

1.5 電氣設(shè)備異常震動

電氣設(shè)備在運行過程中會出現(xiàn)較為穩(wěn)定的震動現(xiàn)象，其振幅及頻次會固定在一定區(qū)間內(nèi)。如果設(shè)備在運行時存在異常情況，則其振幅會異常增大，頻次會明顯增多，因此可以通過對各類震動參數(shù)的監(jiān)測來判斷設(shè)備內(nèi)部是否出現(xiàn)故障。當(dāng)設(shè)備整體振動異常時，需要立即停機檢查，對異常震動的原因進行分析。

1.6 電機電流超過額定值

此現(xiàn)象在設(shè)備運行中較為常見，且多出現(xiàn)在循環(huán)水泵房的循環(huán)水泵中。當(dāng)出現(xiàn)此類問題時，需要對發(fā)生超電流的位置進行準(zhǔn)確定位。

2 各類化工電氣故障出現(xiàn)的原因

2.1 短路故障的原因

出現(xiàn)短路故障的原因主要有三大類：

(1)電氣設(shè)備的部件出現(xiàn)損壞。電氣設(shè)備自身存在一定質(zhì)量缺陷，設(shè)備運行時間過長，絕緣部件脫落、老化，三相熔斷器同時熔斷和運行電壓過高時出現(xiàn)電壓擊穿等因素都會損壞部件。

(2)維護操作不當(dāng)。工作人員不嚴格按照操作流程使用和維護電氣設(shè)備也容易引起設(shè)備短路。

(3)環(huán)境因素。當(dāng)電氣設(shè)備在運行中碰到低溫大風(fēng)等惡劣天氣時，容易出現(xiàn)加工線路被刮倒或者斷線等問題，而如果碰到雷電天氣，還可能出現(xiàn)雷電擊穿電氣設(shè)備進而引發(fā)短路的現(xiàn)象[2]。

2.2 絕緣故障的原因

當(dāng)設(shè)備長時間出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，其漆包線上的絕緣漆容易老化并揮發(fā)。而當(dāng)電氣設(shè)備長期處于相對潮濕的環(huán)境時，空氣中的水分會附著在絕緣材料的表面，使電氣設(shè)備的絕緣電阻降低。此外，在電氣設(shè)備的運行過程中，受各類外界因素的影響，設(shè)備的外殼及外部線路容易發(fā)生破損，設(shè)備的絕緣性能進一步變差。

2.3 電氣設(shè)備異常發(fā)熱的原因

電氣設(shè)備發(fā)熱主要是由于電阻損耗發(fā)熱和電介質(zhì)損耗發(fā)熱。電阻損耗發(fā)熱是因為導(dǎo)電回路中的金屬導(dǎo)體自身具有相應(yīng)的電阻。根據(jù)焦耳定律和楞次定律，當(dāng)電流通過金屬導(dǎo)體時，一部分電能會以熱損耗的形式消耗在電阻上。金屬導(dǎo)電材料和由固體、液體、氣體等電介質(zhì)組成的絕緣材料是電氣設(shè)備不可缺少的組成成分。當(dāng)導(dǎo)電體周圍的電介質(zhì)處于相應(yīng)的電場中時，會產(chǎn)生能量損耗，也就出現(xiàn)了電介質(zhì)損耗發(fā)熱。

2.4 電氣設(shè)備出現(xiàn)異響的原因

電氣設(shè)備的內(nèi)外部配件和外部線路等部位都可能產(chǎn)生異響。出現(xiàn)異響的原因很多：一是轉(zhuǎn)子與定子絕緣紙發(fā)生摩擦；二是定轉(zhuǎn)子鐵芯松動；三是定子繞組存在接線錯誤或發(fā)生短路；四是軸承內(nèi)滲入了相應(yīng)的雜物；五是軸承潤滑油不足，出現(xiàn)磨損；六是風(fēng)道堵塞；七是風(fēng)扇與相應(yīng)的風(fēng)罩發(fā)生摩擦；八是電源電壓過高或者不平衡。

2.5 電氣設(shè)備異常震動的原因

電氣設(shè)備出現(xiàn)異常震動的原因比較復(fù)雜，通常有以下幾種：一是軸承存在磨損，間隙增大；二是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)不平衡、開焊等現(xiàn)象；三是相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲，連軸器中心無法對正皮帶輪；四是鐵芯存在并行或者松動現(xiàn)象。

2.6 電機電流超過額定值的原因

此類故障的原因一般是循環(huán)水泵出口的壓力較小，流量相應(yīng)地大幅度增加，或者傳輸?shù)囊后w比重相對較大。當(dāng)出現(xiàn)三相電流不平衡時，電機電流也可能超過額定值。

3 化工電氣故障的處理策略

3.1 短路故障的處理

為預(yù)防短路故障，化工企業(yè)要確保采用了正確的方式安裝設(shè)備，需要依照規(guī)范定期對相應(yīng)設(shè)備開展檢修，做好室外設(shè)備的防潮、防雨等工作，及時處理設(shè)備運行中存在的缺陷或者更換新的設(shè)備。

3.2 絕緣故障的處理

做好冷卻風(fēng)扇的清潔工作對預(yù)防絕緣故障十分重要?；て髽I(yè)需要做好冷卻風(fēng)扇進風(fēng)口的清潔工作，避免粉塵、油污等雜質(zhì)進到冷卻風(fēng)扇內(nèi)部引起冷卻風(fēng)扇短路，影響冷卻效果[3]，進而使設(shè)備絕緣性能變差。

此外，企業(yè)還要做好電機內(nèi)外部防塵和干燥工作，不在濕度大的環(huán)境中運行電機，避免電機受潮而減損絕緣性能。

3.3 電氣設(shè)備異常發(fā)熱的處理

在處理電氣設(shè)備異常發(fā)熱時，做好發(fā)熱故障的診斷十分重要。診斷方法分為表面溫度診斷法和同類比較法。表面溫度診斷法是指利用測溫儀表對設(shè)備表面的溫度進行檢測，并結(jié)合設(shè)備負荷率、設(shè)備的性質(zhì)等因素來判斷設(shè)備有無異常發(fā)熱。同類比較法是指當(dāng)電氣設(shè)備性能參數(shù)和電氣回路中通過的電流相同時，對比不同電氣設(shè)備的升溫情況以判斷設(shè)備是否異常發(fā)熱，也可以通過比較三相電流致熱型設(shè)備的各個部位升溫情況來判斷。當(dāng)診斷出設(shè)備異常發(fā)熱時，化工企業(yè)需要及時采取維修措施。依照實際的故障類型進行針對性的處理，如果電氣設(shè)備中由于其構(gòu)建溫度異常升高，導(dǎo)致相應(yīng)的故障。維修人員需要應(yīng)用專門的設(shè)備對其問題進行排查，對設(shè)備內(nèi)相應(yīng)的構(gòu)件溫度進行檢查，找到發(fā)熱相對明顯且溫度相對較高的構(gòu)件，對其損害增加的實際原因進行詳細的分析。如若構(gòu)件自身存在著較為明顯的質(zhì)量問題，或者發(fā)生了相對明顯的損壞，需要對其進行及時的更換。在更換結(jié)束后，需要進一步對其進行檢查，確保設(shè)備能夠得到正常的運行。如果由于整體電機負荷相對較大，且內(nèi)部散熱效果相對較低而導(dǎo)致的，需要進一步對電機設(shè)備內(nèi)的線路以及相應(yīng)的電流與實際的電壓予以檢查。同時，需要進一步使設(shè)備冷卻器的綜合效果得到提升，盡可能使高溫導(dǎo)致的不良影響降低。最后，在對故障進行處理后，需要進一步對電氣設(shè)備與相關(guān)的線路進行逐一檢查，保證維修的實際效果與具體設(shè)備運行的綜合要求相符。

3.4 電氣設(shè)備發(fā)出異響的處理

針對電氣設(shè)備發(fā)出異響的不同原因，化工企業(yè)可相應(yīng)地從以下幾點著手處理：一是修剪定子的絕緣紙，避免與轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦；二是固定定轉(zhuǎn)子的鐵芯；三是消除定子繞組存在的接線錯誤；四是及時清洗或更換相應(yīng)的軸承；五是適量增加軸承所需的潤滑油；六是清洗相應(yīng)的風(fēng)道；七是檢修風(fēng)扇和風(fēng)罩；八是檢查并調(diào)整電源電壓。

3.5 電氣設(shè)備異常震動的處理

出現(xiàn)設(shè)備異常振動時，化工企業(yè)一是要對軸承進行檢修，及時更換不符合要求的軸承；二是矯正轉(zhuǎn)子的動平衡；三是更換發(fā)生彎曲的轉(zhuǎn)軸；四是要加固鐵芯。

3.6 電機電流超過額定值的處理

為了防止電流超過額定值，化工企業(yè)需要定期檢查并調(diào)整循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速。當(dāng)水泵的揚程與出口壓力較低而引起流量過大時，企業(yè)需將水泵出口的閥門關(guān)小以控制流量。

4 電氣設(shè)備故障處理要點分析

4.1 優(yōu)化設(shè)備故障診斷

為了使整體故障診斷工作在落實過程中，結(jié)果更加具備精準(zhǔn)性。在診斷前需要全面對化工電氣設(shè)備的運行條件以及運行的實際狀態(tài)予以確定，確保能夠真正做到早發(fā)現(xiàn)故障，進行及早的處理。具體而言，對故障診斷工作進行優(yōu)化，可從以下幾個角度進行：

第一， 對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測。狀態(tài)監(jiān)測屬于具有跟蹤性的監(jiān)測模式，是整體電氣設(shè)備在具體運行過程中進行針對性故障檢測的重要方式。相關(guān)工作人員需要對電氣設(shè)備整體結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的運行機制予以掌握，對電氣設(shè)備運行的實際振動頻率、響度，以及在運轉(zhuǎn)中的實際速度等諸多情況進行詳細的分析。對組件進行綜合性的觀察，發(fā)現(xiàn)實際的故障部位，采取更加針對性的處理手段。第二，對故障識別診斷予以優(yōu)化。故障診斷識別工作可使用聽、聞診斷模式。此模式具有較高的精準(zhǔn)度。通常情況下，會依照電氣設(shè)備故障參考依據(jù)作為實際的判別目標(biāo)。結(jié)合上述故障類別，以及形成原因進行詳細分析，同時，根據(jù)工作人員自身的專業(yè)知識及經(jīng)驗予以落實。但需要注意，此工作具有一定的主觀性，其診斷具有的一定程度的局限性，需要進一步確保工作人員的綜合檢測能力得到提升。第三，有效預(yù)測未來。預(yù)測未來能夠進一步針對設(shè)備定期檢測的相關(guān)行為，對當(dāng)前設(shè)備用的具體情況進行感知，并且分析在未來應(yīng)用過程中，設(shè)備可能存在的系列故障?；る姎庠O(shè)備由于受到其使用年限的實際影響，與各類客觀生產(chǎn)條件，會產(chǎn)生一定程度的受損。對隱患進行提前預(yù)判極為重要，能夠?qū)υO(shè)備進行及時的維修，并且防止故障產(chǎn)生[4]。

4.2 細化設(shè)備檢修工作

對電氣設(shè)備的實際構(gòu)件予以科學(xué)精準(zhǔn)分級，將其中檢查難度具有一定差異的構(gòu)件，與實際發(fā)生故障概率具有一定差異的構(gòu)件，通過合理的方式進行分級。維修人員需要根據(jù)差異化的級別，對相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)建出更具針對性的檢修計劃。比如，針對容易出現(xiàn)各類故障的構(gòu)件，需要進一步增加檢測的頻率，對并不容易存在故障且實際維修難度相對較大的構(gòu)件，可進一步對其維修時間予以延長，合理的調(diào)整能夠使不同構(gòu)件維修的實際頻率得到更加科學(xué)的優(yōu)化。由此，能夠確保檢修的效果得到提升。化工廠對電氣設(shè)備的應(yīng)用具有較高的精準(zhǔn)度要求。電氣設(shè)備實際的運行效率與實際的精度會受到一定程度的負面影響。因此，在實際檢修工作開展過程中，相關(guān)檢修人員需要進一步對電氣元件的重視程度進行提升。而在各類維修及更換工作開展后，需要對設(shè)備的實際參數(shù)予以檢查，確保電氣設(shè)備在具體運行過程中的精準(zhǔn)度與整體工廠作業(yè)的綜合要求相符。

5 結(jié)語

在實際應(yīng)用過程中，化工電氣設(shè)備會受到人員操作、環(huán)境因素等的影響而發(fā)生故障。此時化工企業(yè)需要對各類故障的原因進行細致分析，針對性地提出相應(yīng)處理方案，確保高效解決故障問題，使設(shè)備正常運行。