电气设备故障诊断方法和技术研究 宋益睿
电力故障诊断方法研究的一些参考文献
电力故障诊断方法研究的一些参考文献Research on the method of power failure diagnosis has been a crucial area of focus in the field of electrical engineering. One important reference in this area is the paper "Power Proxy: Anomaly Detection in Power Usage Data" by Zhang et al. This paper proposes a novel approach using deep learning techniques to detect anomalies in power usage data, which can aid in the diagnosis of power failures. The authors demonstrate the effectiveness of their method through experiments on real-world power usage datasets.电力故障诊断方法的研究一直是电气工程领域的一个重要研究方向。
张等人的论文《Power Proxy: Anomaly Detection in Power Usage Data》是这方面的一个重要参考文献。
这篇论文提出了一种新颖的方法，利用深度学习技术来检测电力使用数据中的异常，有助于诊断电力故障。
作者通过对真实电力使用数据集的实验验证了他们方法的有效性。
In addition to Zhang et al.'s work, another valuable reference is the paper "A Survey on Fault Diagnosis Techniques Through EE Stream Processing" by Wang et al. This survey paper provides a comprehensive overview of fault diagnosis techniques in the contextof electrical engineering stream processing. The authors discuss various methods such as Bayesian networks, neural networks, and decision trees, highlighting their applications in diagnosing power failures. This paper serves as a useful guide for researchers interested in exploring different fault diagnosis techniques.除了张等人的工作，王等人的论文《A Survey on Fault Diagnosis Techniques Through EE Stream Processing》也是一个很有价值的参考文献。
电气设备的故障检测技术研究
电气设备的故障检测技术研究在现代工业生产和日常生活中，电气设备扮演着至关重要的角色。
从大型的工厂生产线到家庭中的电器设备，电气设备的稳定运行是保障生产效率和生活质量的关键。
然而，由于各种原因，电气设备不可避免地会出现故障。
及时、准确地检测出这些故障，并采取有效的修复措施，对于减少设备损坏、避免生产中断以及保障人员安全都具有重要意义。
电气设备的故障类型多种多样，常见的包括短路、断路、过载、漏电、接触不良等。
这些故障可能由设备老化、过载运行、环境因素、人为操作失误等原因引起。
不同类型的故障表现出不同的特征，因此需要采用相应的检测技术来进行诊断。
直观检查法是一种最基本的故障检测方法。
维修人员通过观察设备的外观、闻气味、听声音等方式，初步判断设备是否存在故障。
例如，烧焦的气味可能意味着设备内部有过热或短路的情况；异常的噪声可能提示机械部件磨损或松动。
这种方法虽然简单，但对于一些明显的故障迹象能够快速发现。
电压测量法是通过测量电气设备不同部位的电压值，来判断设备是否正常工作。
正常情况下，电路中各点的电压应该在规定的范围内。
如果测量到的电压值偏离了正常范围，就可能存在故障。
例如，电源电压过低可能导致设备无法正常启动，某个电路节点的电压为零可能表示该部分电路存在断路。
电流测量法与电压测量法类似，通过测量电路中的电流来诊断故障。
过载时电流会增大，断路时电流为零。
通过对电流的监测，可以及时发现设备的异常运行情况。
电阻测量法是利用万用表等工具测量电路中的电阻值。
正常情况下，电阻值应该符合电路设计的要求。
如果测量到的电阻值过大或过小，可能表示存在接触不良、短路或断路等故障。
示波器检测法能够直观地显示电信号的波形。
通过观察波形的形状、幅度、频率等参数，可以判断电路的工作状态。
例如，波形失真可能表示电路中存在干扰或元件损坏。
红外热成像技术在电气设备故障检测中也发挥着重要作用。
电气设备在运行过程中会产生热量，当设备存在故障时，发热情况会发生异常。
电力系统电气设备故障诊断与检修问题探讨李斐斐
电力系统电气设备故障诊断与检修问题探讨李斐斐电气故障即由于机械、自然、人为等原因造成的电气控制线路出现失控的现象，一般分为自然故障与人为故障。
自然故障是电气设备在长期使用过程中，由于发热、老化等原因造成的故障；而人为故障往往是由于人为操作不当或操作过失引起的故障。
根据电气设备的构成特点，可将常见故障分为三类：1）电源故障：电源缺相、电源相序改变导致极性接反、交直流混淆以及相线与零线接反等故障；2）电路故障：由于接线错误导致的断路与短路等故障；3）电气设备及元件故障：电气元件由于过热导致烧毁、由电气击穿或性能变劣导致设备不能运行等故障。
2电力系统电气设备故障诊断措施2.1及时发现故障所处的位置，了解具体表现形式如果电力系统电气设备出现了故障，首先要对故障进行准确的诊断，在诊断的过程中还要及时发现故障所处的位置以及具体表现形式，并根据其具体的情况采取有效的方法对故障进行维修。
电气设备的线路如果具有一定的复杂性，在分析过程中一定要按照电气控制的关系，原理图的相关标准，对故障点的发生位置和范围进行确定。
在通常情况下，主路所发生的故障都比较直观，可以直接的显示出来，所以检修人员在对故障进行检查的时候可以很容易的找出故障的位置。
如果是对于比较复杂的控制电路来讲，就要按照相关设备的功能、控制的实际要求、实际操作方法进行实施，通过对控制图进行分析，以此来找到故障点，采取有效的方法进行解决和处理。
2.2加强线路异常分析在电气系统中，变压器是最为关键的一种设备，一旦有故障出现，就会带来极大的损失，变压器一旦出现线路异常就要对其进行及时的解决，一般情况下，可以利用外表所反应情况进行探究和分析。
举个例子，通过听声音、闻气味的方式对电气设备的故障进行诊断。
如果在诊断的过程中出现了异常的情况，就可以及时采取有效的方法对其进行处理，对油中的气体进行全面的分析，并在此基础上对油中气体对故障所造成的性质和类型给予系统性的分析，通过分析的结果对实施方法进行确定，并将其进行合理化的应用。
电气设备故障分析及诊断方法(毕业论文)
摘要本文对电气设备的发热源及在工作运行中出现的故障进行了介绍，并对造成外部故障与内部故障的各种原因进行了详细的分析与说明。
系统阐述了在日常应用中简便实用的电阻法、电流法和电压法等故障检测方法及其工作原理。
详细介绍了目前得到广泛关注与应用的红外诊断技术，论述了红外诊断技术的成像原理、系统组成与功能、测温方法等，并对红外检测技术的特点与判断方法进行了简述。
关键词设备故障；检测方法；红外诊断技术ABSTRATthis paper introduces the heat sources of the electrical equipment and the fault appear in the work of running, detailed analysis and explain the external fault and internal fault caused by a variety of reasons. System described many simple and practical daily applications such as resistance method, current law and voltage law,and their work principles.Detailed introduce the infrared diagnostic techniques whichis now widespread interest and applicated, Discusse the principles of infrared imaging diagnostic technology, system composition and functions of temperature measurement methods, descrip the characteristics and Judgement methods of the infrared detection methodKeywors：Equipment failure;detection;infrared diagnostics目录前言 (4)第一章电气设备的发热源及故障................. ................. (5)1.1 电气设备发热源 (5)1.2 电气设备故障 (5)1.2.1 电气设备外部故障 (5)1.2.2 电气设备内部故障 (5)第二章常用电气设备故障检测方法 (6)2.1 电阻法 .............. ................................... .. 62.2 电流法 (8)2.3 电压法 (9)第三章红外线诊断技术 (10)3.1 红外热成像的基本原理 (11)3.1.1 红外热像仪的结构和信息采集原理 (11)3.1.2 红外热像仪的图像处理系统 (12)3.1.3 红外热像仪的测温方法 (13)3.2 电气设备红外诊断技术的特点与判别方法 (13)3.2.1 红外诊断技术的特点.................................... ..143.2.2 红外诊断技术的判别方法................................ ..15总结 (16)参考文献 (17)谢辞 (18)前言我们知道，电能的生产、输送和分配使用是个连续过程，其中任何一个环节发生事故都会危及整个系统的正常运行。
电气设备绝缘故障诊断技术1-3
用于变压器、充油电缆和电容器等设备中。 绝缘构成是以纤维纸、塑料薄膜和层压板等绝缘绕制 并浸渍低粘度绝缘油构成。 两类：浸泡在绝缘油中、油浸复合绝缘。
三、交联聚乙烯电缆
绝缘层用塑料挤出的完整绝缘体。 主绝缘：交联聚乙烯；外护层：PVC护套。 无油、使用方便、介损小。 结构：主绝缘层、半导体层、屏蔽层及护套。
诊断对象（按绝缘类型划分）
电机、油浸绝缘设备、CV电缆（XLPE电缆）、气体绝缘设备。
诊断过程
信号采集、特征提取（信号及数据处理）、状态识别、预报决策
1.2 绝缘诊断技术意义
绝缘事故比例高 大型电气设备的重要性 定期预防性维修体制的不足 状态监测的科学性
2001年 2002年 2003年
电气设备绝缘材料：固体绝缘、液体绝缘和气体绝缘。 对于大型电气设备，主要以组合绝缘方式为主。
一、电机
高压线圈主绝缘材料：云母－绝缘性、耐热性和解理 性良好。 线圈是在纸、玻璃布丝、聚酯薄膜等材料中加入多层 云母片，再在线槽中填充环氧树脂等热固性材料而构 成。 云母：54％；树脂36％。
二、油浸绝缘
二、热老化
油浸纸材料
1）固体绝缘材料老化特征：反应纤维机械强度的性能指标 下降，如反应抗拉强度的指标聚合度；生成CO、CO2、 H2O以及丙酮和糠醛等产物。 2）绝缘油老化过程中产生气体（低分子烃类气体、 CO、 CO2 等）、有机酸和X-腊等。
第3章 常用的绝缘诊断方法
旋转电机 变压器 电缆
3.1节 旋转电机
6、绝缘剩余寿命推定 IEC：剩余击穿电压下降至初始值的50％时为寿命终 点。 各项试验数据与绝缘寿命具有一定关系。 各项试验参数联合推定绝缘剩余寿命。 多因素绝缘老化下的绝缘剩余寿命推定。 特别注意局部放电量与剩余击穿电压具有良好的相关 性。
电气设备绝缘故障诊断技术1-3精品PPT课件
电机、油浸绝缘设备、CV电缆（XLPE电缆）、气体绝缘设备。
诊断过程
信号采集、特征提取（信号及数据处理）、状态识别、预报决策
1.2 绝缘诊断技术意义
绝缘事故比例高 大型电气设备的重要性 定期预防性维修体制的不足 状态监测的科学性
2000年 2001年 2002年 2003年 30 20 10
1) 本征击穿场强非常高。 2) 电器设备中绝缘材料击穿场强比本征击穿场强低。 3) 原因：厚度效应、杂质及气孔。 4) 绝缘击穿机理：电击穿、热击穿、电－机械击穿。
油浸绝缘
很少的水分及纤维杂质的混入，将是击穿电压下降。
1、电压－寿命特性
关系1： t kU n
关系2： t k(U U0 )n k为常数，n 为寿命指数，U0为局部放电起始放电电压。
交流耐受电压（kV）
四、气体绝缘设备
SF6气体绝缘。 金属微粒危害重大。
无金属微粒
有金属微粒
气压（Torr）
2.2 绝缘材料的老化
受到多种因素的影响，共同作用，相互影响。 一种复杂的物理、化学变化，具有不可逆性。 渐进的、长期的过程。 老化特征量：直接和间接特征量。
一、电老化
在长期电场作用下绝缘中发生的老化称为电老化。 固体绝缘
结果使纸层间存在气隙或油隙。
油纸绝缘结构中局部放电的发展
二、热老化
有机绝缘材料若老化的主要过程是热降解。热降解是 一系列复杂的化学反应，特别是指氧化反应。
绝缘的热老化遵循Arrhenius方程：
v
v0
exp( Wa kT
)
聚乙烯类材料若老化特征：材料的伸长率、拉伸强度 等机械性能下降；电气性能下降。
3.1 旋转电机
电气设备维修与故障排除技术分析宋琛年
电气设备维修与故障排除技术分析宋琛年发布时间：2021-08-16T10:01:47.653Z 来源：《电力设备》2021年第6期作者：宋琛年[导读] 伴随科技水平的日益提升，越来越多的新型电气设备腾空问世，这必然会给电气设备维修人员增加一定的工作难度。
为了能够更好的提升电气设备的维修及故障排除效率，维修人员就必须不断强化自身的专业技能，运用科学先进的技术手段，来确保电气设备的正常运行。
鉴于此，本文就着重围绕电气设备在故障排除及维修方面的相关技术进行了深入研究。
宋琛年（亚太森博（山东）浆纸有限公司山东省日照市 276800）摘要：伴随科技水平的日益提升，越来越多的新型电气设备腾空问世，这必然会给电气设备维修人员增加一定的工作难度。
为了能够更好的提升电气设备的维修及故障排除效率，维修人员就必须不断强化自身的专业技能，运用科学先进的技术手段，来确保电气设备的正常运行。
鉴于此，本文就着重围绕电气设备在故障排除及维修方面的相关技术进行了深入研究。
关键词：电气设备；故障类型；维修；故障排除；技术分析一、电气设备常见的故障问题探究结合电气设备常见故障问题的种类及其特点分析来看，可以将其总结为以下三种： 1使用和性能方面的故障问题正常运行状态下的电气设备，极有可能出现的故障问题应该为使用故障，这种故障问题能够不干扰电气设备的正常运行。
一般情况下，较为常见的使用故障问题主要可以分为发电机运转频率的降低以及电压较低等情况，出现这类情况时，会造成电气设备无法达到外部对运转效率和电压的实际要求。
性能方面的故障问题主要是指电气设备在正常运转状态下，其设备损耗持续加大的异常情况，常见的性能故障问题有变压器的空载，它会使电气设备的工作损耗持续增加，进而引发变压器崩溃情况的发生。
2预告性和损害性方面的故障问题有些设备在出现异常工作状态时，例如灯泡壳度降低以及电动机温升较高等情况，这些都属于预告性故障问题，维修人员一旦发现则必须要对其进行妥善解决，不然就会逐步发展为损害性故障问题。
电气设备故障的诊断与处理技术
石夹持部分、调节 螺杆 法兰的密封、设 备配重平衡等技术 问题进行 了修改与完 善 。试 验装 置外 貌 见 图 ３ 。 ２ ． ２主要 技术 参数精 度 检测试 验结 果 本试验装置在完成全部整改与调试 后 ，为 检 测 岩 石 研 磨 性 试 验 装 置 主要 技 术 参 数 的 精度 ，在 同一 块 岩 样 进 行 了设 定钻压 ３ ０ ０ Ｎ 、转 速 ２ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ的精 度 检 测 实验 ，每 个孔 的 钻进 时 间 为 １ ０ ｍ ｉ ｎ 。实 验 结果 表 明 ，主 要 技 术 参 数 的精 度 达 到 了 规定要求 ，精度检测实验结果见表 ２ ，散 点图 见 图 ４ 。
随 着 科 学 技 术 的不 断进 步 ，我 国 的 电 力 系 统 得 到 了迅 速 发 展 ， 电气 设 备 技 术水 平 也 随 之 显 著 增 强 ，诸 如 电气 设 备 的 生 产 制 造 、 系统 维 护 以及 自动 化 水 平 等 都 向前 迈 进 了一 大 步 ，极 大地 推 动 了 工业 生 产 的 进 步 和 经 济 的 快 速 发 展 。然 而 ，众 所 周 知 ， 由于 各 种 主 客 观 因素 的 存 在，电气设备在使用过程 中不可避免 地 会 出 现 一 些 问 题 和 故 障 ，对 工 作 造 成 了 一 定 程 度 的 影 响 。为 了更 好 地 发 挥 电 气设 备 的 价 值 ，保 障各 项 相 关 工 作 的顺 利进 行 ，我 们 必 须 对 这 些 问题 和 故 障进 行妥善地诊断和处理，并不断地对其进 行 修 复 和 完 善 ，这 对 我 国经 济 和社 会 的 发 展 都 具 有 重 要 的意 义 。 当 前 ， 电气 设 备 的 维 修 制度 需要 变传 统 的 预 防维 修 为 状态 维 修 已经 成 为相 关 从业 人 员 的共 识 ， 同 时 ，实 践 表 明 ， 电气 设 备 故 障 的诊 断 与 处 理 过 程 中还 存 在 着 一 些 问 题 ，这 些 都需要我们去解决。那么 ， 在实际工作 中， 电气 设备出现故障 ，我们究竟该如何进 行诊 断和 处理 呢 ？ 下 面 ，作 者就来 谈谈 自
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电气设备故障诊断方法和技术研究宋益睿
发表时间：2017-12-07T18:34:25.443Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：宋益睿刘云静周翔宇[导读] 摘要：随着经济水平的快速提高，人们的日常生活中各种电气设备开始广泛普及，这对提高我国居民的生活质量和工业发展具有重要的意义。
（国网山东省电力公司济宁供电公司山东济宁 272000）
摘要：随着经济水平的快速提高，人们的日常生活中各种电气设备开始广泛普及，这对提高我国居民的生活质量和工业发展具有重要的意义。
因此电气设备的日常故障检修就成为了十分重要的问题。
一旦电气设备产生故障，就会造成严重的经济损失，甚至会造成人员的伤亡，这对电气设备运行的安全性和稳定性提出了更高的要求。
因此，本文针对电气设备故障诊断技术的现状以及系统结构、故障的分类和常见的电气故障以及故障诊断方法等进行了分析．其中对常见电气故障以及故障诊断方法方面做了重点阐述，为以后的课题研究奠定了理论基础。
关键词：电气设备；故障分析；诊断方法和技术
前言
当今社会正处于科学技术高速发展的时代，随着人们日常生活和社会活动需求不断提高，高层楼宇不断增加以及工业厂房不断扩大等，越来越多的电气设备应用到生活和工作中。
与此同时，规模不断扩大的电气系统，其功能也在日益完善，复杂程度也越来越高，伴随而来了各种问题。
电气结构的日益大规模化以及其各子系统之前的错综复杂，使得电气设备出现故障的几率成倍增长。
而电力系统的基本元件就是电气设备，一旦发生故障，轻则停电检修，造成经济损失并且影响人们的正常工作和生活；重则引起电气设备短路或者局部损坏，若发现不及时甚至可能发生火灾事故，危及人身安全．因此，电气设备故障诊断技术的研究，对保证电气设备安全、稳定的运行，减少经济损失以及避免人员伤亡等方面具有重要意义。
1电气设备故障诊断技术的现状分析
现阶段，人工检测、人工查找故障原因和人工抢修这一流程，仍是许多电气系统故障排除的主要方法．这对故障维修人员的素质和能力要求极高，设备故障的维修方法以及恢复时间很大程度上取决于维修人员的个人水平和经验．在城市化建设迅速发展的今天，大量电气设备广泛应用于各个不同领域中，并且逐渐向大规模集成化和自动化发展［2］。
这就出现了大量的复杂系统和混杂系统，各子系统之间相互关联，错综复杂，一旦发生故障，影响面很大．所以，这种传统的故障诊断方法已经无法满足当今结构日益复杂，功能日益完善的电气系统，因此，电气故障诊断技术应运而生。
2电气故障诊断流程
故障分析主要是针对正在使用或者出现故障的电气设备进行故障识别、分类和初步评判。
不同的电气设备类型、设备故障现象和故障的表现特征，一般采用绝缘故障诊断流程和机械故障诊断流程。
绝缘故障诊断流程主要是基于故障树分析法，通过逐步细化，将故障进行准确的定位和分析，达到对故障进行准确诊断的目的［1］。
机械故障诊断流程一般是按照基于频率响应分析的变压器绕组变形判断、基于短路抗阻的变压器绕组变形判断、基于相关实验结果的变压器变形判断。
3电气故障常用的诊断方法与技术
3.1直观法
直观法是根据电器故障的外部表现，通过看、闻、听等手段，检查、判定故障的方法。
（1）检查步骤：调查情况：向操作者和故障在场人员询问情况，包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。
如有无异常气体、明火、热源是否靠近电器、有无腐蚀性气体侵入、有无漏水，是否有人修理过，修理的内容等等。
初步检查：根据调查的情况，看有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动，绝缘有无烧焦，螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。
试车：通过初步检查，确认有会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后，可进一步试车检查，试车中要注重有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即停车，切断电源。
注重检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求，从而发现故障部位。
（2）检查方法：观察火花：电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花，因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。
例如，正常紧固的导线与螺钉间发现有火花时，说明线头松动或接触不良。
电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通，不跳火说明电路不通。
控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时，表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路；三相中两相的火花比正常大，别一相比正常小，可初步判定为电动机相间短路或接地；三相火花都比正常大，可能是电动机过载或机械部分卡住。
在辅助电路中，接触器线圈电路通电后，衔铁不吸合，要分清是电路断路还是接触器机械部分卡住造成的电气设备故障诊断技术电气设备故障诊断技术。
可按一下启动按钮，如按钮常开触点闭合位置断开时有稍微的火花，说明电路通路，故障在接触器的机械部分；如触点间无火花，说明电路是断路［4］。
动作程序：电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。
如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作，说明该电路或电器有故障。
另外，还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判定故障。
运用直观法，不但可以确定简单的故障，还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。
3.2测量电压法
测量电压法是根据电器的供电方式，测量各点的电压值与电流值并与正常值比较。
具体可分为分阶测量法、分段测量法和点测法。
4结束语
随着现代科技的迅速发展和我国工业业电气化进程的不断加快，琳琅满目的电气设备开始被广泛地应用与各行各业，工业电气化进程对于提升我国工业发展水平我国工业发展和综合实力的提高发挥着十分重要的作用［5］。
但电气设备一旦出现故障，就会造成巨大的损失。
因此，也就对电气设备运行的安全、稳定性提出了更高的要求。
分析了电气设备故障诊断方法和技术。
本文重点介绍了闽值分析法，显著性差异分析法援例推理分析法等三种最为常用的方法。
参考文献：
［1］张龙．建筑电气系统故障诊断方法研究［D］．北京：北京林业大学，2014．
［2］马长．浅析电气设备故障诊断系统的分析与设计［J］．中国新技术新产品，2014（1）：118．
［3］吴茜．建筑电气实验平台故障智能诊断技术研究［D］．北京：北京建筑工程学院，2013．［4］黄文生．电气设备故障诊断的现状与发展趋势［J］．中国电力教育，2010（31）：265－266．。