珠海聯(lián)邦制藥股份有限公司 成建民

截至2021年末我國發(fā)電裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到23.8億千瓦，如何在優(yōu)化經(jīng)營效率的同時(shí)，保障生產(chǎn)安全成為了眾多工廠、企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

1 電氣設(shè)備常見故障分析

1.1 機(jī)械故障

在電氣設(shè)備運(yùn)營維護(hù)中，機(jī)械故障屬于多發(fā)、頻發(fā)故障，部件磨損、老化是其常見誘因，故障初期表現(xiàn)并不明顯，但伴隨設(shè)備運(yùn)行總時(shí)長的增加其負(fù)面影響會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，最終影響設(shè)備使用壽命。在生產(chǎn)實(shí)踐中，其發(fā)生部位是十分多樣的，對(duì)于電氣設(shè)備自動(dòng)開關(guān)來說，儲(chǔ)能彈簧變形、斷裂，或機(jī)構(gòu)復(fù)位脫鉤不暢等均可能導(dǎo)致故障病害，電磁鐵拉桿行程過短、導(dǎo)電件連接螺栓松動(dòng)等[1]，也會(huì)為故障擴(kuò)大埋下隱患。

其次，在三相異步電動(dòng)機(jī)中，由于運(yùn)行參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引發(fā)的過載、空載現(xiàn)象會(huì)對(duì)設(shè)備本身造成一定危害，再加上維護(hù)不當(dāng)、潤滑不足等問題，軸承部件也會(huì)承擔(dān)較多的磨損應(yīng)力，并逐漸老化、損壞。對(duì)于熱繼電器來說，該故障類型多是由于長時(shí)間未進(jìn)行檢修、保養(yǎng)，固定螺絲松動(dòng)、生銹或灰塵堆積影響結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，若檢修操作不當(dāng)也可能導(dǎo)致雙金屬片彎折，進(jìn)而誘發(fā)故障問題。

1.2 絕緣故障

絕緣性能是衡量電氣設(shè)備綜合質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，在保障生產(chǎn)效率、推動(dòng)安全管理等方面有著不容忽視的作用，絕緣故障發(fā)生機(jī)理主要有二種：擊穿問題。高壓設(shè)備長期處于強(qiáng)電場環(huán)境中，當(dāng)這種強(qiáng)度超過臨界值時(shí)，很容易發(fā)生氣體、液體以及固體介質(zhì)被擊穿的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣故障。

老化問題。電氣設(shè)備運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定熱量，伴隨溫度升高電纜、導(dǎo)線等的絕緣體很容易發(fā)生變軟現(xiàn)象，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的降低，此時(shí)若受到物體擠壓就會(huì)出現(xiàn)塑性變形、外皮破損等問題，導(dǎo)致絕緣失效，設(shè)備周邊的灰塵、水分等也會(huì)對(duì)絕緣體造成一定損壞。此外，當(dāng)電氣設(shè)備長期處于高壓電場之中，絕緣材料空隙、表面等部位有時(shí)也會(huì)發(fā)生放電情況，離子運(yùn)動(dòng)、電弧作用等長期積累，就會(huì)對(duì)絕緣材料性能造成一定影響。

1.3 發(fā)熱故障

導(dǎo)線是電氣設(shè)備中關(guān)鍵的連接通道，其所能承受的電流載荷較為有限，當(dāng)系統(tǒng)中突然出現(xiàn)短路等問題時(shí)，超過正常狀態(tài)幾十倍的電流經(jīng)過，很容易導(dǎo)致溫度驟升、進(jìn)而燒毀電路。同時(shí)，部分廠房中由于運(yùn)維不當(dāng)、設(shè)備各構(gòu)件潤滑不足，或運(yùn)行空間過于狹小、散熱空間被過分壓縮，也有可能導(dǎo)致局部溫度的上升，誘發(fā)接頭發(fā)熱、絕緣劣化等故障，給設(shè)備運(yùn)行帶來安全隱患。

2 電氣設(shè)備檢修技術(shù)要點(diǎn)探究

2.1 自動(dòng)開關(guān)故障檢修

在電氣設(shè)備運(yùn)行過程中自動(dòng)開關(guān)有著較為強(qiáng)大的保護(hù)功能，可通過接通、斷開電流限制回路中過載、失壓等故障的影響范圍，防止安全隱患蔓延。電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，欠壓脫扣器以并聯(lián)方式存在，可在正常電壓支撐下，克服彈簧壓力，使銜鐵維持在吸合狀態(tài)上。實(shí)際電壓一旦低于額定標(biāo)準(zhǔn)的70%，銜鐵吸力減小，彈簧拉開且鎖扣脫扣，實(shí)現(xiàn)電路分?jǐn)?。部分容量較小的自動(dòng)開關(guān)中還增設(shè)了脫扣器，主要由雙金屬片組成。圖1中1～11依次為主觸頭、傳動(dòng)桿、鎖扣、軸、杠桿、彈簧、過流脫扣器、欠壓脫扣器、銜鐵、銜鐵、彈簧。

圖1 自動(dòng)開關(guān)工作原理圖

自動(dòng)開關(guān)常見故障及檢修方式主要有：

觸頭不能閉合。手動(dòng)操作開關(guān)可通過更換線圈、更換貯能開關(guān)等操作來完成檢修，若廠房中采用電動(dòng)開關(guān)，則要考慮是否是存在電源容量不足、控制器損壞等原因，并采取對(duì)應(yīng)的維修措施，對(duì)操作電源、整流器等進(jìn)行更換。如檢查后發(fā)現(xiàn)彈簧、拉動(dòng)桿等構(gòu)件均未出現(xiàn)故障問題，則要進(jìn)一步檢查觸頭閉合情況，對(duì)一相觸頭不能閉合問題要及時(shí)調(diào)整可折連桿角度，通常以170度為宜，對(duì)于輔助觸頭不通電的問題要及時(shí)調(diào)整動(dòng)觸橋，優(yōu)化傳動(dòng)桿系統(tǒng)[2]。

分?jǐn)嗖僮鳟惓?。常見的現(xiàn)象有啟動(dòng)后立即分?jǐn)?、正常運(yùn)行過程中分?jǐn)嗷驘o法完成自動(dòng)分?jǐn)嗟?，發(fā)生這些狀況時(shí)要重點(diǎn)檢查脫扣器部分，觀察其是否存在閥門失靈、橡皮膜破裂的情況，若有相關(guān)問題及時(shí)進(jìn)行更換，對(duì)于分勵(lì)脫扣器要檢查其螺絲是否有松動(dòng)、電源電壓是否存在過低問題，并對(duì)應(yīng)采取緊固螺絲、更換電源等操作。

2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)故障檢修

三相異步電機(jī)是常見動(dòng)力電機(jī)類型，可在電能轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上按照設(shè)定程序帶動(dòng)其他機(jī)械運(yùn)作，其構(gòu)造可簡單分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部分(圖2)。實(shí)際檢修環(huán)節(jié)，首先要把握好機(jī)械檢查要點(diǎn)，觀察外殼、端蓋外表是否完好，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫要及時(shí)更換，為滿足旋轉(zhuǎn)需求，電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子之間通常留有一定空隙，要嚴(yán)格排查其空隙尺寸，防止尺寸不足加劇磨損，軸承周圍、葉輪周圍也要保持充足空間，防止磨損；其次是電氣檢查，要科學(xué)衡量三相電阻不平衡狀況，正常情況下應(yīng)當(dāng)維持在國家標(biāo)準(zhǔn)的±2%以內(nèi)，絕緣電阻應(yīng)當(dāng)在100MΩ 以上，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)檢查接地，優(yōu)化設(shè)備絕緣系統(tǒng)。

圖2 三相籠型異步電機(jī)構(gòu)造示意圖

在三相異步電機(jī)運(yùn)作過程中單相運(yùn)行是較為常見的故障，造成這一現(xiàn)象的原因較多，熔斷器熔斷是較為多發(fā)的誘因，電機(jī)啟動(dòng)后主回路單相接地、相間短路等均可能造成熔斷問題，當(dāng)熔體容量過小時(shí)在電流沖擊下也容易發(fā)生這一狀況。檢修環(huán)節(jié)要加強(qiáng)分析，盡可能選擇銅鋁過渡接頭，若選用的插入式熔斷器容量較大，可在設(shè)計(jì)時(shí)墊加薄銅片，厚度維持在0.2mm 為佳；其次主回路方面也可能出現(xiàn)故障，主要多發(fā)于觸頭接觸不良，可能與接觸器質(zhì)量問題有關(guān)，主要是滅弧能力不足、動(dòng)靜觸頭黏連導(dǎo)致三相觸頭出現(xiàn)不同步故障[3]。檢修時(shí)可更換觸頭，改善周圍環(huán)境，防止潮濕、振動(dòng)條件下觸頭損壞、氧化。

2.3 變壓器故障檢修

變壓器具有強(qiáng)大的電壓轉(zhuǎn)換、分配功能，是維護(hù)電氣設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在，其常見故障主要有絕緣失效、油箱漏油等，由于變壓器日常工作環(huán)境較為惡劣，絕緣材料在高壓電、高熱等的持續(xù)作用下很易發(fā)生老化，物質(zhì)分解后以氣體顆粒形式溶解到絕緣油中，會(huì)直接導(dǎo)致設(shè)備故障，油溶解氣體含量可間接反映故障進(jìn)程，通?？刹捎糜蜕V分析技術(shù)進(jìn)行檢測。

在檢修環(huán)節(jié)，首先要關(guān)注接頭溫度過高問題，重點(diǎn)關(guān)注銅接頭電解問題，若發(fā)現(xiàn)接口處堆積灰塵則要及時(shí)清理，保證其平整光滑，并涂抹導(dǎo)電膏進(jìn)行防護(hù)，減少雜物污染；其次還應(yīng)關(guān)注變壓器漏油的問題，檢查焊接處是否密封良好，若漏油現(xiàn)象較為嚴(yán)重須及時(shí)焊接，操作時(shí)借助三角形、梯形算法對(duì)接口尺寸進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化焊接工藝，防止風(fēng)險(xiǎn)蔓延。若漏油部位為防爆管則要及時(shí)更換，并檢查內(nèi)部壓力閥狀態(tài)，提升安全性能；最后還應(yīng)關(guān)注鐵芯接地問題，多鐵芯接地會(huì)對(duì)變壓器性能造成極大影響，制約其工作效率的提升，檢修環(huán)節(jié)使用直流電沖擊法，直接燒毀冗余線路并重新布局接地即可。

2.4 熱繼電器故障檢修

在電氣設(shè)備運(yùn)行中熱繼電器同樣起著關(guān)鍵的保護(hù)作用，可實(shí)現(xiàn)過載、短路防護(hù)，造成其故障的原因較多：首先是額定電流不匹配，熱繼電器選擇時(shí)，應(yīng)以用電設(shè)備參數(shù)為準(zhǔn)，如JO2-32-4型電動(dòng)機(jī)本身功率為3kW、，額定電流6.49A，在設(shè)計(jì)熱繼電器時(shí)應(yīng)以6.49A 為基準(zhǔn)，選擇額定電流7.2A 的設(shè)備，整定電流調(diào)節(jié)范圍也要相對(duì)應(yīng)，設(shè)置為4.5～6～7.2A為佳。同時(shí)要關(guān)注的是，盡管部分熱繼電器編號(hào)一致，但不同廠商在制造工藝、檢測技術(shù)等方面還是會(huì)存在一定差異，因此絕不可將編號(hào)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。

其次是保護(hù)整定值調(diào)整不當(dāng)，熱繼電器主要起到保護(hù)作用，整定電流范圍應(yīng)低于被保護(hù)對(duì)象，但部分工廠、企業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)熱繼電器型號(hào)控制不當(dāng)，導(dǎo)致螺絲松動(dòng)、系統(tǒng)拒動(dòng)等狀況頻發(fā)，不及時(shí)更換元件卻擅自調(diào)整整定值，給故障的發(fā)生埋下的隱患，因此在檢修環(huán)節(jié)要合理分析整定值，切不可隨意更改。同時(shí)設(shè)備本身可調(diào)部件松動(dòng)、熱元件變形，以及灰塵堆積導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死等也是常見故障種類，檢修環(huán)節(jié)要做好分析，采取對(duì)應(yīng)的緊固、更換、清潔措施進(jìn)行優(yōu)化。

2.5 線路故障檢修

線路是供給電能、連接設(shè)備的重要橋梁，在眾多線路故障類型中輸電線路故障是最為常見的，主要包含單相接地、兩相短路等，保護(hù)裝置誤動(dòng)、線路超負(fù)荷運(yùn)行等均是常見誘因，同時(shí)，母線在故障類型中占比雖然可能只有6～7%，但其故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)會(huì)造成較大威脅。因此檢修環(huán)節(jié)要及時(shí)隔離故障，并檢查線夾金具等物料質(zhì)量，做好光潔、防氧化處理，可采用復(fù)合樹脂代替原有材料，檢查確保螺栓、螺母的緊固性，最大限度保障線路安全。

3 電氣設(shè)備維護(hù)技術(shù)創(chuàng)新路徑

3.1 建立健全電氣設(shè)備臺(tái)賬管理模式

臺(tái)賬是現(xiàn)代化管理體制的產(chǎn)物，體現(xiàn)著一種全過程運(yùn)維思路，可對(duì)電氣設(shè)備信息進(jìn)行全過程、動(dòng)態(tài)化的收集和監(jiān)控，從而為狀態(tài)檢修提供依據(jù)，彌補(bǔ)故障檢修、定期檢修的不足之處。平臺(tái)模塊可分為三部分：資產(chǎn)參數(shù)模塊。主要明確設(shè)備歸屬問題，可采用編號(hào)管理模式，以信息化系統(tǒng)為依托進(jìn)行自動(dòng)錄入、回填，簡化維保記錄流程；運(yùn)行參數(shù)模塊。需配套建設(shè)就地采集單元，通過溫度傳感器、電流傳感器等實(shí)時(shí)傳送設(shè)備運(yùn)行信息，并分類存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，方便維保人員調(diào)用查看；物理參數(shù)模塊。主要存儲(chǔ)設(shè)備出廠日期、型式規(guī)格等數(shù)據(jù)，方便后期開展針對(duì)性的老化檢修、設(shè)備報(bào)廢等工作。

3.2 完善電氣設(shè)備運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系

雙重預(yù)防機(jī)制是當(dāng)前電力系統(tǒng)主要建設(shè)方向之一，體現(xiàn)了預(yù)防大于維修的原則，企業(yè)、工廠等電氣設(shè)備使用主體同樣可借鑒這一思路，積極推進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、隱患排查體系的建設(shè)。在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)中，首先要進(jìn)行科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，引入安全檢查表、QRA 法等，對(duì)機(jī)械、絕緣等故障發(fā)生規(guī)律、危害性進(jìn)行科學(xué)分析，繪制風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖，為后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)管控奠定基礎(chǔ)；其次要優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)防御措施，綜合廠房生產(chǎn)實(shí)況，明確電流、功率值異常以及母線接地相電壓降低，線路、設(shè)備發(fā)生火花、冒煙等緊急問題時(shí)應(yīng)采取何種現(xiàn)場處置措施，可編制員工手冊(cè)，適當(dāng)傳授風(fēng)險(xiǎn)、故障識(shí)別方法，防止危害的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.3 進(jìn)一步明確和細(xì)化隱患排查要點(diǎn)

隱患排查是預(yù)防機(jī)制的另一重保障，與維護(hù)保養(yǎng)工作緊密結(jié)合，建設(shè)時(shí)要積極明確、細(xì)化排查要點(diǎn)，幫助運(yùn)維小組找準(zhǔn)檢測方向，防止過載、振動(dòng)、磨損等非自然因素導(dǎo)致的故障隱患。排查環(huán)節(jié)要綜合看、聽、聞等多種手段，重點(diǎn)關(guān)注觸點(diǎn)狀態(tài)，檢查其是否存在燒熔問題，聽變壓器、電磁閥等有無異常振動(dòng)、噪聲，設(shè)備過熱、絕緣燒焦時(shí)還可能伴隨刺鼻氣味，可通過聞來識(shí)別，不確定線路連接是否緊密時(shí)可通過輕輕拽動(dòng)來檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障隱患后，還可進(jìn)一步采用強(qiáng)迫閉合法、短接法、逐步開路法等進(jìn)行定位，提升故障檢修效率。

綜上，機(jī)械故障、絕緣故障等均是電氣設(shè)備常見故障類型，一旦發(fā)生將會(huì)給設(shè)備安全運(yùn)行造成一定威脅，同時(shí)給設(shè)備運(yùn)行效率、使用壽命等帶來負(fù)面影響。生產(chǎn)經(jīng)營實(shí)踐中應(yīng)正視這些故障危害，綜合運(yùn)用定期檢修、狀態(tài)檢修等手段，加強(qiáng)設(shè)備臺(tái)賬管理，完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和隱患排查體系，同時(shí)開發(fā)、引進(jìn)適用的檢測、維修技術(shù)，為設(shè)備性能的高效發(fā)揮奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。