刘兵-起重机械电的气失效.pptx

控制器件电动机保护器件执行器件起重机电气系统电气故障与失效机械失效电器元件失效电子元器件失效二.电气连接失效电气连接广义上是指电气产品中所有电气回路的集合，包括电源连接部件例如电源插头、电源接线端子等、电源线、内部导线、内部连接部件等；而狭义上的电气连接则只是指产品内部将不同导体连接起来的所有方式。2.1 断路 由于自然灾害、人为破坏等外部因素导致的线路损坏。2.2 接触不良2.3 腐蚀三.绝缘失效绝缘性能的失效是电气设备所有失效中导致的后果最为严重的，轻则造成整机设备的损坏，重则导致人体受伤甚至死亡。因此，为提高设备的绝缘性能，其结构设计应考虑绝缘零件结构、绝缘零件材料选择、接点中心距（绝缘有效间隔）、连接器应用环境条件等因素。3.1绝缘结构失效3.1.1绝缘结构一种或几种绝缘材料的组合。根据电气设备的特点和尺寸要求，将它与导体部件设计成为一个整体，用以支撑、隔绝有电位差的导电部分。绝缘结构应保证在规定的气候环境应力作用下达到或超过规定指标的能力和工作的稳定性，杜绝导体绝缘介质严生漏电、发热、电晕、击穿等现象。绝缘件结构设计主要是保证两导电体间的绝缘间隙（即两导电零件之间最短的空间距离）和爬电距离（即两导电零件之间沿绝缘体表面的最短距离）足够承受所要求的耐电压值。一般来讲，影响绝缘间隙的主要因素有：瞬时过电压、电场条件（即导电零件的形状）、污染情况和海拔高度等；影响爬电距离的主要因素有：绝缘耐电压、工作电压、污染（其程度取决于温度、爬电距离的方向和位置、绝缘表面形状、静电沉积）、绝缘材料性能、同间隙的关系（爬电距离不能小于有关间隙，有可能最短爬电距离就等于间隙）、承受电压的时间以及其他因素。当导电零件间的绝缘间隙足够大时，可以有效地限制瞬时过电压的危害，因为绝缘间隙足够大时瞬时，过电压虽产生飞弧，但仍不足以电离绝缘间隙。导电零件间漏电流的大小取决于持续工作电压的有效值或直流值，所以爬电距离的大小就限制了持续工作的电压大小。爬电距离和绝缘间隙额定绝缘电压（V）绝缘间隙（mm）≤3006300~6608661150014由于起重机通常使用环境较差，建议将电气间隙增加50%或更多。额定绝缘电压（V）爬电距离（mm）66014661150028由于有些起重机的使用场合粉尘较多，尺寸小于2~3mm的凹槽不宜计爬电距离。3.2绝缘材料失效3.2.1.电气老化在长期电场作用下绝缘中发生的老化称为电气老化（又称“电老化”）。固体绝缘本征击穿场强非常高。电器设备中绝缘材料击穿场强比本征击穿场强低。原因：厚度效应、杂质及气孔。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，将使击穿电压下降。描述电老化的模型，主要有以下两种，即反幂模型和指数模型，由Peek在1929提出的。式中，L为失效时间；U为施加电压；k、n、c均为待定常数电老化实质上是局部放电对绝缘的破坏作用。在高电场强度作用下，在绝缘中某一区域内形成的树枝状局部损坏。在电场的持续作用下，树枝状微通道顺着电场方向贯穿整个绝缘。雷电是人们最早熟悉的树枝化击穿。后来在含有空气隙的固体绝缘中和油浸纸绝缘中也发现树枝化击穿。树枝都是起始于绝缘中电场集中的地方。（1）电树枝在干燥介质中，引发和发展主要是电场强度的作用，称为电树枝。脉冲电压和接地短路也能产生电树枝。电树枝通常笼廓较清晰树枝状放电的发展 （2）水树枝在潮湿的介质中，在电场强度比较低的条件下，经过电场的长时期作用也能产生树枝，在树枝的扩展过程观测不到放电，称为水树枝。水树枝通常笼廓较模糊如果介质中含有杂质和水分或化学溶液进入介质中，在低电场的长期作用下，产生有颜色的树枝，称为电化学树枝。因为水树枝和电化学树枝的引发机理相似，习惯上也可统称为水树枝。电树枝、水树枝和化学树枝的区别项 目电 树 枝水 树 枝化 学 树 枝 树枝起始电压较高工作电压下大于零即可局部放电必要或存在无不必要或不存在 外来液体 不必必要需要或存在 引发时间 较长较短较短扩展时间 较短较长较长形态连续管道，内壁富有 碳粒，充满不同气体 水聚集在微小空隙群中 树枝有颜色区别， 带有化学沉积物 基本产生条件 高场强集中 水和电场化学水溶液的渗透破坏形式电树枝直接击穿 转化为电树枝击穿转化为电树枝而击穿 3.2.2 机械老化电气设备绕组的电磁振动使绕组端部的主绝缘持续地承受着交变机械负荷，导致绝缘逐渐老化，主绝缘在这一情形下的老化称为机械老化。机械老化模型一般用下列经验公式来表示：式中，ε为反复弯曲变形的大小；N为剩余击穿电压降低到所规定电压以下的反复弯曲次数；m和km为常数 3.2.2 机械老化3.2.2.机械老化电机定子主绝缘的机械老化实质上是线棒在电磁力作用下的振动老化。有