时间:2023-03-20 16:28:07
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直流系统的用电负荷极为重要,供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等,对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障变电所安全运行的决定条件之一。
一、直流系统故障接地的分析
直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长。所以,很容易受尘土、潮气的腐蚀,使某些绝缘薄弱元件绝缘降低,甚至绝缘破坏造成直流接地。分析直流接地的原因有如下几个方面:
1、二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低,或年久失修、严重老化。或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。
2、二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水,使直流对地绝缘严重下降。
3、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障,如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路;某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件,掉落在带电回路上。
二、直流系统接地故障的危害
直流接地故障中,危害较大的是两点接地,可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障,便可能构成接地短路,造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动,或造成直流保险熔断,使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地,还可能将某些继电器短接,不能动作于跳闸、致使越级跳闸。
1.直流正极接地,有使保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通,若这些回路再发生一直接地,就可能引起误动作。如图:直流接地发生A、B两点时,将1LJ、2LJ接点短接,使ZJ误动作跳闸。A、C两点接地时,ZJ接点被短接而误动作跳闸。A、D两点,F、D两点接地,同样都能造成开关误跳闸。同理,两点接地还可能造成误合闸,误报信号。
2、直流负极接地,有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为,跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时,线圈被接地点短接而不能动作。同时,直流回路短路电流会使电源保险熔断,并且可能烧坏继电器接点,保险熔断会失去保护及操作电源。如图所示:直流接地故障发生在B、E两点,ZJ线圈被短接,保护动作时ZJ不能动作,开关将不能跳闸且保险将会。D、E两点接地时,TQ线圈被短接,保护动作时及操作时开关拒跳,同理,两点接地开关也可能合不上。
直流系统接地故障,不仅对设备不利,而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此,规程上规定直流接地达到下述情况时,应停止直流网络上的一切工作,并进行选择查找接地点,防止造成两点接地。
1、直流电源为220伏者,接地在50伏以上。
2、直流电源为24伏者,接地在6伏以上。
三、直流系统接地故障的处理:
查找直流接地故障的一般顺序和方法:
1、分清接地故障的极性,分析故障发生的原因。
2、若站内二次回路有工作,或有设备检修试验,应立即停止。拉开其工作电源,看信号是否消除。
3、用分网法缩小查找范围,将直流系统分成几个不相联系的部分。注意:不能使保护失去电源,操作电源尽量用蓄电池带。
4、对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路,利用“瞬时停电”的方法,查该分路中所带回路有无接地故障。
5、对于重要的直流负荷,用转移负荷法,查该分路而带回路有无接地故障。查找直流系统接地故障,后随时与调度联系,并由二人及以上配合进行,其中一人操作,一人监护并监视表计指示及信号的变化。利用瞬时停电的方法选择直流接地时,应按照下列顺序进行:
①断开现场临时工作电源;
②断合事故照明回路;
③断合同信电源;
④断合附属设备;
⑤断合充电回路;
⑥断合合闸回路;
⑦断合信号回路;
⑧断合操作回路;
⑨断合蓄电池回路;
在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点,则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后,有环路的应先解环,再进一步采用取保险及拆端子的办法,直至找到故障点并消除。
四、查找接地故障时的注意事项:
1、瞬停直流电源时,应经调度同意,时间不应超过3秒钟,动作应迅速,防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。
2、为防止误判断,观察接地现象是否消失时,应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。
3、尽量避免在高峰负荷时进行。
4、防止人为造成短路或另一点接地,导致误跳闸。
5、按符合实际的图纸进行,防止拆错端子线头,防止恢复接线时遗留或接错;所拆线头应做好记录和标记。
电动机具有结构简单,运行可靠,使用方便,价格低廉等特点。为保证时机的正常工作对运行的电动机要按电动机完好质量标准的要求进行检查,运行中的电动机与被拖动设备的轴心要对正,运行中无明显的振动,一定要保持通风良好、风翅等要完整无缺。要时刻观察和测量电动机电网电压和正常工作电流,电压变化不应超过额定电压的±5%,电动机的额定负荷电流不能经常超过额定电流,以防时机过热,同时检查电机起动保护装置的动作是否灵活可靠。检查电动机各部分温升是否正常,还要经常检查轴承温度,滑动轴承不得超过度,滚动轴承不得超过70度,滚动轴承运转中的声音要清晰、无杂音。对于电动机的运转环境要做到防砸、防淋、防潮。对于环境不良,经常挪动、频繁起动、过载运行等要加强日常维护和保养,及时发现和消除隐患。
一、电动机电气常见故障的分析和处理
(一)时机接通后,电动机不能起动,但有嗡嗡声
可能原因:(1)电源没有全部接通成单相起动;(2)电动机过载;(3)被拖动机械卡住;(4)绕线式电动机转子回路开路成断线;(5)定子内部首端位置接错,或有断线、短路。
处理方法:(1)检查电源线,电动机引出线,熔断器,开关的各对触点,找出断路位置,予以排除;(2)卸载后空载或半载起动;(3)检查被拖动机械,排除故障;(4)检查电刷,滑环和起动电阻各个接触器的接合情况;(5)重新判定三相的首尾端,并检查三相绕组是否有灿线和短路。
(二)电动机起动困难,加额定负载后,转速较低。
可能原因:(1)电源电压较低;(2)原为角接误接成星接;(3)鼠笼型转子的笼条端脱焊,松动或断裂。
处理方法:(1)提高电压;(2)检查铭牌接线方法,改正定子绕组接线方式;(3)进行检查后并对症处理。
(三)电动机起动后发热超过温升标准或冒烟
可能原因:(1)电源电压过低,电动机在额定负载下造成温升过高;(2)电动机通风不良或环境湿度过高;(3)电动机过载或单相运行;(4)电动机起动频繁或正反转次数过多;(5)定子和转子相擦。
处理方法:(1)测量空载和负载电压;(2)检查电动机风扇及清理通风道,加强通风降低环温;(3)用钳型电流表检查各相电流后,对症处理;(4)减少电动机正反转次数,或更换适应于频繁起动及正反转的电动机;(5)检查后姨症处理。
(四)绝缘电阻低
可能原因:(1)绕组受潮或淋水滴入电动机内部;(2)绕组上有粉尘,油圬;(3)定子绕组绝缘老化。
处理方法:(1)将定子,转子绕组加热烘干处理;(2)用汽油擦洗绕组端部烘干;(3)检查并恢复引出线绝缘或更换接线盒绝缘线板;(4)一般情况下需要更换全部绕组。
(五)电动机外壳带电:
可能原因:(1)电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板;(2)绕组端部碰机壳;(3)电动机外壳没有可靠接地
处理方法:(1)恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板;(2)如卸下端盖后接地现象即消失,可在绕组端部加绝缘后再装端盖;(3)按接地要求将电动机外壳进行可靠接地。
(六)电动机运行时声音不正常
可能原因:(1)定子绕组连接错误,局部短路或接地,造成三相电流不平衡而引起噪音;(2)轴承内部有异物或严重缺油。
处理方法:(1)分别检查,对症下药;(2)清洗轴承后更换新油为轴承室的1/2-1/3。
(七)电动机振动
可能原因:(1)电动机安装基础不平;(2)电动机转子不平衡;(3)皮带轮或联轴器不平衡;(4)转轴轴头弯曲或皮带轮偏心;(5)电动机风扇不平衡。
处理方法:(1)将电动机底座垫平,时机找水平后固牢;(2)转子校静平衡或动平衡;(3)进行皮带轮或联轴器校平衡;(4)校直转轴,将皮带轮找正后镶套重车;(5)对风扇校静。
二、电动机机械常见故障的分析和处理
(一)定、转子铁芯故障检修
定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成,是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的损坏和变形主要由以下几个方面原因造成。
(1)轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,使电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短接,清除干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。
(2)拆除旧绕组时用力过大,使倒槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位,并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。
(3)因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,此时需用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。
(4)因绕组接地产生高热烧毁铁芯或齿部。可用凿子或刮刀等工具将熔积物剔除干净,涂上绝缘溱烘干。
(5)铁芯与机座间结合松动,可拧紧原有定位螺钉。若定位螺钉失效,可在机座上重钻定位孔并攻丝,旋紧定位螺钉。
(二)轴承故障检修
转轴通过轴承支撑转动,是负载最重的部分,又是容易磨损的部件。
(1)故障检查
运行中检查:滚动轴承缺油时,会听到骨碌骨碌的声音,若听到不连续的梗梗声,可能是轴承钢圈破裂。轴承内混有沙土等杂物或轴承零件有轻度磨损时,会产生轻微的杂音。
拆卸后检查:先察看轴承滚动体、内外钢圈是否有破损、锈蚀、疤痕等,然后用手捏住轴承内圈,并使轴承摆平,另一只手用力推外钢圈,如果轴承良好,外钢圈应转动平稳,转动中无振动和明显的卡滞现象,停转后外钢圈没有倒退现象,否则说明轴承已不能再用了。左手卡住外圈,右手捏住内钢圈,用力向各个方向推动,如果推动时感到很松,就是磨损严重。
(2)故障修理
轴承外表面上的锈斑可用00号砂纸擦除,然后放入汽油中清洗;或轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损时,应更换新轴承。更换新轴承时,要选用与原来型号相同的轴承。
(三)转轴故障检修
(1)轴弯曲
若弯曲不大,可通过磨光轴径、滑环的方法进行修复;若弯曲超过0.2mm,可将轴放于压力机下,在拍弯曲处加压矫正,矫正后的轴表面用车床切削磨光;如弯曲过大则需另换新轴。
(2)轴颈磨损
轴颈磨损不大时,可在轴颈上镀一层铬,再磨削至需要尺寸;磨损较多时,可在轴颈上进行堆焊,再到车床上切削磨光;如果轴颈磨损过大时,也在轴颈上车削2-3mm,再车一套筒趁热套在轴颈上,然后车削到所需尺寸。
(3)轴裂纹或断裂
轴的横向裂纹深度不超过轴直径的10%-15%,纵向裂纹不超过轴长的10%时,可用堆焊法补救,然后再精车至所需尺寸。若轴的裂纹较严重,就需要更换新轴。
1对套管的故障进行分析,归纳出以下主要原因:
套管表面脏污吸收水分后,会使绝缘电阻降低,其后果是容易发生闪络,造成跳闸。同时,闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后,导电性提高,不仅引起表面闪络,还可能因泄漏电流增加,使绝缘套管发热并造成瓷质损坏,甚至击穿;套管胶垫密封失效,油纸电容式套管顶部密封不良,可能导致进水使绝缘击穿,下部密封不良使套管渗油,导致油面下降。套管密封失效的原因主要有两个方面:一是由于检修人员经验不足,螺栓紧固力不够;二是由于超周期运行或是胶垫存在质量问题、胶垫老化等;套管本身结构不合理,且存在缺陷。比如,有的220kV主变套管,由于引线与引线头焊接采用锡焊,220千伏A相套管导压管为铝管,导线头为铜制,防雨相为铝制,这种铜铝连接造成接触电阻增大,使连接处容易发热烧结,导致发生事故;套管局部渗漏油,绝缘油不合格,套管进水造成轻度受潮;套管中部法兰筒上接地小套管松动断线;接地小套管故障,使套管束屏产生悬浮电位,发生局部放电;套管油标管脏污,看不清油位,在每年预试取油样后形成亏油。
在套管大修中,抽真空不彻底,使屏间残存空气,运行后在高电场作用下,发生局部放电,甚至导致绝缘层击穿,造成事故。
2根据以上的故障分析,可以从针对主要缺陷方面制定以下一些处理措施;
针对套管油样不合格、含乙炔气等缺陷。采取的措施是:对套管要进行严格检验,各种试验合格后方可投入运行,避免人为因素引起故障。
针对套管密封不良,有进水或渗漏油现象。采取的措施是:通过更换质量好胶垫保持密封,拧紧紧固螺栓,使套管无渗漏。
针对套管本身结构不合理而引起头部过热等缺陷。具体措施可采用变铜铝过渡为银铜接触,从而减小氧化作用。
在拆、接、引过程中,要注意检查各部位是否联结良好,接触面应打磨后涂上导电膏,减小其接触电阻。从而杜绝其过热现象。
3通过以上对油纸电容式套管故障分析及一些处理措施,大致可以发现形成缺陷有两个途径:第一是套管本身设计存在薄弱环节;第二是人为因素,是安装、检修人员在作业中造成的。在分析套管常见故障主要原因后,我认为套管在运输、安装、检修维护等方面应注意以下问题:
在起吊﹑卧放﹑运输过程中,套管起吊速度应缓慢,避免碰撞其它物体;直立起吊安装时,应使用法兰盘上的吊耳,并用麻绳绑扎套管上部,以防倾倒;注意不可起吊套管瓷裙,以防钢丝绳与瓷套相碰损坏;竖起套管时,应避免任何部位落地;套管卧放及运输时,应放在专用的箱内。安装法兰处应有两个支撑点,上端无瓷裙部位设支撑点,尾部也要设支撑点,并用软物将支撑点垫好。套管在箱中应固定,以免运输中窜动损伤。
在套管大修的装配中应特别注意以下几点:防止受潮。装配中除要有清洁干燥的条件以外,最好能在40-50℃温度下进行组装。因为电容芯子温度高出环境温度温度10-15℃时能减少受潮的影响,所以最好在组装前将套管的零部件和电容芯子加热到70-80℃,保持3-4h,以便排除表面潮气,尽可能在温度尚未降低时装配完;套管顶部的密封。套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数变电站的主变压器的储油柜顶装有弹性波纹板,它与压紧弹簧共同对由温度变化起调节作用。在组装弹性波纹板时,导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当,防止波纹板拉裂,以达到密封的效果。套管引线是穿缆式结构,如果顶部接线板、导电头之间密封不严密,雨水会沿套管顶部接线板、导电头及电缆线顺导管渗入变压器内部。水分进入变压器引线根部,将会导致受潮击穿,造成停电。为避免这种情况,必须用螺栓压紧,保证密封;中部法兰的小套管。电容屏的最外层屏蔽极板即接地电屏,用一根1.5mm2的软绞线,套上塑料管引到接地小套管的导电杆上,此套管叫测量端子,装配时要注意小套管的密封和引出软线的绝缘。检修时,应将套管水平卧倒,末屏小套管朝上,卸开小套管即可检查末屏引线等情况,还可以作相应的修理。在套管运行和作耐压试验时,其外部接地罩应良好接地;均压球调整应适当。均压球在中心导管尾部,沿导管轴向可以上下拧动,以便能与主体引线装配配合。均压球必须拧紧,否则会发生均压球与套管间放电。均压球除了遮挡住底部、螺母、放油塞等金属件外,还要满足电气强度的要求,即调整均压球的位置,可以缩小套管尾部到油箱壁的绝缘距离及绕组的爬电距离,改善辐向和轴向的电位分布。如调整不当,球面会产生滑闪放电,造成介质击穿,对套管的电气性能危害很大;油样阀、放油塞的质量要好,不得有锈迹;胶垫的质量应良好;真空注油时,应首先建立真空,检查套管各部分密封情况,然后保持残压在133.3Pa以下,按规定时间注油。注油后破坏真空时,套管油位稍有下降,若有缺油现象需及时加油。考虑到取油样,应略多注一些油。
一、引言
液压系统是工程机械中的一个重要部分。液压系统由于具有体积小、重量轻、易安装、功率密度大、响应快、可控制性强、工作平稳且可实现大范围的无级调速等优点。应用日趋广泛。液压挖掘机是目前工程施工中使用较为广泛的一种工程机械,其行走、回转和举升、挖掘动作都是通过发动机把机械能转化为液压油的压力能来驱动液压油缸和马达工作而实现的。对于液压系统。虽然只是作为挖掘机复杂主系统的子系统,但是其对主系统的功能和效率产生的影响是巨大的。液压系统的失效将会直接导致主系统的失效,从而造成严重的经济损失。因此,对液压挖掘机液压系统的分析及故障诊断尤为重要。
二、挖掘机的液压系统类型
按液压泵特性,液压挖掘饥采用的液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量系统等三种类型。
(一)定量系统
在液压挖掘机采用的定量系统中,其流量不变,即流量不随负载而变化,通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式,分为单泵单回路、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。
(二)变量系统
在液压挖掘机采用的变量系统中,是通过容积变量来实现无级调速的,其调节方式有三种:变量泵一定量马达调速、定量泵变量马达调速、变量泵变量马达调速。液压挖掘机采用的变量系统多采用变量泵一定量马达的组合方式实现无级变量,且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关联,分为分功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调-节机械,油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响,与另一回路的压力变化无关,即。两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量,两个油泵各拥有一斗发动机输出功率;全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节,使两个油泵的摆角始终相同,同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力,两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。
三、液压系统的故障分析及解决措施
液压挖掘机液压系统的主要故障多数是由液压油过热、进空气、污染、油泄漏造成的,对造成这些故障的原因进行分析并采取相应的预防措施很重要。
(一)油过热
1、液压油过热的危害
(1)液压油粘度、液压系统工作效率均下降,严重时甚至使机械设备无法正常工作。
(2)液压系统的零件因过热而膨胀,破坏了零件原来正常的配合间隙。导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死,并可能加速橡胶密封件老化、变质、破坏,使液压系统严重泄漏。
(3)油液汽化、水分蒸发,使液压元件产生穴蚀。
(4)油液氧化形成胶状沉积物,易堵塞滤油器,使液压系统不能正常工作。
2、液压油油温过高的主要原因及解决措施
(1)由于油箱散热性能差,致使油箱内油温过高。应增大油箱容积即散热面积,并安装油冷却装置。
(2)液压油选择不当。油的质量和粘度等级不符合要求,或不同牌号的液压油混用,造成液压油粘度过低或过高。
(3)污染严重。施工现场环境恶劣,随着机器工作时间的增加,油中易混入杂质和污物。受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合问隙中,会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度,使泄漏增加、油温升高。
(4)环境温度过高,并且高负荷使用的时间又长,都会使油温太高。应避免长时间连续大负荷地工作,若油温太高可使设备空载运转一段时问,待其油温降下来后再工作。
(二)进空气
1、空气对挖掘机液压油污染的危害
(1)产生空穴、气蚀作用,导致金属和密封材料的破坏;产生噪音、振动和爬行现象,降低液压系统的稳定性。
(2)使液压泵的容积效率下降,能量损失增大,液压系统不能发挥应有的效能。
(3)液压油导热性变差,油温升高,引起化学变化。
2、进空气的主要原因及其解决措施
(1)接头松动或油封、密封环损坏而吸入空气。液压系统应有良好的密封性,各接头应牢牢固定,并确保油箱密封完好,这样可防止外界空气进入而污染系统。
(2)吸油管路及连接系统的管路被磨穿、擦破或腐蚀而使空气进入。应合理设计液压系统结构,使管路走向布局合理化;要保持管路的清洁,减少外界腐蚀。
(3)加油时由于不注意而产生的气泡被带入油箱内并混入系统中。
(三)污染
1、液压油的污染对液压系统的危害
(1)堵塞液压元件。污染物会堵塞液压元件进出油或其问隙,引起动作失灵,影响工作性能或造成事故,还可能引起滤网堵塞,并可能使滤网完全丧失过滤作用,造成液压系统的恶性循环。
(2)加速元件磨损。污染颗粒在液压缸内会刮伤缸筒内表面,加速密封件的损坏,使泄漏增大,引起推力不足或者动作不稳定、爬行、速度下降、异常噪声等故障现象,严重影响系统的稳定性和可靠性。(3)加速油液性能的劣化。液压油中的污染颗粒长期存在,会与油液发生一些反应,反应的生成物会腐蚀元件
2、液压油被污染的主要原因及解决措施
(1)作业环境粉尘多,系统外部不清洁。液压系统长期在粉尘污染严重的场地作业时,最好2个月过滤一次油液,大概半年更换一次进油滤油器。
(2)在加油、检查油面和检修作业时,杂质被带入系统,通过被损坏的油封、密封环进入系统。
(四)泄漏
1、泄漏的危害
液压系统一旦发生泄漏,将会使系统压力建立不起来。液压油泄漏还会造成环境污染,影响生产,甚至产生无法估计的严重后果。
2、泄漏产生的主要原因及解决措施
(1)设计因素。由于设计中密封结构选用不合理,密封件的选用不合乎规范;另外,由于工程机械的使用环境中具有尘埃和杂质和没有选用合适的防尘密封,致使尘埃等污物进入系统破坏密封而产生泄漏。应在选用和设计密封件的时候,考虑液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度高低、环境温度的变化等,选择合理的密封件,当在恶劣的环境下工作时,要选用合适的防尘密封。
(2)制造和装配因素。所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面光洁度及形位公差等要求。由于在制造过程中超差,使得密封件就会有变形、划伤、压死或压不实等现象发生,使其失去密封功能:液压元件在装配中的野蛮操作,过度用力将使零件产生变形,特别是用铜棒等敲打缸体、密封法兰等。这些原因都可以破坏密封而产生泄漏。应在设计和加工环节中要充分注意密封部件的设计和加工,另外要选择正确的装配方法。
(3)零部件损伤。密封件是由耐油橡胶等材料制成的,由于长时间使用发生的老化、龟裂、损伤等都会引起系统泄漏。如果零件在工作过程中受碰撞而损伤,会划伤密封元件造成泄漏。要选择合适的密封件,延长其老化时间,并注意对密封件的保护,避免其被别的部件划伤。
四、故障诊断时应遵循的一般原则