電壓測試法在電氣裝置故障排查中的應用

趙雯

（西安財經大學，陜西西安，710100）

0 引言

本文是從文獻研究和理論分析的角度出發，分析了電壓測試法的具體原理以及實際應用策略，這不僅是文章論述的重點內容，也是進一步維護我國電力系統以及相關領域穩定運行的關鍵研究課題。

1 基礎理論分析

1.1 電壓測試法的應用現狀

電壓測試法和電阻測試法，同屬于儀表測試法，是當前電氣裝置性能檢測以及故障診斷過程中的重點處理方法，不僅可以及時地發現電氣裝置存在的故障，更可以結合電氣裝置自身的運行性能和系統狀態分析，可能存在的安全隱患。其中電阻測試法在使用的過程中需要停止電氣裝置的正常運行，然后才可以進行故障排查，一部分故障之路的排查還需要進行電氣裝置的拆卸，整體應用流程較為復雜，還會影響系統的正常運作，因此電阻測試法在當前的一部分電氣裝置故障檢測中應用的并不廣泛[1]。

電壓測試法則是在系統運行的過程中，直接對電氣裝置的性能以及運行狀態進行檢測，不需要額外地進行設備拆卸，這就可以大大避免設備拆卸和安裝過程中出現的安全隱患；另外電壓測試法的測試結果更為精準和直觀，不僅能夠排除電氣裝置中的故障，還可以檢測電氣設備的自身性能，有助于實現故障預防。

1.2 電壓測試法的基礎運行原理

首先，從物理學的角度來講，電氣裝置的內部系統在運行的過程中往往會形成一套完整的電路，正常工作狀態下的電路以及電氣設備，必然會存在固定電壓值，固定電壓值，會在符合標準的范圍內進行輕微波動，一旦電路或者電氣裝置自身出現故障，比如電氣元件性能受損，線路短路、開路，一旦出現了這些現象，電路中的電壓和電氣裝置的電壓值都會出現較大變化，這些變化會直接突破標準的波動范圍。

電壓測試法則是在電氣設備出現故障時，針對關鍵節點的電壓進行測量，分析該節點是否有電壓、電壓增大或縮小的變化區間。同時根據該電氣裝置的出廠性能、日常檢修狀態、典型故障判斷依據等相關信息，判斷電氣裝置存在的故障現象、位置、原因，從而更好地進行電氣裝置的故障處理。

2 電壓測試法在電氣裝置故障處理中的具體應用

隨著我國信息技術發展水平的逐步提升，電氣裝置的類型以及數量也在不斷增加，一部分生產線或者企業在運行的過程中，往往依靠電器裝置進行自動化管理，那么裝飾自身的故障以及運行穩定性，將直接影響整個系統的運行質量。電壓測試法憑借著自身的優勢已經在電氣裝置質量檢測和故障排除領域，有著較強的應用價值，主要應用在以下幾個領域。

2.1 電源故障排查

電源是支撐電氣裝置正常運行的根本保障，而電源故障也是直接影響電氣裝置運行狀態的主要因素，當前絕大部分的電氣裝置都會出現電源故障，在實際使用過程中可能會存在電源電壓不穩、電源燈熄滅等常見現象。而針對一部分無法通過外接狀態進行判斷的電氣設備，便需要通過電壓測試法進行電源故障的檢測。

在實際應用的過程中，電壓測試法會檢測電源的正常電壓判斷額定值，若電壓符合額定值，那么則證明電氣設備的電壓穩定；若通過電源電壓檢測發現電壓降低或者無電壓，那么則判斷電源電路存在故障，一般故障都是以短路或者負荷較大引起的故障為主。綜合日常的電氣裝置，電源故障經驗以及優化方案，如果負載出現了開路故障，通過電壓檢測法會測定電源電壓明顯升高；如果電源位置出現了開路故障，那么會顯示電源電壓無輸出；如果負載出現了短路故障，那么會顯示電源電壓明顯下降[2]。

2.2 電氣裝置元器件故障

電氣裝置元器件的主要作用在于構建完整的內部運行通路。一旦電氣裝置的元器件出現故障，極有可能導致元器件指示燈熄滅或者一部分系統短路無法進行運作。

針對這種類型的故障，利用電壓測試法進行故障檢測，首先要了解不同電氣設備自身的運行狀態以及運行性能，主要分析該設備的型號、出廠結構、重點功能，要掌握電氣設備原有的內部運行通路，這樣才可以明確的制定電壓測試方案。例如，圖1則是較為典型的電氣元件損壞電路示意圖。假設斷路器出現了跳閘現象，那么SA10-11以及KTP9-11控制開關觸點會處于閉合狀態，繼電器KTP會有動作，1HGn綠燈平光，斷路器處于跳閘位置。如果綠燈熄滅，可通過電壓測試法進行故障排查。

圖1 電氣元件損毀電路示意圖

在故障排查的過程中，首先需要檢測電源電壓是否正常，正常的電源電壓為220伏；然后針對綠燈兩側的電壓進行測量，若電壓顯示為220伏，那么則表明整個線路的接線是正常的，綠燈元件的電壓處于正常狀態，但是整個回路無法正常運轉，綠燈不亮，那么則代表綠燈元件出現了損壞，需要進行更換。簡單來講，對于元件損壞的故障，在檢測的過程中，需要將水患點看作一個可以正常運行的元件，只要其兩側電壓正常，則代表該點位處于正常運作狀態，若和正常運作狀態不符，則代表該點位出現了故障。

2.3 支路斷線故障

電氣裝置的整體結構較為復雜，在進行故障檢測的過程中，一部分由于支路故障引發的問題很難被檢測出來，而通過電源電壓檢測的方式可以及時地排除其中的正常運作部分，能夠逐步縮小故障區域。尤其是部分串聯電路中擁有相同電流，通過每一個電阻的電荷量是相等的，那么在進行支路斷線檢測的過程中，需要結合其中的多個電氣元件進行檢測[3]。假設圖2所示為正常情況下的支路斷線檢測示意圖，首先需要將萬用表調節到直流電壓擋，將黑色表筆放置在線路的h點位上，紅表筆要一次完成其他幾個點位的逐個測試，每一個點位都可以正常檢測到相關電壓數值，那么則代表該線路運行穩定。

圖2 正常情況下的支路斷線檢測示意圖

但一旦該線路出現了斷線故障，故障點見圖3。整個線路中是沒有電流通過的，不同的電氣元件電壓也會為0，在這個過程中利用電壓測試法進行逐一排查，可以及時檢測斷線的故障區域。首先需要將萬用表調整到直流電壓擋，然后將黑色表筆放置在h點位上，紅表筆依次從a點位向g點位進行排查。假設故障點發生在d和e之間，那么檢測結果會直接表現為：a到d檢測過程中會顯示額定電壓，但是在檢測e到g時，檢測結果為0，那么取前者末位d、后者首位e，這兩個點位之間出現了斷路故障，重新接線之后可以排除故障。

圖3 支路斷路狀態下的電路示意圖

2.4 特殊電氣元件的故障檢測

一部分特殊電氣元件無法利用電阻測試法進行故障檢測，例如電容器、電子式時間繼電器等等，針對這類特殊的設備進行故障檢測，若選擇電阻測試法，需要將萬用表調整至歐姆擋進行檢查，電氣元件兩端的電阻會趨于無窮大，這種方式無法排除其中的故障。那么只能選擇電壓測試法進行故障排除，通過該種方式可以最直觀地看到故障的具體區域。

假設，圖4所示為特殊元件電氣設備線路故障示意圖，在故障排查的過程中，首先利用萬用表歐姆擋進行故障區域的縮小，將線路的a點位斷開，確保整個電路和主體系統之間分離，然后通過嘗試性檢測發現a和e點位之間的電阻顯示無窮大，那么初步判斷斷線位置會出現在支路電路中。然后通過分段檢測的方式進一步縮小故障范圍。

圖4 特殊元件電氣設備線路故障示意圖

將萬用表調整到直流電壓擋，然后針對a和c點位進行測試會顯示電源電壓為220伏，然后再檢測c和e點位之間的電壓此時電壓讀數為0，則代表a和c點位之間出現了故障，通過排除監測點位、縮小檢測區域的方式，便可以精準定位到故障所在位置。

3 電壓測試法在電氣裝置故障排查中的具體應用流程

在了解了不同條件下電壓測試法的故障排除方案之后，還需要理順具體的應用流程，這樣才可以及時針對不同類型、不同應用環境下的電氣裝置進行故障檢測，尤其是一部分電氣設備的類型較老舊，使用年限較長，且無維修記錄，這種類型的電氣設備在檢查的過程中需要排除較多的干擾因素[4]。

首先在進行檢測之前需要針對電氣裝置進行全方位的分析，要了解電氣裝置的結構、內部線路圖、設備故障類型、典型故障表現等各項信息，這都可以有效地提升后續電壓檢測的精準性和質量；在檢測之前可以通過聞、探等方式分析，是否存在異常情況，例如異味、發熱、燒焦等現象。完全了解電氣裝置的整體狀態之后才可以進行檢查。

其次，要明確故障范圍以及故障點，要了解不同電器裝置的電路控制圖綜合可能出現的故障類型以及故障點進行分類，并且嚴格按照主電路、控制電路，由大到小的進行故障排除。要堅持按照從整體到局部的原則，這樣才可以合理判斷復雜電路圖中存在的故障問題。另外一部分電氣設備的故障并不是單一的，多個復雜故障點，分布在不同區域，針對這樣的現象，可以選擇其他的智能化儀表進行輔助檢測。

再次，在電壓測試的過程中，可以利用通電試驗的方式進行排查，例如將電氣設備中原有的線路拆除替換成新的電氣設備或者新的電氣元件，重新聯通之后判斷是否可以正常工作，這樣能夠排除一部分較為復雜的結構，大大提升檢測的效率。

最后針對高精端的電器裝置來講，在檢測的過程中還需要通過不同類型的儀表進行故障排查。主要指的是在利用萬用表進行電壓測試的同時，還需要進行電流和電阻等參數的測試，然后圍繞不同的測試結果進行對比分析是否存在較大誤差，這樣也可以精準地進行故障定位。