張云虎（湛江中粵能源有限公司，廣東湛江　524099）

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新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用探討

張云虎
（湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099）

摘要：目前，電力行業(yè)的電機設(shè)備類型繁多復(fù)雜，電機狀態(tài)檢修已成為企業(yè)或電廠日常設(shè)備管理工作之一。對電機設(shè)備狀態(tài)檢修概況及其意義進行簡要分析，探討新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用，從而降低電機設(shè)備的故障隱患和提高電機設(shè)備管理水平。關(guān)鍵詞：新技術(shù)；電機設(shè)備；狀態(tài)檢修；實際應(yīng)用

電力的廣泛應(yīng)用和電機設(shè)備被普遍應(yīng)用于能量轉(zhuǎn)換和驅(qū)動設(shè)備，使得設(shè)備狀態(tài)在長周期持續(xù)運行的過程中會出現(xiàn)或多或少的問題，對電機設(shè)備狀態(tài)進行檢修是保證發(fā)電機、變壓器、高低壓電機等電氣設(shè)備正常高效工作的必要舉措，對于上述設(shè)備發(fā)生的故障隱患進行及時維修與處理，需要較為科學(xué)的新技術(shù)，由于上述電機設(shè)備越來越大型化、精密化、自動化和技術(shù)密集化，因此，對其狀態(tài)檢修需要先進的新技術(shù)進行輔助，例如紅外線成像儀、紫外線成像、超聲波流量儀、聲像探測儀和頻譜分析儀等新技術(shù)已被應(yīng)用于對電機設(shè)備狀態(tài)檢修精密點檢工作中，對其應(yīng)用進行探討具有重要意義。

1　新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)進行檢修的意義探討

對電機設(shè)備進行狀態(tài)檢修是主要診斷設(shè)備早期缺陷和判斷故障發(fā)展劣化程度為宗旨，從而達到故障分析與排除、隱患檢測、保持電機設(shè)備設(shè)計性能、提高電機設(shè)備綜合效率、進行電氣檢修與測評、延長電機設(shè)備的使用壽命、降低其故障發(fā)生率等目的。對電機設(shè)備狀態(tài)進行檢修具有重要的意義，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）對電機設(shè)備的運行作科學(xué)有效的監(jiān)控與診斷，避免了電機設(shè)備在運行過程中存在盲區(qū)和死區(qū)；（2）新技術(shù)的應(yīng)用，縮短了對設(shè)備檢修的周期，以最快的速度解決了設(shè)備所存在的問題，避免了問題積壓的狀況出現(xiàn)；（3）有效的避免了維修不足或不徹底的狀況出現(xiàn)，降低了故障發(fā)生機率，減少了維修次數(shù)，避免了過度維修而出現(xiàn)的各種并發(fā)癥；（4）有效的節(jié)約了檢修成本，降低了資金浪費[1]。

新技術(shù)對電機設(shè)備狀態(tài)的檢修經(jīng)過了較長時間的發(fā)展，狀態(tài)檢修已逐漸深入電力系統(tǒng)的供電、輸電和發(fā)電各個環(huán)節(jié)。目前，對電機設(shè)備的檢修已屬于一項較為復(fù)雜的工程，在西方某些發(fā)達的國家，早已采用狀態(tài)維修制度，對電機設(shè)備進行狀態(tài)檢修。這既是檢修技術(shù)發(fā)展的進步，也是順應(yīng)電力行業(yè)電機設(shè)備檢修發(fā)展的必然趨勢。而目前，我國正加大了新技術(shù)的投入，現(xiàn)在正由定期預(yù)防維修制度逐步向狀態(tài)維修（預(yù)知維修）制度過渡。新技術(shù)在應(yīng)用過程中遵循了以下幾方面的原則：①早期預(yù)防檢修為主，定期檢修為輔；②根據(jù)電機設(shè)備的具體運行狀態(tài)，對其故障作針對性的數(shù)據(jù)分析和診斷，嚴格避免盲區(qū)和死區(qū)；③加入了微電子和信息化技術(shù)的投放，運用了可視化和智能化的檢測手段，對其故障和存在的隱患進行了實時監(jiān)控、記錄與分析；④對于電機設(shè)備所出現(xiàn)的每一次故障和對其進行的每一次維修，系統(tǒng)都會有相應(yīng)的存儲、發(fā)生時間、故障原因、解決方案、機器運行率等的備案過程，方便了管理人員和檢修人員的二次維護。

2　傳統(tǒng)檢修所存在的問題分析

傳統(tǒng)檢修在很大程度上也曾緩解了電機設(shè)備的故障壓力，滿足了電機設(shè)備在電力運行過程中的健康發(fā)展，但是由于經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，僅僅只是健康的運轉(zhuǎn)已不能滿足時代發(fā)展和行業(yè)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)檢修方式的弊端日益顯現(xiàn)，其僅僅局限于運行規(guī)范、定期檢修、與故障搶修等，已使電機設(shè)備呈現(xiàn)疲態(tài)、維修過剩、資源浪費等。其問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）對于新購置的優(yōu)良電機設(shè)備，因潛在的故障未對其進行深入分析，而直接盲目維修，使維修改變了其原始狀態(tài)。最終造成電機設(shè)備在運行時達不到出廠時的設(shè)計性能要求，增加了設(shè)備在日后所出現(xiàn)的故障發(fā)生率，促使其隱患故障的增加。

（2）許多呈現(xiàn)疲態(tài)的電機設(shè)備，在檢修過程中，常常被迫中途停機，而中途停機進行檢修會致使電力供應(yīng)減負荷或突然中斷，各設(shè)備間的零部件和定轉(zhuǎn)子線圈會被硬性的停止運行，從而增加啟停次數(shù)，加大了損耗，降低了設(shè)備使用壽命，必然增加運營成本。目前，由于故障而中途被迫退出運行系統(tǒng)的狀況在電力企業(yè)或工廠出現(xiàn)的概率大約為60%，且設(shè)備停運時間無法掌握、具有較大的突發(fā)性[2]。

（3）傳統(tǒng)檢修帶來了設(shè)備綜合運行成本的極大浪費，增加了電機的運行和管理成本，存在過維修現(xiàn)象，維修費用高，綜合效率低下，當然也會發(fā)生欠維修[3]。最終使電力企業(yè)在其行業(yè)競爭中處于劣勢，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

深化檢修制度改革，從經(jīng)濟效益的角度出發(fā)，積極以新的技術(shù)對電機設(shè)備狀態(tài)進行維修，已是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，對其狀態(tài)做科學(xué)監(jiān)測、對其故障作有效診斷、對其檢修費用作最大限度的壓縮等，必須通過新技術(shù)應(yīng)支撐應(yīng)用，問題才能得到根本解決。

3　新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用探討

3.1對發(fā)電機、變壓器的檢修應(yīng)用

狀態(tài)檢修（CBM）也常被稱作預(yù)知維修（PM），是以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)的維修，采用這種維修方式不僅要有多種管理理論為指導(dǎo)，而且要求可靠的監(jiān)測和診斷技術(shù)手段為后盾[3]。如何獲取設(shè)備運行的特征量，并結(jié)合設(shè)備的歷史運行狀況和檢修情況以及現(xiàn)在的運行狀態(tài)，隨著社會經(jīng)濟新常態(tài)和節(jié)能減排新形勢的不斷強制要求，使得電力企業(yè)電機設(shè)備運行面臨嚴峻的形勢。發(fā)電機、變壓器作為使用最廣泛的電機設(shè)備，對其狀態(tài)檢修逐漸被提上日程，成為國家電網(wǎng)、電力企業(yè)科學(xué)發(fā)展與時俱進的關(guān)鍵之舉，推動了電力企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展與“十二五”藍天工程的進展。

發(fā)電機和變壓器是大型、精密且自動化管理的機電設(shè)備，是用來完成整個電力生產(chǎn)、輸送的的關(guān)鍵機器。它們實現(xiàn)了發(fā)電、電壓轉(zhuǎn)換、電網(wǎng)負荷調(diào)節(jié)等重要工作任務(wù)，因此，從停電對設(shè)備健康狀態(tài)進行診斷到不停電設(shè)備健康狀態(tài)進行實時或定時診斷、評估和剩余壽命預(yù)測這項技術(shù)上的變革，是對發(fā)電機和變壓器狀態(tài)檢修的一種嶄新突破。對它們的檢修內(nèi)容主要是針對其關(guān)鍵部位、關(guān)鍵設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、隱患因素、指標分析消缺等。綜合考慮其外界可能誘發(fā)其故障發(fā)生的因素，新技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對上述問題進行一一解決，其具體技術(shù)如下。

（1）紅外線熱成像儀。紅外線熱成像儀技術(shù)主要應(yīng)用于發(fā)電機和變壓器的運行過程中的溫升監(jiān)測，設(shè)備運行中可以對其熱成像直觀檢測，從而判斷其溫升狀態(tài)是否為最超限。若是對正在運行的發(fā)電機和變壓器進行監(jiān)測，則紅外線熱像儀主要作用于發(fā)電機的外部冷卻水回路、出口母線及接地連接、本體外殼、滑環(huán)碳刷等，對這些檢測具有極大的效果。紅外線熱成像儀也應(yīng)用于發(fā)電機的定子鐵損試驗和發(fā)電機轉(zhuǎn)子護環(huán)的拆裝工作中，使用簡單方便，有效的避免的檢修試驗工作的盲區(qū)和死區(qū)，紅外線熱成像儀此時發(fā)揮了其巨大的檢修威力。

（2）紫外線成像儀。主要應(yīng)用于發(fā)電機端部繞組電暈起暈試驗，電力線路、絕緣子、互感器瓷瓶等高壓設(shè)備表面電暈的監(jiān)測、發(fā)展趨勢判斷、分析，防止隱患從電暈向閃絡(luò)、電弧故障方面發(fā)展。與紅外線成像儀結(jié)合使用，能早期的發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣隱患，提高設(shè)備狀態(tài)分析水平。

（3）超聲波流量探測儀[4]。此技術(shù)通常用于發(fā)電機的停機檢修中，其主要是在線測量發(fā)電機定子進（出）水總管、引線水管的流量大小，通過其大流量值對比判定電機電子線棒的合格流量范圍，從而根據(jù)其流量大小作冷卻水系統(tǒng)的改酸洗或管徑變更。冷卻水管技系統(tǒng)也是常見于對電機設(shè)備作降換熱的重要措施之一。這一技術(shù)的運用可以直接降低電機設(shè)備運行時帶來的的內(nèi)部最高溫度，從而減少內(nèi)外溫差，防止其因過熱而帶來的發(fā)電機效率降低、絕緣過熱損壞等情況。

（4）聲像探測器。聲像探測器技術(shù)主要被用于發(fā)電機的在運行過程中，對其聲音的判斷。其主要將發(fā)電機的聲音在計算機終端顯示屏上以可視化的波浪聲線來呈現(xiàn)，通過波浪聲線的彎曲程度，判斷發(fā)電機的聲音，對其運行狀態(tài)作科學(xué)分析和判斷。其主要原理是：波浪聲線起伏大，說明發(fā)電機處于較為疲勞的狀態(tài)，繼續(xù)運行下去，有可能會發(fā)生故障致使發(fā)電中斷；反之，發(fā)電機運行狀態(tài)良好。

（5）頻譜分析儀。頻譜分析儀主要包括頻譜數(shù)采儀和分析軟件及其軟件加密系統(tǒng)，主要針對運轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承、基座進行頻譜的采集，并自動進行快速傅里葉變換(FFT)得到圖形圖像輸出在顯示屏，通過自帶分析軟件，將被測量電機軸承、定轉(zhuǎn)子電氣及機械等技術(shù)參數(shù)輸入分析儀，分析儀將測量頻譜、時域波形對照軟件已有的對應(yīng)參數(shù)標準進行比較，給出一個故障判斷分析結(jié)論，例如是軸承內(nèi)外圈故障、不對中或者水泵共振、流道頻率干擾等等，由于設(shè)備每一部件、不同轉(zhuǎn)速、每一種故障因素都對應(yīng)固有的故障頻率，所以頻譜分析儀能最早發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在隱患，并通過長期測量監(jiān)測對比，能有效判斷故障的發(fā)展趨勢，從而提出最優(yōu)檢修周期及檢修部位，大大降低運營成本[5]。

3.2新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用注意事項

對于上述技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用，需要注意以下問題：（1）狀態(tài)監(jiān)測一般在發(fā)電機、高壓電機轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動情況下，應(yīng)嚴格避免與設(shè)備轉(zhuǎn)動部分接觸，防止絞傷；（2）在特殊情況下需要在轉(zhuǎn)動著的發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路上工作時，必須先切斷勵磁回路，投入自動滅磁裝置；（3）在測量發(fā)電機、變壓器、高低壓套管及接線、中心點變等設(shè)備溫度、聲音時，應(yīng)按電壓等級與設(shè)備保持足夠的安全距離[6]；（4）做好巡檢記錄，記錄包括設(shè)備名稱編號、檢測項目、方法、檢測數(shù)據(jù)、日期、環(huán)境溫度與設(shè)備溫度等，并要求檢測人員簽名；（5）應(yīng)用新技術(shù)進行監(jiān)測、巡檢、試驗，所積累是數(shù)據(jù)都應(yīng)分析、存檔，并將逐次數(shù)據(jù)對比分析，判斷發(fā)展趨勢，確定檢修計劃，并將檢修解體結(jié)果與檢測數(shù)據(jù)結(jié)論對比驗證，進行PDCA循環(huán)閉環(huán)管理檢測數(shù)據(jù)。，

4　結(jié)束語

綜上所述，新技術(shù)的大力推廣與使用，對電機設(shè)備狀態(tài)的檢修具有重大意義，既解決了傳統(tǒng)檢修所存在的種種問題和矛盾，又大大提高了電機設(shè)備的運行效率，且降低了電機設(shè)備故障發(fā)生率和檢修次數(shù)，在一定程度上維護了電機設(shè)備的運行狀態(tài)。因此，必須加大新技術(shù)在電機設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用，積極的在長期不斷實踐過程中進行研究與總結(jié)，將更好的技術(shù)與防范措施應(yīng)用其中，推動電力企業(yè)的發(fā)展，為國民經(jīng)濟的增長作出最大的努力和貢獻。

參考文獻：

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(編輯：王智圣)

New Technology in the Application of Electrical Equipment State Overhaul

ZHANG Yun-hu
（Zhanjiang Zhongyue Energy Co.，Ltd.，Zhanjiang524099，China）

Abstract:At present，there are many kinds of electric motor equipments in power industry，and the motor condition based maintenance has become one of the daily equipment management for the enterprise or power plant. This paper analyzes briefly motor equipment state maintenance profile and significance，and discusses the application of new technology in the electromechanical equipment state maintenance，to reduce the hidden troubles of motor equipment and improve the level of management of electrical equipment.

Key words:new technology；motor equipment；condition based maintenance；practical application

作者簡介：張云虎，男，1974年生，湖北鐘祥人，大學(xué)本科，助理工程師。研究領(lǐng)域：電機檢修、精密點檢及設(shè)備管理。已發(fā)表論文1篇。

收稿日期：2015－05－18

DOI:10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2015. 11. 043

中圖分類號：TM762

文獻標識碼：A

文章編號：1009－9492 ( 2015 ) 11－0166－03