电气故障

电气故障

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2023年2月21日发(作者：树木速写)

电气故障产生的主要原因是什么?

电气设备在使用过程中，由于种种原因，常常会出现故障，这就需要

我们准确的查找故障所在位置，并排除故障。

1.电气设备的故障特点

设备故障是指由于各种原因使设备损害坏或不能正常工作，其电器

功能丧失的电气故障。设备的电气故障通常有以下类型。

1.1损害性故障和预告性故障

损害性故障是设备已经损坏的严重故障，如灯丝烧断，灯泡完全不发

光；电动机绕组断线，电动机完全不能转动等等。对于这类故障，只

有通过修复或更换，并且排除了造成设备损坏的各种原因之后，故障

才能消除。但有些故障，如灯泡亮度下降、电动机温升偏高等，设备

尚未损坏，还可短时间继续使用，但长此下去，将影响设备的正常使

用，甚至演变成损坏性故障。

1.2使用故障和性能故障

电气设备的某些故障，虽然对设备本身影响不大，但不能满足使

用要求，这种故障称为使用故障。例如，发电机发出的电压偏低、频

率偏低等故障，对发电机本身影响不大，但不能满足外部对电压和频

率的要求，然而又是发电机本身原因造成的故障。有些故障虽然不影

响使用，但对设备本身有一定的影响，或者称对设备性能有一定的影

响，这类故障称为性能故障。例如，变压器空载损耗增加，说明变压

器内部铁心存在某些故障，从而降低了变压器本身的性能，同时，使

变压器发热增加。但从外部使用来看，只要变压器输出电压正常，就

不影响正常使用。

1.3内部故障和外部故障

电气设备的有些故障是由于设备内部因素造成的，如电磁力、电

弧、发热等，使电气设备结构损坏、绝缘材料的绝缘击穿等。这类故

障称为设备内部故障。

电气设备的另一些故障则是由外部因素引起的，如电源电压、

频率、三相不平衡，外力及环境条件等，使电气设备形成故障。这类

故障称为设备外部故障。

2.查找电气故障的常用方法

查找电气故障，最主要的是理论联系实际，根据具体故障作具体

分析，但必须掌握基本的查找方法。

常用的电气设备故障的查找方法有以下几种。检测法，经验法，

还有状态分析法，类比法，推理法，单元分割法以及图形变换法等。

其中检测法比较准确，查找过程复杂，常用于疑难故障的准确查找；

而经验法比较简单便捷，常用于简单故障的查找。

2.1经验法

常用的经验法比较多，可以归纳如下。

2.1.1弹压活动部件法

主要用于活动部件，如接触器的衔铁、行程开关的滑轮臂、按

钮、开关等。通过反复弹压活动部件，使活动部件动作灵活，同时也

使一些接触不良的触头达到摩擦，达到接触导通的目的。

例如，对于长期没有起用的控制系统，在启用前，应采用弹压

活动部件法全部动作一次，以消除动作卡滞与触头氧化现象，对于因

环境条件污物较多或潮气较大而造成的故障，也应使用这一方法。但

必须注意，弹压活动部件法可用于故障范围的确定，而不常用于故障

的排除，因为仅采用这一种方法，故障的排除常常是不彻底的，要彻

底排除故障还需要采用另外的措施。

2.1.2电路敲击法

电路敲击法基本同弹压活动部件法，二者的区别主要是前者是在

断电的过程中进行的,而后者主要是带电检查。电路敲击法可用一只

小的橡皮锤，轻轻的敲击工作中的元件。如果电路故障突然排除，或

者故障突然出现，都说明被敲击元件附近或该元件本身存在接触不良

现象。对于正常电气设备，一般能经住一定幅度的冲击，即使工作没

有异常现象，如果在一定程度的敲击下，发生了异常现象，也说明该

电路存在故障隐患，应及时查找并排除。

2.1.3黑暗观察法

当电路存在接触不良故障时，在电源电压作用下，常产生火花

并伴随着一定的声响。因为火花和声音一般比较弱，在环境光线较为

明亮、噪音稍大的场所，常不易察觉，因此应在比较黑暗和安静的情

况下，观察电路有无火花产生，聆听是否有放电时的“嘶嘶”声或“劈

啪”声。如果有火花产生，则可以肯定，产生火花的地方存在接触不

良或放电击穿的故障。

但如果没有火花产生，则不一定就接触良好。因此，黑暗观察法只是

一个辅助手段，对故障点的确定有一定帮助。

2.1.4非接触测温法

温度异常时，元件性能常发生改变，同时，元件温度异常也反

映了元件本身的工作情况，如过荷、内部短路等。因此可以用测温法

判断电路的工作情况。

2.1.5元件替换法

对于值得怀疑的元件，可采用替换的方法进行验证。如果故障

依旧，说明故障点怀

疑不准，可能该元件没有问题。但如果故障排除，则与该元件

相关的电路部分存在故障，应加以确认。

2.1.6对比法

如果电路中有两个或两个以上的相同部分时，可以对两部分的

工作情况作一对比。因为两部分同时发生相同故障的可能性较小，因

此通过比较，可以方便的测出各种情况下的参数差异，通过合理分析，

可以方便地确定故障范围和故障情况。例如，根据相同元件的发热情

况、振动情况、电流、电压、电阻及其它数据，可以确定该元件是否

过荷、电磁部分是否损坏、线圈绕组是否有匝间短路、电源部分是否

正常等。使用这一方法时应特别注意，两电路部分工作状况必须完全

相同时才能互相参照，否则不能比较，至少是不能完全比较。

2.1.7交换法

当有两台或两台以上的电气控制系统时，可把系统分为几个

部分，将各系统的部件进行交换。当换到某一部分时，电路恢复正常

工作，而将故障换到其他设备上时，其他设备出现了相同的故障，说

明故障就在部分。

当只有一台设备时，而控制电路内部又存在相同元件时，可

以将相同元件调换位置，检查对应元件的功能是否得到恢复，故障是

否又转到另外的部分。如果故障转到另外的部分，则说明调换元件存

在故障；如果故障没有变化，则说明故障与调换元件无关。通过调换

元件，可以不借用其他仪器来检查其他元件的好坏，因此可在条件不

具备时使用。

2.1.8分割法

首先将电路分为几个较为独立的部分，弄清期间的联系方

式，再对各部分电路进行检测，继而确定故障的大致范围。然后再将

电路故障的部分细分，对每一小部分进行检测，再确定故障范围，继

续细分致每一个支路，最后将故障点找出来。

2.1.9加热法

当电气故障与开机时间呈一定的对应关系时，可采用加热法

促使故障更加明显。因此随着开机时间的增加，电气线路内部的温度

上升。在温度的作用下，电气线路中的故障元件或侵入污物的电气性

能不断改变，从而引发故障。因此可用加热法，加速电路温度的上升，

起到诱发故障的作用。具体做法是，使用电吹风或其他加热方式，对

怀疑的元件进行局部加热，如果诱发故障，说明被怀疑元器件存在故

障，如果没有诱发故障，则说明被怀疑元器件可能没有故障，从而起

到确定故障点的作用。

使用这一方法时应注意安全，加热面不要太大，温度不能过

高，以达到电路正常工作时所能达到的最高温度为限，否则可能会造

成绝缘材料及其它元器件的损坏。

2.1.10短接法

对于应该导通而又未导通的可疑部分，可将其短接以验证

其他部分是否正常。其他部分正常，则故障在被短接的范围内。注意，

不能越过降压元器件进行短接或多支路互为短接，否则会产生短路故

障或电路动作紊乱。

2.2检测法

检测法是指采用仪器仪表作为辅助工具对电气线路故障进

行判断的检修方法。由于仪器仪表种类很多，且有日新月异之势，故

检测法发展很快，准确率大大提高，手段也日益增多。但比较常用和

实用的方法仍为利用欧姆表、电压表和电流表对电路进行测量。

2.2.1电阻法

电阻测量的原理是：在被测线路两端加一电源后，被测线路

流过的电流与其电阻成反比。这样在测量回路中串接一电流表，就可

以直接在电流表的刻度盘上标出电阻的大小。

利用电阻表进行测量，主要判断线路是否通断。例如测量熔

断器管座两端，如果阻值小于0.5欧姆，就认为正常；如果阻值为数

欧，则认为接触不良，需要进行处理；如果阻值超过10千欧，则认

为断线不通。

2.2.2电流法

电路正常工作时的电流大小，反映了电路的工作状态。在电

路中串接电流表，即可读出电路的电流。电流表采用的是灵敏度较高、

量程较小的电流表。为了扩大电流表的量程，可在电流表上并联一个

阻值很小的电阻，从而将电流表量程扩大。

由于测量电流需要断开线路，将电流表串接到线路中，因此

带来一些使用上的不便，影响了这种方法的使用。但电流法有其他方

法所不能比拟的优点，就是能确定用电设备的工作状态。

将电流表串接到电路中，然后在不同的地方进行短接，即可

判断故障范围。但不能短路。

2.2.3电压法

电路在工作时，不同点之间的电压也不同。如果在电压不同

的两点之间接入一个电阻固定的支路时，支路中就会有电流通过，通

过串接在支路中的电流表的读数，就可读出此时的电压值。一般直接

在刻度盘上标出电压值。

在测量时，由于电压表并联于电路中，因此其内阻的大小是

电压表的一个重要参数。内阻越大对电路的影响就越小，测量误差也

就越小。

测量时，一般先测电源电压，然后测支路电压。如果两点之

间的电压不为0，则可以肯定两点之间不是完全导通的（接触不良或

有一定的阻值）。接触器线圈两端电压为电源电压而接触器不动作，

则线圈回路肯定不通。

2.3状态分析法

任何电气设备都处在一定的状态下工作，对状态可以简单的

划分为：工作状态和不工作状态，或运行状态和停止状态。查找电气

故障应根据设备的不同状态进行分析，这就要求对设备的工作状态作

更详细、更具体的划分。状态划分的越细，对查找电气故障越有利。

对于一种设备或一种装置，其中的部件和零件可能处于不同

的运行状态，查找其中的电气故障必须将各种运行状态区别清楚。

2.4类比法

查找设备故障时，由于对故障设备的特性、工作状态等不十

分了解，因而通过与同类非故障设备的特性、工作状态等进行比较，

从而确定设备故障的原因。这种查找故障的方法，称为类比法。

2.5推理法

推理法是根据电气设备出现的故障现象，由表及里，寻根溯

源，层层分析和推理的方法。

推理法又可以分为顺推理法和逆推理法。顺推理法一般是根

据故障设备，从电源，控制设备及电路，一一分析和查找的方法。逆

推理法则采用相反的程序推理，即由故障设备倒推至控制设备及电

路，电源等，从而确定故障的方法。

这两种方法都是常用的方法。在某些情况下，逆推理法要快

捷一些。因为逆推理时，只要找到了故障部位，就不必再往下查找了。

2.6单元分割法

一个复杂的电气装置通常是由若干功能相对独立的单元构

成。查找电气故障时，可以将这些单元分割开来，然后根据故障现象，

将故障范围限制于其中一个单元或几个单元。这种方法被称为单元分

割法。

2.7图形变换法

查找电气设备和装置的电气故障，常常需要将实物和图进行

对照。然而，电气图形种类繁多，因此需要从查找故障方便出发，将

一种形式的图变换成另一种形式的图。其中最常用的是将设备布置接

线图变换成电路图，将集中式布置图变换成分开式布置电气图。

设备布置接线图是一种按设备大致形状和相对位置画成的

图，这种图主要用于设备的安装和接线，对查找电气故障也十分有用。

但从这种图上，不易看出设备和装置的工作原理及工作过程。而了解

其工作原理和工作过程是查找电气故障的理论基础，对查找电气故障

是至关重要的。电路图是主要描述设备和装置电气工作原理的图，因

而需要将设备布置接线图变换为电路图。

综上所述，我们可以根据电气设备的故障现象的具体情况，

查找出故障原因所在，准确的排除故障，使电气设备能够正常的工作。

电气设备故障诊断方法

电气故障现象是多种多样的，例如，同一类故障可能有不同的故障现

象，不同类故障可能是同一种故障现象，这种故障现象的同一性和多

样性，给查找故障带来了复杂性。但是，故障现象是查找电气故障的

基本依据，是查找电气故障的起点，因而要对故障现象仔细观察分析，

找出故障现象中最主要的、最典型的方面，搞清故障发生的时间、地

点、环境等。

1.直接感知有些电气故障可以通过人的手、眼、鼻、耳等器官，

采用摸、看、闻、听等段，直接感知故障设备异常的温升、振动、气

味、响声、色变等，确定设备的故障部位。

2.仪器检测许多电气故障靠人的直接感知是无法确定部位的，

而要借助各种仪器、仪表，对故障设备的电压、电流、功率、频率、

阻抗、绝缘值、温度、振幅、转速等等进行量，以确定故障部位。例

如，通过测量绝缘电阻、吸收比、介质损耗，判定设备绝缘是否受潮；

通过直流电阻的测量，确定长距离线路的短路点、接地点等。