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电力设备故障检测与维修技术指南

一、引言：电力设备故障检测与维修的重要性

电力系统作为国民经济运行的基石，其稳定可靠与否直接关系到工业生产的连续性、社会生活的正常秩序乃至国家能源安全。电力设备，作为构成这一系统的基本单元，长期运行于复杂多变的环境中，受电、热、机械应力以及环境因素的综合作用，其性能不可避免地会逐渐劣化，潜在故障隐患随之产生。因此，建立一套科学、系统的电力设备故障检测与维修体系，对于及时发现设备缺陷、准确判断故障性质、有效排除故障隐患、延长设备使用寿命、降低运行成本、保障电力系统安全稳定运行，具有至关重要的现实意义。本指南旨在结合实践经验与技术规范，阐述电力设备故障检测与维修的核心技术与通用方法，为相关技术人员提供一套具有实用价值的操作参考。

二、电力设备故障的常见类型与特征

电力设备种类繁多，不同设备的故障表现形式各异。准确识别故障类型是有效处理的前提。

（一）电气性能故障

此类故障直接影响设备的电气功能，较为常见。例如，变压器的绝缘老化或损坏可能导致绝缘电阻降低、介损增大，严重时引发匝间短路或对地击穿；断路器的灭弧室故障可能导致分合闸失灵、灭弧能力下降，表现为操作时出现异响、弧光外泄或无法正常通断；电缆线路的绝缘层被击穿则会造成单相接地或相间短路故障，故障点可能伴随明显的过热、烧焦痕迹。

（二）机械性能故障

多发生于具有机械运动部件的设备。如隔离开关的操作机构卡涩、连杆变形，导致分合闸不到位，触头接触不良，运行中易发热；变压器冷却系统的风扇、油泵电机损坏或轴承磨损，造成冷却效果下降，油温异常升高；GIS设备的盆式绝缘子内部金属件松动，可能引发局部放电或机械操作故障。

（三）thermal故障

由设备过热引起，往往是电气或机械故障的伴生现象，也可能由散热不良直接导致。表现为设备本体温度异常升高，超过其允许温升限值。例如，接头螺栓松动导致接触电阻增大，在负荷电流作用下发热；变压器铁芯多点接地，涡流增大导致铁芯过热；电机定转子绕组匝间短路，局部电流增大产生过热。过热不仅加速绝缘老化，严重时可直接烧毁设备。

（四）绝缘故障

绝缘是电力设备安全运行的第一道防线。绝缘故障形式多样，包括绝缘受潮、老化、开裂、击穿等。受潮会使绝缘电阻显著降低；老化则使绝缘材料的机械强度和电气性能逐渐劣化；开裂可能由热胀冷缩、机械应力或材质缺陷引起，导致局部场强集中；击穿是绝缘故障的最严重形式，可分为电击穿、热击穿和电化学击穿。

三、故障检测技术与方法

故障检测是维修工作的基础，其准确性和及时性直接决定了维修效率和效果。

（一）直观检查法

这是最基本、最常用的方法，依赖于人的感官和经验。通过目测设备外观有无变形、破损、渗漏油、锈蚀、烧焦痕迹、异物附着等；耳听设备运行声音是否正常，有无异常的嗡嗡声、噼啪声、放电声或摩擦声；手摸（在保证安全和设备允许的情况下）设备外壳或可触及部位的温度是否过高，有无明显振动；鼻闻设备有无焦糊味、异味，判断是否存在过热或绝缘损坏。直观检查法简单易行，能快速发现一些明显的故障迹象。

（二）仪器仪表检测法

借助专业仪器对设备的电气参数、物理特性进行精确测量，以判断其健康状况。

*绝缘电阻测试：使用兆欧表测量设备绝缘电阻值，评估其绝缘性能的整体状况。不同设备、不同温度下有相应的标准值或历史数据可供比较。

*直流电阻测试：主要用于检查变压器、电机、电抗器等绕组的直流电阻是否平衡，判断绕组有无匝间短路、断线、接头松动等问题。

*介损及电容量测试：通过介损仪测量设备绝缘介质的损耗因数和电容量，能有效反映绝缘受潮、老化、存在气泡或杂质等缺陷。

*直流耐压与泄漏电流测试：对设备施加一定的直流高压，测量其泄漏电流，可发现绝缘中较严重的局部缺陷。

*局部放电检测：采用超声波检测仪、超高频检测仪等，捕捉设备内部局部放电产生的声、电信号，是发现早期绝缘缺陷的有效手段。

*油色谱分析：针对油浸式电力设备，通过气相色谱仪分析油中溶解气体的组分和含量，判断设备内部是否存在过热、放电等潜伏性故障，是变压器等设备状态监测的重要方法。

（三）在线监测与状态评估技术

随着智能化技术的发展，在线监测系统得到广泛应用。通过在设备关键部位安装传感器，实时采集运行数据（如温度、局放、油色谱、SF6气体密度、机械特性等），并传输至后台系统进行分析。结合历史数据和专家诊断模型，对设备状态进行评估和趋势预测，实现故障的早期预警，变被动维修为主动维护。例如，变压器油中溶解气体在线监测装置可连续监测特征气体变化，GIS在线监测系统可实时掌握局部放电和气体状态。

（四）红外热像检测技术

利用红外热像仪捕捉设备表面的红外辐射，形成热像图。通过分析热像图上的温度分布和热点，可快速发现设备因接触不良、过载、内部缺陷等引起的过热故障。该方法具