电力系统电气装置“三步故障识别、排查法”
技能应用探讨
黎庚荣
(广西电力职业技术学院，广西南宁530007)
摘要：电力系统电气装置故障会导致电气装置停止运行而影响生产，严重的情况下甚至会造成设备损坏及人 身伤亡事故。准确、快速地识别和排除电气装置故障，对提高劳动生产率、减少经济损失、确保生产安全具有 重大的意义。快速排查电气装置故障，是电气检修技术人员的一项重要的职业技能。笔者以百色平播水电站电 气装置故障的分析与排查为案例，总结出了发电厂电气装置故障分析和排除的“三步故障识别、排查法”，并 对“三步故障识别、排查法”职业技能的应用进行了深入的探讨。关键词：电力系统；电气装置；故障识别中图分类号:TM07 文献标识码：B 文章编号：1001-408X( 2017) 02-0074-03
0
引言
为了确保电力系统发电机、变压器等主要电气
障的范围，从而设计故障排查的方案，快速地排查
电气装置的故障。
电力系统电气装置“三步故障识别、排查法” 的内涵：
第一步：熟悉电气装置的构成原理。
根据电气装置的原理图，熟悉电气装置的构成 原理。特别要掌握电气装置的动作过程情况及相应 的现象。动作过程情况指电气装置执行某项任务时 在各步骤中相应的继电器、接触器等二次元件的动 作情况。一般继电器、接触器等二次元件可以通过 观察触点的开闭或衔铁的吸放来判断是否动作。相 应的现象包括仪表的读数和信号灯的指示等现象。
第二步：电气装置故障的分析。
根据电气装置故障时出现的现象，对比正常动 作过程中的现象，结合电气装置的原理图，初步锁 定电气装置故障的支路或故障元件。例如：正常动 作时，某信号灯应该发光，但故障情况下该信号灯 熄灭，经过对比分析，则可初步判断该信号灯支路 存在故障，故障原因可能是电源保险熔断、线路断 线、元件损坏等。
第三步：电气装置故障的排查。
由于电气装置元件较多，结线复杂，一般情况
设备的安全、可靠地运行，通常配置了继电保护装 置、备用电源自动投人装置、自动重合闸装置、断 路器控制装置等电气二次装置。经过一段时间的运 行后，由于接线的错误、发热、绝缘的老化等各种 原因，电气装置会出现过热烧毁、电气击穿、断 线、短接等故障，导致电气装置停止运行，严重的 情况下甚至会造成电气设备损坏或人身伤亡事故。 因而电气装置出现故障时，要准确、快速地排查故 障，恢复电气装置的正常运行。
1电气装置“三步故障识别、排查法”
由于电力系统电气装置通常构成元件较多，接
线较为复杂，造成电气装置故障的原因及故障的类 型也千奇百怪，不少电气检修技术员特别是缺乏经 验的新员工往往感到无从下手，在电气装置故障排 查的过程中走了不少弯路，既延误了故障排查的时 间，又造成了较大的经济损失。因而，电气检修技 术员要做到理清思路，在复杂的电气线路中依据装 置原理图准确地分析电气装置故障的原因，锁定故
收稿日期：2017-0卜06;修回日期：2017-0卜11
基金项目：广西职业院校示范特色专业及实训基地项目（发电厂及电力系统专业）（桂教职[2015]37号）；广西特色高校建设项目发电
厂及电力系统专业建设（桂教高教[2013]52号）；广西高等教育教学改革工程项目委托项目《校企共建“厂中校”合作育人的 研究与实践》（2013
JGW025)
E-mail: lgrgg@126.com。
作者简介：黎庚荣（1974)，男，广西平南县人，讲师，硕士，主要从事电力系统继电保护教学、研究工作，
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黎庚荣：电力系统电气装置“三步故障识别、排查法”技能应用探讨
下很难根据观察查找故障的设备和分析故障的类 型。在初步锁定故障范围后，根据电气装置原理图 结合实际装置，设计故障排查方案，应用万用表等 测试仪表进行逐步排查故障。
下面以百色平塘水电站电气装置故障排查为 例，对“三步排查法”职业技能的应用进行具体 的探讨。
2.1.2手动合闸动作过程及相关现象分析
手动合闸操作前，线路断路器QF处于跳闸的
位置，断路器常闭辅助触点QF6-4闭合，SA10-
11闭合，信号灯绿灯HG发平光。
1)
运行人员将控制开关手柄顺时针旋转
“预备合闸”的位置，触点SA9-10闭合，接通闪 光电源WFL，信号灯绿灯HG发出闪光，提醒运行 人员核对操作对象是否准确无误；同时可监视合闸
2电气装置“三步故障识别、排查法” 的应用
2016年8月，百色平塘水电站进行设备检修
过程中，电气检修技术员在测试10 kV线路断路器 合闸的时候，操作控制开关SA进行手动合闸，线 路始终无法成功合闸，断路器控制装置出现故障。 为了迅速排查故障，尽快恢复线路的供电，平塘水 电站组织了技术团队开始了电气装置的故障排查。
2.1
灯光监控的断路器控制装置原理
首先，针对厂家的电气装置原理图纸进行分
析。断路器控制装置的主要作用有两个方面：正常 运行时对断路器进行合闸、分闸操作控制；故障时 在继电保护装置的配合下自动动作分闸，切除故障 设备。
2.1.1
电气装置的构成
灯光监控的断路器控制装置主要由直流电源
WC、闪光电源WFL、控制开关SA、防跳继电器 KCF、信号灯红灯HR、信号灯绿灯HG、断路器合
闸线圈YC、分闸线圈YT和断路器辅助触点等元 件构成，分为合闸控制回路和分闸控制回路。具体 的接线如图1所示。
控制回路完好无断线。
2) 运行人员将控制开关SA手柄旋转到闸”的位置，控制开关的触点SA5-8接通，合闸 线圈YC动作，线路断路器QF合闸。同时，断路 器常闭辅助触点QF6-4断开，信号灯绿灯HG熄 灭；断路器常开辅助触点QF3-5闭合，控制开关 的触点SA16-13闭合，信号灯红灯HR发出平光。
3)
运行人员将控制开关SA的手柄松开，
手柄自动返回至“合闸后”的位置，信号灯红灯
HR平光，合闸操作成功。2.2
电气装置故障的分析
百塘水电站10 kV线路的断路器QF无法成功
合闸，断路器控制装置出现了故障。具体的故障现 象如下：手动合闸操作前绿灯HG平光；“预备合 闸”操作时，绿灯HG闪光；“合闸”操作时，合 闸线圈YC没有反应，断路器无法合闸。
下面比照正常动作过程及现象逐步地进行断路 器控制装置故障的分析：断路器手动操作过程中， 操作前的现象和“预备合闸”操作时的动作情况、 现象都正常，在“合闸”操作时出现了异常。
1) 电气装置电源完好。
手动操作前绿灯HG平光，说明电气装置的操作 电源WC无异常，熔断器1FU、2FU没有发生熔断。
2)
绿灯HG支路完好无异常。
手动合闸不成功，电气装置故障部分锁定合闸 控制回路。操作前绿灯HG平光、“预备合闸”操 作时绿灯HG闪光，说明绿灯HG支路完好无断线。
3)
控制开关SA5-8支路存在故障。
正常情况下“合闸”操作时，合闸线圈YC动 作，断路器QF合闸。现在出现的情况是，“合闸” 操作时，合闸线圈YC没有反应，断路器无法合 闸。说明电气装置故障部分出现在控制开关SA5-8 支路。重点排查从控制开关SA5-8的5号端子至 断路器助触点QF6-4的6号端子这部分线路。2.3电气装置故障的排查
电气装置故障排查的方法有“外观检查法”
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“红水河2017年第2期
“仪表测试法”等方法。
针对故障分析时初步锁定的故障支路，为了进 一步查明故障的元件及故障类型，可以先通过 “外观检查法”进行故障排查。打开电气装置的柜 门，仔细观察故障支路相对应的元件的外观和接线 端子，查看一下是否有明显的脱线、烧毁、熔断、 绝缘破损等现象，并对故障现象进行一一地排查与 维护。
“外观检查法”比较直观、快速，但由于电气 装置元件较多，接线复杂，很多隐藏的故障难以通 的8号端子和YC7-8的8号端子进行测量，仪表 指针无偏转，读数为无穷大，说明测量支路存在断 线或者元件损坏。
由于支路上连接的元件、触点的数目较多，可 应用分段核查法进一步查找分析具体的故障元件。 将万用表的红、黑表笔分别点接QF6-4的6号端 子和YC7-8的8号端子进行测量，仪表指针偏转 读数正常，说明该部分支路没有问题。再用万用表 的红、黑表笔分别点接SA5-8的8号端子和QF6- 4的6号端子进行测量，仪表指针无偏转，读数为 过外观的检查发现。这种情况下我们通常采用 “仪表测试法”进行故障的排查。“仪表测试法” 就是根据电路的原理通过测量仪表测试电路的参数 进行判别、查找故障元件的方法。具体来说又分为 “导通法”和“电压降法”。“导通法”是在电气装 置停电的情况下，通过将支路或元件电阻的测量值 和理论值相对较，来判别支路或元件是否发生断 路、短路等故障。“电压降法”是在电气装置通电 的情况下，通过将支路或元件的电压测量值和理论 值相对较，来判别支路是否发生断路、短路等故 障。对于情况复杂难以核查判别的故障类型，有时 需要同时进行“导通法”和“电压降法”的测试， 并根据实际情况做出进一步的分析。
针对上述故障现象可采用“导通法”进行本 次电气装置故障的排查。首先设计故障排查方案， 然后根据故障排查方案逐步进行故障元件的排查。 2.3.1
电气装置故障排查方案的设计
1) 断开电源，做好电气装置停电安全措施。2)
将测量支路从电路中独立出来。
3) 用万用表的欧姆档进行测量判断，查找故
障元件。
4)
将故障排除。
5) 将测量支路接回电路。
2.3.2
电气装置故障排查的具体过程
应用导通法时要注意做好停电措施，以保证测
试过程中操作人员的安全。同时还要注意确保测试 的支路的独立性，以避免其他旁路的导通影响测试 的结果，导致故障的误判。具体排查过程如下：1) 拉下电源闸刀，做好电气装置停电措施。
2) 打开电气装置的柜门，找到合闸线圈的8号端子并将其拆下，确保测量支路（SA5-8
至YC7-8支路）的独立性。
3) 将万用表调到欧姆档，进行欧姆调零测试
使仪表完好。然后用红、黑表笔分别点接SA5-8
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无穷大，说明该部分支路存在故障。
再对故障部分支路进行分段核查，逐步缩小核 查的范围，最终发现，连接防跳继电器KCF4-12 触点的4号端子的Y形接线端子出现脱线，导致 支路发生断线现象。
4) 利用压线钳重新压制端子接线，并重新KCF4-12触点的4号端子接牢固。
5)
将合闸线圈YC的8号端子重新接回。
将电气装置重新恢复供电，测试断路器控制装置的完好性。手动合闸操作前，绿灯HG平光; “预备合闸”操作时，绿灯HG闪光；“合闸”操 作时，合闸线圈YC动作，绿灯HG熄灭；红灯
HR发出平光，断路器成功合闸。电气装置故障成
功排除。
3
结语
电气装置“三步故障识别、排查法”，第一步
熟悉电气装置的构成原理是基础；第二步电气装置 故障的识别是关键；通过故障现象的对比分析初步
锁定故障目标；第三步电气装置故障的排查可谓事 半功倍、水到渠成了。对电气检修技术员来说，特 别是电力系统的新进员工，掌握电气装置“三步故 障识别、排查法”的应用，可有效地提升电气装 置故障快速识别和排查的技能。
参考文献：
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3] 何利民，尹全英.怎样查找电气故障[M].北京:机械工 业出版社，1999.[4] 黎辉.电厂电气运行中某些常见故障分析[J].广东科
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(英文文摘下转第89页）
YC郑天嘉，王文涛:高压电缆T型接头在铁山~仙公庙110 kV线路工程中的应用
环氧树脂经真空整体浇注成型，不与外部接触，不 受外部环境的影响，因而没有触电危险，具有较高 可靠性。电缆T型接头只能用于单芯电缆，35 kV 及以下电缆线路主要采用三芯电缆，若采用电缆T 型接头，则需在T接点前后两个接续点采用 三芯一单芯转换接头，因此三芯电缆主要采用环网 柜或分接开关设备等。由于电缆线路故障测寻所需 时间较长，修复困难，且缺乏试验参数和运行经 验，在无备用及更高电压等级线路时应慎重采用该 技术。
在铁山〜仙公庙（双T西郊）110 kV线路工程中 使用的电缆T型接头未包含在线监测系统，无法实 时取得运行状态参数。根据线路运行状况，必要时 可将直接接地箱改为智能接地箱，进行针对性监测。 为提高供电可靠性，建议在新建电缆T型接头中通 过无源植人技术，对线芯温度进行直接接触式测量， 对接地系统的环流和感应电压进行数据采集，以及 电磁场分布情况监测，为今后在更高电压的电缆T 型接头设计制作提供数据参考。
5
结论
应用电缆T型接头大幅度缩小了线路T接点
的占地面积，实现小型化。随着铁山〜仙公庙（双 T西郊）110 kV线路工程达标投产，证明采用高压 电缆T型接头是可行的。具体的指标还需要通过 现场测量和数据分析才能确定，目前没有成熟的标 准和试验方法可供参考，掌握高压电缆T型接头 运行特性，提高供电可靠性，降低工程建设成本， 也是我们努力的方向。
参考文献：
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配合设计规范[S].[4] GB50065-2011，交流电气装置的接地设计规范[S].
The Application of High Voltage Cable T-connection in 110kV
Tieshan 〜Xiangongmao Transmission Line
ZHENG Tianjia, WANG Wentao
(Hunan State Electric Power Ruichi Survey and Design Co., Ltd., Changde , Hunan , 415000)
Abstract: Taking the 110kV Tieshan 〜Xiangongmao transmission line as an example, the paper discusses the application of
high voltage cable T-connection in transmission line. In the paper, the cable T-connection scheme and the overhead line T -connection scheme are compared, and the grounding method , the operational reliability and limitations of high voltage cableT-connection are analyzed as well. The results show that the application of T-connection greatly reduces the floor area of T-connection. Besides, it is suggested to measure the conductor temperature directly, collect the circulating current and the induced voltage of the grounding system and monitor the distribution of electromagnetic field by using of passive implantation technology in newly-built T-connections, which can be well referenced by similar projects.Keywords: cable; T-connection; transmission line
(上接第76页）
Discussion on the Application of “Three-step Fault Identification Method”
in Electrical Devices of Power System
LI Gengrong
(Guangxi Electrical Polytechnic Institute , Nanning , Guangxi 530007)
Abstract ： The electrical equipment fault may cause electrical equipment outage and affect the production, and even cause
equipment damage and personal injury in worse situations. It is of great significance to identify and eliminate the faults of electrical equipment accurately and quickly, which can improve the labor productivity, reduce the economic losses and ensure the safety of production. Rapid troubleshooting of electrical equipment is an important professional skill for electrical technicians. Taking Baise Pingtang hydropower station as an example, the paper summarizes the “Three - step Fault Identification Method” for analyzing the electrical equipment faults and discusses the application of this method as a professional skill.
Keywords power system; electrical device; fault identification
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