電氣工程師發表論文

　　自工業革命以來,世界各國的工業技術水平都不斷地發展,我國是一個工業大國,工業技術水平正在不斷地發展。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　淺探高原電氣設計要點

　　高原地區，從地理上講，一般指海拔高度在500m以上、比較完整的大面積隆起地區。高原地區的自然條件特點主要是海拔高、空氣稀薄、空氣含氧量低、氣壓低、晝夜溫差變化大等等。電氣裝置正常使用環境的海拔高度一般不超過1000m，而中國四大高原***黃土高原、內蒙古高原、青藏高原、雲貴高原***的最低海拔基本上都超過或者接近上述數值，因此，在進行國內四大高原地區的電氣設計的時候，必須考慮地理、氣候因素對電氣裝置的影響，進行設計、計算的時候對相關的引數進行必要的調整。隨著高原地區經濟的發展，高原地區的工程設計也越來越多，工程規模也越來越大，筆者以拉薩某酒店改擴建專案為例，簡單概括一下高原地區電氣設計需要注意的問題。

　　1 概況簡介

　　1.1 氣象情況

　　工程位於拉薩市區，海拔高度3650m左右，年日照時數3000小時以上;最高氣溫28°C，最低氣溫零下14°C，全年雷暴日數***d/a***72.6，7月0.8m深土壤溫度***攝氏度***：15.3，最大凍土深度26cm。

　　1.2 市政電力情況

　　市政可提供兩路獨立的10kV電源，另外還設定一臺柴油發電機組用於給消防負荷及特別重要的負荷供電。

　　2 高壓電器和導體的選擇

　　當地實際海拔遠超過高壓電氣裝置正常使用環境的海拔***1000m***，因此，高海拔對電氣裝置的影響必須考慮。高海拔對電器的影響是多方面的，主要的影響有兩方面。

　　***1***電器裝置的溫升

　　高壓電器一般都採用風冷的方式，海拔增加，空氣密度隨之降低，對於電器裝置來說，其賴以散熱的條件變的惡劣，造成的結果便是高壓電器在執行過程中的溫升會比低海拔高度下增加。不過，由於氣溫是隨著海拔高度的增加而相應的降低的，一定程度上能抵消低空氣密度對於裝置溫升帶來的影響，因此，在海拔不超過4000m的地區，高壓電器的額定電流可以保持不變。拉薩地區海拔高度3650m左右，因此，高壓電器的額定電流可按照常規的進行選擇。

　　***2***外絕緣水平

　　高海拔地區由於空隙稀薄，氣壓較低，空氣絕緣的強度變弱，是高壓電器的外絕緣水平降低。對於海拔高度在1000m～4000m的高壓電器外絕緣，海拔每升高100m，其外絕緣強度約降低1%。本工程針對這種情況，選擇了適用於高海拔地區的對外絕緣進行了加強的高壓電器以滿足相關規範的要求。

　　海拔1000m以上的高壓電器，選擇其絕緣耐受電壓的時候需要乘以修正係數***Ka***來進行修正。

　　Ka=em***H-1000***/8150

　　H―海拔，米。

　　m―工頻、雷電衝擊和相間操作衝擊電壓時取1。

　　縱絕緣操作衝擊電壓時取0.9。

　　相對地操作衝擊電壓時取0.75。

　　Ka也可按照圖1進行選擇。

　　3 導體載流量

　　由於內阻，導體在承載電流的情況下溫度會升高，導體主要通過空氣來進行散熱。高海拔地區空氣稀薄，散熱效果比低海拔地區的要差，因此，在選擇導體的時候，其載流量應該按照所在地區的海拔和環境溫度進行修正，修正係數見表1。

　　4 防雷

　　西藏高原由於奇特多樣的地形地貌、高空空氣環境以及天氣系統的影響，形成了複雜多樣的獨特氣候，災害性天氣時有發生。西藏是一個“高雷暴區”，其中拉薩地區的全年雷暴日數***d/a***為72.6，遠高於一般的平原及沿海區域，進行防雷計算的時候應充分考慮當地的氣候條件，以免造成不必要的經濟損失。

　　本設計中具體的防雷計算如下所示

　　已知條件：

　　建築物的長度L = 110.6m

　　建築物的寬度W = 48.8m

　　建築物的高度H = 13.7m

　　當地的年平均雷暴日天數Td =72.6天/年

　　校正係數k = 1.0

　　計算公式：

　　年預計雷擊次數： N = k*Ng*Ae = 0.1859

　　其中： 建築物的雷擊大地的年平均密度： Ng = 0.024Td ^1.3 = 0.024×35.60^1.3 = 6.3013

　　等效面積Ae為： H<100M， Ae =[LW+2***L+W***×SQRT***H×***200-H******+3.1415926×H ***200-H***]×10-6 = 0.0295

　　計算結果：

　　根據《防雷設計規範》，該建築應該屬於三類防雷建築。

　　三類：0.012<=N<=0.06 省部級辦公建築和其他重要場所、人員密集場所。

　　0.06<=N<=0.3 住宅、辦公樓等一般性民用建築物。

　　N>=0.06 一般性工業建築。

　　5 室外管線敷設

　　高原地區由於氣候的原因，通常凍土層比較深，室外電纜採用在凍土層以下直埋敷設的話，施工的時候需要下挖很深，既不便於施工，也不利於以後的維護。 因此，室外電纜如果需要採用直埋的話，可以考慮將直埋電纜敷設在凍土層，同時增加敷設細沙的厚度，這個厚度建議不小於200mm;考慮到機械強度等其它因素的需要，在凍土層內直埋的深度不應小於0.7m;具體的做法如圖2所示。

　　高原地區的凍土情況也不盡相同，上述做法適合凍土層比較深，不方便在凍土層以下直埋敷設的情況。由於拉薩地區的最大凍土深度為26cm，可以按照常規的直埋方式進行敷設。

　　6 柴油發電機

　　本工程設定一臺柴油發電機組用於給消防負荷及特別重要的負荷供電。高原地區柴油發電機額定功率的選擇跟一般地區有很大的不同。我國生產的普通型柴油發電機組，只合用於海拔1000m以下。通常來說，柴油發電機的額定功率係指外界大氣壓力為101.325kPa***760mmHg***，大氣溫度為20攝氏度，相對溼度為50%的情況下，保證能連續執行12小時的功率。對於柴油發電機而言，高原地區區別於一般地區最大的執行條件就是氣壓。以本工程所在的拉薩地區為例，年實際最低氣壓只有358mmHg***冬季***，空氣稀薄，含氧量比較低，如果採用普通的自然吸氣的柴油發電機組，會因進氣量不足而導致燃燒條件變差，使柴油發電機組不能發出額定的功率。不考慮高原地區的特殊氣象條件去選擇柴油發電機的話，勢必會造成柴油發電機額定功率偏小，應急狀態下無法給相應的裝置供電，造成不必要的人員、財產損失。

　　一般來說，高原地區設定柴油發電機的時候會從兩個方面去解決上述問題。

　　***1***修正係數法

　　根據工程所在地的實際海拔、氣壓、氣溫等氣象引數，在計算柴油發電機的額定功率的時候採用一個修正係數進行修正以彌補柴油發電機的功率損失。常規的修正係數如表2所示。

　　通過表中的資料可以看出，在比較極端的情況下，需要採用的修正係數是非常小的。以本工程為例，拉薩地區海拔高度3650m，假設考慮柴油發電機在20攝氏度的環境下進行執行，需採用的修正係數都不到0.6。顯然，對自然吸氣的柴油發電機僅進行修正係數法來進行計算、選擇的話，會造成柴油發電機的效率非常低，油耗非常大，甚至對電能質量也會造成相應的影響。因此這種方法建議在海拔不是特別高的地區使用，這樣係數不需要取的太小，避免了過度的浪費，同時可以選用普通的柴油發電機機型，一次投資也能相應的減少。

　　***2***採用高原地區專用的柴油發電機

　　國內知名的幾大柴油發電機生產廠商均有針對高原地區使用的專用機型。高原地區專用的柴油發電機最明顯的一個技術特徵是採用了增壓措施，通過對供氣進行增壓，提高了空氣密度以及含氧量，使燃油 能夠更充分的燃燒，勁兒是功率恢復到原機低海拔的指定水平***原機額定功率***。這類發動機通常還會對機組的冷卻系統、啟動方式等進行相應的調整以更好的適應高原環境。

　　7 結語

　　高原地區由於其相對惡劣的氣候條件，對電氣裝置的效能、強度以及現場的施工有特殊的要求，在做設計的時候要對這些因素進行充分的考慮，只有這樣，才能保證設計的科學、完整性，為裝置的執行等提供可靠的保證。

　　篇2

　　淺析電氣裝置故障

　　摘 要：隨著自動化技術廣泛應用於生產，各種裝置功能日趨完善，工作效率得到極大提高。但與此同時裝置結構日趨複雜，對電氣裝置的維護工作也提出了更高的要求，確保系統的穩定、安全、可靠的執行，保證電氣裝置安全執行的可靠性是裝置管理的核心問題之一，本研究從電氣裝置常見故障的表現分類及解決辦法入手，對如何識別電氣裝置狀態，迅速完成電氣裝置的故障檢測提出了判斷方法和解決措施，以期準確預測電氣裝置故障，並針對實際情況及時解決，保證裝置安全穩定執行。

　　關鍵詞：電氣裝置;故障;分析

　　隨著科技的迅猛發展，電氣裝置已經廣泛進入了人們的生產和生活當中。為提高電氣裝置執行穩定性，及時處理電氣裝置故障，建立科學、系統、合理、完善的電氣裝置故障診斷體系顯得尤為重要。當前，電氣裝置經常出現的故障的原因有以下幾種情況：硬故障和軟故障、正常工作中產生的元部件故障以及外在引發的故障。電氣裝置一旦發生故障，應該快速的判斷出問題部件的實際位置，並根據故障型別最短的時間做出判斷並加以維修解決，確保電氣裝置及時恢復正常運轉。

　　一、電氣裝置硬故障的主要表現

　　電氣裝置中的硬性故障主要表現在以下幾個方面，電機系列硬故障包括：轉子斷裂、繞組燒燬、定子破裂。變壓器系列硬故障包括：初級線圈燒燬、次級線圈燒燬。電力線路系列硬體故障包括：連結導線斷開。斷路器系列硬故障包括：斷路開關損壞。斷路器內部元件燒燬。這些都是電氣裝置中的硬性故障，這些故障的發生直接導致電氣裝置無法繼續使用或工作。而且修復性的價值遠比要重新更換的價值要高得多。所以一般在這種情況下最有效的處理方式就是更換此類電氣裝置。

　　二、電氣裝置軟故障的主要表現

　　電氣裝置中的軟故障主要表現在以下幾個方面，電機系列軟故障包括：機體發熱並帶有絕緣漆少部分脫落以及異味的發生、轉子轉動中發出聲響，轉速有所下降，但電動機仍能正常工作，只是效能有所下降。變壓器系列軟故障包括：外部發熱並帶有異樣聲音，出現短時間電弧但能正常變壓。電力線路系列軟故障包括：表皮脫落、接頭處鬆動、固定腳架鬆動或者脫落，但能正常輸送電力。斷路器系列軟故障包括：觸點部位氧化物稍有累積，分離不良但能進行正常短路保護。以上這些都稱作軟故障，雖然電氣裝置中的軟故障不影響正常使用，但效能會有所下降。而對於軟故障的處理與預防，須要工程人員經常檢查電氣裝置，一旦發現軟故障，必須採取更換維修，如果不採取定期檢查的話，小問題逐漸會演變成大問題。所以在電氣裝置正常工作的時候，要建立定期或者隨時檢查的制度，當電氣裝置出現小故障的時候做到及時處理。把故障的影響範圍縮小到最少，這樣才能保證電氣裝置的使用期限和效能的穩定。

　　三、電氣裝置中的元部件故障表現

　　電氣裝置中的元部件故障表現在以下幾個方面，電機的繞組匝線故障、轉子轉動異常、變壓器磁芯、阻抗的器件、繞組、線圈損壞，電力線路負載高於導線線徑導致的線路發熱，線路老化等。斷路器方面則表現在：輔助、報警觸點氧化物超標、脫扣器失靈。電氣裝置中的元部件損壞大多表現發熱、區域性打火、絕緣性差等方面。

　　四、電氣裝置中故障判斷方法

　　在電氣裝置中可以採取反覆按壓的方法進行故障判斷，在電氣裝置中對過載電流開關、斷路器、電機的開關按鈕、進行反覆按壓。使電氣裝置中的觸點處氧化成分減少，從而消除接觸不良造成的問題。不管是新舊裝置，還是使用中的裝置，在操作前都應該採取反覆按壓的方法進行處理。這種方法在判斷是否觸點不良方面比較常用。如果有必要，最好開啟電氣裝置進行摩擦行處理，以保證電氣裝置的正常使用。電氣裝置中震動法多是在電氣裝置正常工作中採用的一種故障判斷方法。在電氣裝置正常運轉中使用木質或者塑料材質製成的棍子、錘子，力度適中的敲擊電氣裝置，使之產生震動，這時工作中的電氣裝置元部件或者出現鬆動，接觸不良就會直接暴露出來。

　　電氣裝置中有許多元部件都在比較密封的裝置中，或者光線不利於觀察的地方，按壓法以及震動法都是判斷故障最快的方法，另外觀察元部件是否出現打火現象，最好在光線較暗的方式下進行。電氣裝置如果出現異常聲音，應該仔細判斷元部件的位置。這樣才能更快找到故障所處的位置，而且電氣裝置在出場的時候銘牌上都標明瞭裝置在使用過程中表面溫度會有多少度，通過比對的方式可以判斷出裝置是否有故障的嫌疑。對於發現問題的部位，在表面上看不出問題的話，可以採取新舊原件更換的方式進行處理。但是必須採取分段式處理方式，最好在故障部位採取假負載處理，這樣能有效地保證新元件不會因為別的部位問題而損壞。

　　五、基礎資料以及原有設定故障判斷

　　電氣裝置在購置以後要仔細閱讀說明書以及外部的名牌標註，只有通過電氣裝置的基礎資料以及原有設定才能更加有效地判斷出故障的所在。通過使用萬用表測量電氣裝置的電阻值的大小判斷電氣裝置的故障部位也是比較常見的方式之一，電阻值可以直接反映電源是否導通或者中斷，而且可以根據基礎資料的電阻值進行資料測量。

　　在電氣裝置正常工作中可以使用電流表進行測量。在測量的過程中通過基礎資料的資訊，進行逐步的測量電流的大小。但是操作起來有一定難度。但是對於縮小故障範圍，電流表的作用不可忽視。電氣裝置中的電位差測量，因為電源給每個輸送的線路不一樣電位差也不一樣。所以要在電位差不一樣的線路之間跨接一個電阻形成一個新的線路，通過對新線路的電位差進行測量， 就能得到線路的電位差資料。通過對基礎資料的比對，就可以知道電氣裝置是否存在故障。

　　總之，要確保電氣裝置安全穩定執行，必須對電氣裝置執行過程中狀態進行動態監測，對電氣裝置實施定期日常維護保養的檢查，判斷電氣裝置執行的實時狀態，儘可能在電氣裝置故障發生之前做好預防工作，確保電氣裝置實現平穩執行。

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