电气故障诊断与维修（电气故障维修过程）

电气维护方法论第8部分（电气故障原理）

正如人们生病一样，电气设备也会出现故障。电气设备故障分为电气故障、机械故障等，由于本书主要讨论电气部分，所以故障一般专指电气故障。故障现象是寻找故障源的起点，故障源可以积极合理地解释故障现象。

1、故障现象特点及规律

有故障的电气设备的异常表现称为故障现象，它是一种客观存在，可以反复再现，有多种不同的表现形式。故障现象来源于人类的直接感知、仪器的间接检测以及他人提供的信息。人们通过自己的视觉、嗅觉、味觉、触觉直接感知故障现象。专业仪器可以准确测量和保存设备的重要技术参数，适合检测看不见的、快速变化的或持久的故障现象。通过他人间接了解故障发生的时间、地点、现状及采取的措施、外部环境、维修历史等相关信息。故障现象的表现形式根据空间分布、时间变化、功能状态和外部环境等分为整体故障和局部故障、明显故障和隐性故障、稳定故障和动态故障、必然故障和偶然故障。

整体故障特征是整个设备的异常，表现为设备无法启动、保护性停机等，虽然可以被人直接感知，但不能缩小故障部件排查的空间范围。通常与设备中的通用部件有关；局部故障特征为设备无法启动。部分功能异常是指设备可以启动，但部分功能异常。不仅可以让人直接感知，还可以缩小故障部件的排除范围。通常与设备中的相关功能部件有关。

明显的故障特征是指故障现象明显，容易被人们直接感知，可以作为查找故障源的切入点；隐性故障特点是故障现象隐蔽，难以被人类直接感知，需要借助专用工具拆装设备或专业仪器检测来间接检测。故障现象。

稳定故障特征是故障现象持续稳定，表现为故障现象持续稳定或周期性复发，易于捕捉，可作为查找故障源的切入点；动态故障特征是故障现象的动态变化，表现为故障现象一闪即逝或反复出现。这些变化是缓慢且难以捕捉的。需要使用专业仪器或咨询他人来查找故障现象。

不可避免的故障特征是设备运行过程中不可避免地出现的故障现象。表现为设备启动、运行、运行或停机过程中出现的故障。它们不仅可以被人们直接感知，而且可以缩小故障状态的排除范围。偶然故障的特点是由于设备运行时间过长、外界电磁能量干扰或环境温度较高等因素而产生的偶发性故障。设备无法继续稳定工作，需要较长时间才能观察到故障现象。这可以作为查找故障源的切入点。

发生故障的电气设备会表现出多种故障现象。在选择合理的电气检修切入点、缩小故障源查找范围、判断对象好坏时，局部故障、明显故障、稳定故障、必然故障的逻辑判断值大于整体故障、隐性故障的逻辑判断值。故障、动态故障和意外故障。在电气检修时，首先将发现的故障现象按照分析判断的数值进行排序，然后结合理论分析和实践经验进行筛选。具有因果关系的故障现象分为重大异常和次要异常。并行关系中的主要异常统称为关键异常，通常以主要异常和关键异常作为查找故障源头的切入点。

2 故障源特征及规律

电气设备发生故障的原因称为故障源，通常包括操作不当、突发极端事件、自然磨损老化、设计、制造和安装缺陷等。操作不当和突发极端事件属于随机故障，不存在偶然性故障。类似案例值得借鉴。自然磨损和老化、设计、制造和安装缺陷都是不可避免的故障，通常有类似的案例可供参考。

使用和操作不当，发生设备故障的概率最高，包括用户不遵守规范造成的操作失误或控制能力弱造成的设备综合故障；工作态度消极、未及时关注设备状态或忽视日常维护而造成的综合性设备故障；由于缺乏质量和安全意识而导致的不当使用。因合格或过期零部件造成的设备综合故障；因超出设计极限使用而造成的过早磨损、结构失效、线路氧化或绝缘老化等造成的综合设备故障。此类故障的根源很容易验证。

其次概率最高的设备故障是由突发的极端事件引起的，包括突然冲击或损坏引起的故障，如振动引起的机械故障、外部机械碰撞引起的变形、破损，内部机械卡阻、烧毁引起的电气故障等。电机在使用过程中。失败；由于水侵入、空气腐蚀、外界强电磁干扰等原因造成的设备综合故障；由于市电电网波动引起的过压、过流冲击造成设备电气故障；极端温度、高湿度和高灰尘引起的电气故障是由于敏感元件、绝缘层和内部电路的电气或绝缘性能下降而发生的。此类故障的根源并不容易验证。

自然老化和磨损会导致失效概率。再次，由于故障对象中的不同部件有不同的生命周期，一些短命部件的故障会导致设备整体故障。包括一些易耗件因长期使用而性能下降，如电解电容高温鼓包、漏液、干烧，材料老化和绝缘性能下降，半导体元件耐温、耐压下降，导致设备损坏。电气故障；大功率元件长时间发热电路氧化后接触不良导致设备电气故障；由于机械部件的过度磨损，导致精度下降并导致设备的机械故障。如果故障设备中大部分核心部件同时严重老化磨损，则失去了维修价值。

已长期正常工作的电气设备，因设计、制造、安装缺陷而发生故障的概率极小，但在同一厂家、同一批次的产品中却会反复发生。其中包括因技术方案不成熟、选材过于保守、稳定性和抗过载能力差而导致设备综合故障；由于软硬件不匹配、程序缺陷或功能缺失而导致的设备电气故障；制造工艺水平低或材料质量差造成设备综合故障；综合设备故障是由于未按设计要求安装、调试并提供满足工作条件（如环境温度、市电电压波动范围等）的设备而造成的。

故障电气设备可能同时存在一个或多个独立的故障源。新设备或经常使用的设备出现单一故障源的可能性较高。如果存在多个故障源，则影响电气设备核心功能的故障源称为主要故障源，其他故障源称为次要故障源。根据维修经验，大多数电气故障只有一个主要故障源，多个独立故障源同时出现的概率很小。这是维修时查找故障源的重要判断依据。

找到故障设备的故障源后，需要结合故障时间和环境因素，利用故障源对故障现象进行逻辑解释，推断故障过程。这不仅可以提高维修质量，避免类似故障再次发生，也为今后查找类似故障源提供参考。

3、故障现象与故障源的关系

故障源与故障现象是因果正向收敛关系。设备出现故障后，必然会出现故障现象，而所有的故障现象都必须有故障源。通过归纳查找故障特征和模式，可以提高以后查找类似故障源的效率。根据故障现象排除故障源头，是追溯原因的逆向发散过程，也是电气检修的核心工作。

由于故障现象与故障源之间存在多对多的发散关系，同一故障现象可能存在多个故障源。同一故障源总会出现多种故障现象。通常故障现象的数量多于故障源的数量。故障现象及故障来源逻辑链的复杂性决定了根据故障现象排查故障来源的难度。当难度较高时，需要根据故障对象的综合特征和模式、技术资料和实践经验，通过观察、检测、逻辑推理和实验验证，提高故障排除过程的效率。收敛，准确识别故障源。筛选出与故障源具有一一逻辑关系的故障现象，可以作为提高故障源排查效率的切入点。

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