油田低压电气设备的故障诊断与维护策略研究

油田低压电气设备的故障诊断与维护策略研究

赵向东1  胡忠太1  赵吾东2

1长庆油田分公司第十一采油厂

2长庆油田分公司第二采油厂

摘要：电力装备在现代化的生产与社会生活中扮演着重要的角色。电力设施的失效，对企业的生产运营和人们的日常生活都造成了很大的冲击。为了保证电力系统的正常运转，必须对其进行有效的故障检测与防范维修。

关键词：配电系统；存在问题；可靠性

油田的低压配电网遍布全国，覆盖了各个油矿的行政管理和生产地区，对其普遍的问题进行了总结，并对其产生的主要问题进行了说明，同时还对油田低压配电系统中出现的问题和改进方案进行了深入的探讨，从系统结构、元件故障、维修等方面给出了相关的对策。

一、电气设备故障成因分析

1.设备老化。在长时间的运行中，因温度、湿度、腐蚀、磨损等因素的作用，会造成电器的材料性能退化，零部件的磨损，电路的接触不良，都会发生失效。由于设备的老化，导致了许多失效。

2.环境影响。若电器工作环境中的温度、湿度、灰尘等因素超过一定的限度，就会加快装置的老化速度，从而引起绝缘破坏，元件短路，介质污染等问题。另外，在使用过程中会产生腐蚀性气体，电磁干扰等因素，也会引起装置的失效。

3.人为操作不当。由于操作员工的技术水平不高，操作规程不规范，维修保养不当等原因，导致了电力系统的失效。如线路不当，设备超载，维修保养不当，这些都是人为原因造成的。

4.原材料质量问题。电力装置是一种多部件组合而成的，若在购买时对原料的品质没有严格控制，所采用的部件自身也有一定的问题，很容易造成装置在工作中出现故障。

二、低压配电系统的可靠性影响因素

1.供电系统网架结构不完善。大部分的低压配电网都是在油田投入使用之后才建成的，由于那时的国家和实力，还有很多的历史因素，这些地区的很多低压配电网的网架结构都比较陈旧，在结构上也存在着一些不尽人意的地方。比如说，由于受到工程施工时间、资金和人员等方面的制约，很多的配电网都没有能够组成一个完整的闭环网络，使得在进行检修、调试等工作的时候，都要进行大规模的断电，这就严重地阻碍了工作和生产的稳定。

2.各种元件故障概率高。用电单元是油田低压配电网的基本单元，其失效的几率与整个电网的可靠度密切相关，减小器件失效的几率的思想简洁而清晰，在资金条件许可的前提下，尽量提升元器件的品质水平，提升元器件的性能，提升元件的导入起点。针对目前国内各大油田的低压配电网规模较大，现有的基于整体性能的综合评价方法缺乏经济性，需要对各部件的失效概率与服役稳定性等指标进行评定，并依据各部件的作用来评价各部件的性能。

3.缩短故障停电时间。油田低压配电网是石油行业的重要组成部分，其频发的事故断电给其带来了不可预测的经济损失，尽量减少事故的发生时间，减少事故带来的危害是减少事故损失的最好方法。因此，要加强对配电网的故障定位和故障处置方法的研究，实现对配电网的供电可靠性的提升，一旦发生了故障，就能第一时间找到并进行抢修，从而减少停电的次数，减少停电的面积。

4.合理安排检修工作。由于配电网是一个容易发生事故的体系，所以必须要对其进行定期的检查和替换，对其进行检查和维修大面积停电是不可能的，但是可以在用电低谷的情况下，将其排除在外进行，这样就能对供电线路的维修造成的冲击进行有效的控制，同时还能制订出一份详尽的低压配电系统维修方案，让用户能够事先得到通知。对于需要持续供电的施工、钻井和压裂等项目，在施工之前，必须将重点放在这一部位，以保证生产建设的正常进行。

5.低压常见故障分析。由线路原因引起的低压配电系统的故障主要有以下方面：由于线路的设置和老化引起的线路操作出现了缺相，比如，在三相切换中，有一种是没有合紧或没有合上，而在线路负荷比较大的情况下，由于线路的绝缘材质的老化而引起的短路，也可以是由于线路界面接触处的氧化而引起的缺相。瓷瓶闪络放电，目前国内油田所采用的配电网，都是在户外的配电网，而该装置是直接置于户外的，经过长时间的运行，其内部粉尘会累积很多，由于材质的好坏和冷热交替等外部条件的影响，会造成磁针的绝缘强度下降，在雷暴天气下，极易发生轰燃放电，甚至会造成磁针的破裂。外力破坏，由于油田的高压配电网结构比较特殊，很多输电线路都处于油田开采范围之内，施工现场施工比较集中，因此很可能会发生由于外部干扰而导致的线路损伤问题。断线问题，在石油天然气管道敷设的地区，由于工程原因，很容易出现电线被拉断等情况，从而引起了电缆的折断。短路，即在油田的低压配电网中，由于外界的原因，发生了两相、三相的线路之间的直接撞击，从而造成了电网的短路。接地，在户外，线路易受各种因素的干扰，而且，在该线路地区，有很多的金属装置，当它们搭在一些金属装置或者树上的时候，很可能会出现线路的接地问题。跌落式熔断器故障。因负载电流大或接点接触不好而烧断，或因制作品质问题，工人因用力过度而导致断线，或由于拉合动作不正确，使两相之间的电弧短路，或引线调整不正确（松）而自行掉线，引起相位缺失。

三、电气设备预防维护措施

1.定期检修。最根本的防范措施就是对电器进行例行的检修。针对不同类型的设备，不同的工作环境，不同的工况，不同的运行方式，需要定期进行维修。在维护过程中，要对所有零件的运行状况进行细致的检测，发现有缺陷的零件要立即修理或替换，以保证整个装置的运行状况。

2.环境控制。电力装备的工作条件直接关系到它的工作状态和使用寿命。为此，必须对其工作环境中的温度、湿度、污染物和腐蚀性气体等进行有效的监控，保证其在装置所能承受的限度之内。另外，要防止粉尘和异物进入设备，要经常清洗设备。

3.风险评估。运用危险度评价方法，综合辨识出失效危险因子，制订出有针对性的防范措施。风险评价包含了许多因素，如人员因素，环境因素，设备自身因素等。针对高危区域，应采取加强监测和增设安全设施的方法，使其达到可承受的程度。

4.备品备件管理。在生产过程中，要有完善的零部件管理体系，以便在发生事故的情况下进行快速的维护。按照重要程度、更换周期等因素，进行合理的配置，以保证供货通道的通畅。并对备用零件的存货情况实行动态管理，避免积压、短缺。

5.人员培训。电力设施作业工人的质量直接关系到设施的安全生产。要对操作与维修人员进行定期的职业技术训练，让他们对操作原理，操作规程，故障诊断等有一定的了解，从而避免因人的过失。

四、电气设备故障诊断与预防维护技术发展趋势及前景

1.数字化故障诊断。基于物联网和大数据等新兴科技，可以对电力系统进行全面的实时监控，获得海量的生产数据。通过对装备的数字化建模，利用机器学习等方法，对装备进行智能化的故障检测，及早地检测出装备的隐患，从而大幅提升装备的可靠性和工作效率。

2.预测性维护。在电力系统中，电力设备的日常保养主要是以“定时”或“事后修理”为主要手段，这种方法的有效性不高。由于采用了数字技术，可以对维修过程中的历史信息进行分析，从而对其进行剩余使用时间进行预估，并据此制订维修方案，从而防止因提前维修而造成的资源浪费，并将失效几率降到最低。

总之，电力装备的故障检测和预防性维修是确保装备安全高效运行，延长服役寿命，降低故障率，降低维修费用的关键。相应的工艺已趋于完善，但尚需不断的改进与开发。

参考文献：

[1]刘宏宇.油田低压电气设备的绝缘故障诊断与维护策略探讨.2021.

[2]刘莉丽.关于油田低压电气设备的绝缘故障诊断与维护策略.2022.