故障树分析法范文

导语：如何才能写好一篇故障树分析法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：分析法；故障判断；提高可靠性

中图分类号：U47 文献标识码：A

1南京产BRW400/31.5、BRW200/31.5液泵故障分析

1.1泵的某一吸液阀或排液阀卡住

由于长时间使用疲劳过度或锈蚀严重都可能导致弹簧断裂。吸排液阀的弹簧软或短及卸载阀坏都可以导致冲击过大使阀锥断裂。其次由于阀锥质量问题，热处理时硬度超过规定硬度也容易造成阀锥断裂。

1.2自动卸载阀主阀阀芯卡住不能动作

这一原因和人为因素有很大关系，由于没有定期更换易损件如滑套内的密封圈用的过久不更换，阀芯使用的太久磨损严重都能导致主阀阀芯卡住不动作。

1.3高压过滤器阻塞

主要原因是吸排液阀上破损的密封圈进入过滤器内。或由于长时间没有使用滤芯导致虑芯锈蚀严重，高压过滤器阻塞。

1.4自动卸载阀下部推动活塞卡住不动作

其原因是复位弹簧折断或没有复位弹簧，推力活塞磨损严重，组装不得当或导向套密封脱落导致导向套有毛刺。

1.5自动卸载阀主阀不起作用，先导阀出液小孔堵住

由于看泵人员不细心，液箱盖没有随时关闭，掉入杂物使液箱内液体变脏，堵住出液小孔。由于质量问题如开胶掉底。或没有定期更换清洗吸液过滤网，使小杂物进入先导阀堵住先导阀出液小孔。

1.6液箱内液位低

液箱内液位低泵不能吸进工作液导致不能排出高压液。由于泵箱内没有及时加入乳化液或由于泵箱开焊漏液。

1.7卸载阀未关闭

在有手动卸载阀的泵上如果手动卸载阀未关紧，导致自动卸载阀不工作，在压紧螺套未压紧的情况下卸载阀也不关闭。

1.8吸液管截止阀未打开

这一原因主要是截止阀损坏根本打不开或截止阀在打开的位置上实际是关闭的。

2乳化液泵站故障树的定性分析

对乳化液泵站进行定性分析的主要目的就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即弄清系统（或设备）出现最不希望发生的事件（故障）有多少种可能性。

如果故障树的某几个底事件同时发生时，将引起顶事件（系统故障）的发生，把这些底事件组成一个集合的形式，这个集合称之为割集。

也就是说，一个割集代表了系统中一种故障发生的可能性，即一种失效模式。如果去掉其中任意一个底事件就不再是割集，则这个割集就叫做最小割集，最小割集发生时，顶事件必然发生。

综上所述，一棵故障树的全部最小割集的完整集合就代表了顶事件发生的所有可能性。

2.1计算此系统的最小割集

例如，该乳化液泵站的故障树中“泵的某一吸液阀或排液阀卡住”，以此树最上一级的中间事件暂做为顶事件，先将各个级的中间事件及底事件设为某些变量。

T1泵的某一吸液阀或排液阀卡住

Ga弹簧断裂

Gb 阀锥断裂

Gc 冲击过大

x1 锈蚀

x2 使用时间过长

x3 质量问题

x4 弹簧短或软

x5 卸载阀坏

处于故障树最下一级的中间事件是Gc ，对应的逻辑门为或门，所联系的底事件是x4 x5 ，因此

Gc = x4Ux5

对于上一级的中间事件Gb ，则是通过或门与底事件x3与Gc相联系，因此

Gb= x3UGc=x3Ux4Ux5

同理可知Ga= x1Ux2

最后可知顶事件T1的表达式为

T1= GaUGb = GaUx3UGc = x1Ux2U x3Ux4Ux5

2.2用最小割集表示出此系统的结构函数

在故障树中，只要任何一个最小割集发生，顶事件就会发生。

上面列举的故障树有5个最小割集K=（K1+K2+K3+K4+K5），只要任一个最小割集Kj（j=1、2…..5）发生时，顶事件必定发生。

Kj可表示为

这里将属于Kj的全部底事件用或门联结起来称作最小割或门结构。

所以该故障树的结构函数Φ（x）可以表示为：

此故障树的结构函数即为：

Φ（x）= x1Ux2Ux3Ux4Ux5

3乳化液泵站故障树的定量分析

对于给定的故障树，若已知其结构函数和底事件（即系统基本事件的发生概率），从原则上来说，应用容斥原理对事件和与事件积的概率计算公式，可以定量的评定故障树顶事件T出现的概率。

结合本故障树分析可知，底事件可定性为相容事件，设底事件x1 、x2 …xn 发生的概率各为q1、q2 …qn 则这些事件和与事件积的概率，可按下式计算：

当有n个相容事件时，积的概率

和的概率

当故障树包含两个以上同一底事件时，则必须用布尔代数整理简化后，才能使以上概率计算公式，否则会得出错误的计算结果。

用系统最小割集的表达式为K （x），系统最小割集结构函数为

式中，k是最小割集数，Kj（x）的定义为

求系统顶事件的发生概率，即是使Φ（x）=1的概率，只要对上式两端取数学期望，左端即为顶事件发生概率

如果将事件和的概率写作

继而，就可以计算该故障树顶事件的发生概率，

本故障树共有五个最小割集，以此为K1=x1 K2 =x2 K3=x3 K4=x4 K5=x5，各底事件的概率q1=q2=q3=q4=q5=0.1

利用排列组合的方式

五个底事件只有其中的一件发生时可求得

其中任意两件发生时可知共10种故障路线

=10×0.01=0.1

同理可知其中任意三件发生时也共有10种故障路线

F3=10×0.001=0.01

其中任意四件发生时共有5种故障路线

F4=0.0001×5=0.0005

其中五件底事件均发生时也是一种故障路线

F5=0.15=0.00001

则由公式

得

综上所算，顶事件为"泵的某一吸液阀或排液阀卡住"的故障树

顶事件发生的概率为0.41

4应用动态规划理论优化效果及结论

通过机采科液压车间全体职工的共同努力，乳化液泵站故障树的设计方案比原计划25天提前了5天，为车间班组人员以后下井维修提供了新的技术手段，同时也为以后车间的生产提供了保障。

参考文献

[1]于治福，韩燕，于会荣.商德勇故障树分析法在矿井提升机电动机故障诊断中的应用[J].煤矿机械，2012（11）.

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【关键词】船用分油机；故障树分析法（FTA）；故障诊断

[Abstract] In this paper， we stated the significance of fault analysis on marine oil-purifier， also， introduced the general principles of Fault Tree Analysis and the working principle and structure of marine oil-purifier， combined with the typical failure example of a marine oil-purifier， build the corresponding fault tree by Fault tree analysis. Based on successfully troubleshooting， we summarized troubleshooting features with the application of Fault Tree Analysis.

[Key Words] Marine oil-purifier；Fault tree analysis（FTA）；Fault analysis

0.前言

随着航运业的发展，为了节约成本，船上普遍都使用劣质燃油，劣质燃油必须经过船用分油机净化，以除去其中的杂质和水分。分油机在船舶航行期间基本处于运行状态，由于分油机运转频繁、结构复杂、故障率高、故障因素多且复杂，因此如何在最短时间内有效的找出故障的原因并排除一直是个难题。故障树分析法是目前故障诊断中应用较多的方法之一，本文将对故障树分析法在船用分油机故障诊断中应用进行研究，以求有效地排除故障及总结应用故障树分析法的特点，保障船舶安全运行。

1.故障分析法

1.1故障分析法原理

故障树分析方法是一种安全可靠的分析技术，也是目前故障诊断中应用较多的方法之一，它建立在对系统的故障经验库基础上，采用逆向推理，将系统级的故障现象（顶事件）与最基本的故障原因（底事件）之间的内在关系表示成树形的网络图，各层事件之间通过 “与”、“或 ”、“非 ”、“异或 ”等逻辑关系相关联。它通常把系统的故障状态称为顶事件，然后找出系统故障和导致系统故障的诸原因之间的逻辑关系。并将这些逻辑关系用逻辑符号表示出来，由上而下逐层分解，直到不能分解为止，推导出各故障和各单元故障之间的逻辑关系，利用这种逻辑关系从观测到的顶层事件故障出发，逐渐向下演绎，最终找出对应的底层故障原因。故障经验库描述了系统的动态参量与各个故障之间的逻辑关系，并将这种逻辑关系储存于计算机中，通过对此关系树的启发式搜索查找到系统的故障原因。

1.2 故障树的构建步骤

（1）广泛收集并分析与产品设计运行维修等有关的技术资料；

（2）明确故障事件，确定顶事件顶事件是指系统不希望发生的故障事件；

（3）合理确定系统的边界条件；

（4）建树。

在故障树建造过程中，首先将顶事件符号作为第一行；在其下列出导致顶事件发生的直接原因，并把它们用适当的符号表示出来，作为第二行；并用适当的逻辑门与顶事件相连接如此步步深入，直到追溯到引起系统发生故障的全部原因为止（称为底事件），这样就建成一棵以顶事件为根，中间事件为节，底事件为树叶的倒置的故障树。

2.船用分油机的结构与工作原理

分油机从上至下分为三个部分：（如图1所示）

上部为接口部分，有污油进口、净油出口、置换水进口等；

中部为分离室部分，主要是高速旋转的分离筒；

下部为传动部分，由离合器、传动轴、斜齿轮、驱动轴（立轴）以及轴承等组成。

虽然分油机结构、形态各异，但具体工作原理都采离心分离。在混有水喝杂质的油中，机械杂质的密度最大，油的密度最小，水的密度介于两者之间，在高速旋转的分离筒内，三者获得不同的离心力，杂质的离心力最大，被甩到最外层，水居中，油聚集在最内层，在筒内形成以转轴为中心的圆柱形的油、水、杂质的分界面，只要连续的引入待分离的重油，就可经相应的通道将油、水引出，杂质经排渣孔排出。

图1 分油机机构

3.船用分油机故障树的构筑

从上图可知，分油机结构复杂，而且始终在恶劣环境下工作，难免会出现各种各样的故障导致分油机不能正常工作。分油机的故障现象有很多，概括而言，主要有三类。第一类是跑油，包括排渣口跑油、出水口跑油或二者兼而有之；第二类是出现异常声音或振动；第三类是除上述两种之外的其他不常见且较直观的故障，如油中掺水、分离量较少、电动机过载、齿轮箱油不足等等。

本文以“分油机出现异常声音或振动”为故障树的顶事件，由于造成分油机故障的因素多且关系复杂，本文确定的模型边界条件是从使用管理者的角度来分析研究分油机故障，故只针对运行中的分油机，不涉及设计、制造方面缺陷的影响因素。

笔者结合实船工作经验，整理出如图2所示的故障树。

图2 分油机异常声音或振动故障树

故障树符号说明：

T：分油机异常声音或振动；M1：分离筒本体故障；M2：轴系故障；M3：齿轮箱故障；

M4：立轴故障；M5：横轴故障；B1：分离片装配不当；B2：锁紧环松动；B3：分离片配件损坏；B4：分离片太脏；B5：立轴下沉引起分离盘和配水盘下降；B6：立轴变形、径向移动；B7：立轴轴承碎裂；B8：立轴上部减震弹簧断裂或受力不均；B9：立轴装配不当；

B10：横轴装配不当；B11：横轴变形、径向移动；B12：横轴上齿轮承板变形、径向移动；

B13：横轴轴承碎裂；B14：摩擦离合器摩擦片损坏；B15：齿轮箱油不足；B16：齿轮箱油变质；B17：传动齿轮变形；B18：中间滚轴损坏。

4.故障树定性分析

根据构筑好的分油机异常声音或振动的故障树，可以看出导致其产生的因素是多方面的。为了更有效的找出故障的原因，我们有必要对故障树进行定性分析，找出导致顶事件发生的原因和原因事件的组合，即最小割集。在故障树中，若所有的基本事件全部发生，则顶事件必然发生。但在多数情况下，只要某个或某几个基本事件发生，顶事件就会发生。通常把故障树中使顶事件发生的基本事件的集合称为割集，能使顶事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集。

按照图2故障树所示的各个事件之间的关系，根据逻辑运算求得所建故障树结构函数的布尔代数表达式为：

T=B1+B2+B3+B4+B5+B6+B7+B8+B9+B10+B11+B12+B13+B14+B15+B16+B17+B18

由上式可知，共有18个最小割集，即：{B1}；{B2}；{B3}；{B4}；{B5}；{B6}；{B7}；{B8}；{B9}；{B10}；{B11}；{B12}；{B13}；{B14}；{B15}；{B16}；{B17}；{B18}。可见导致分油机异常声音或振动的因素有18种。

5.应用构筑的故障树分析排除故障

笔者在船上工作时，遇到一台三菱SJ60燃油分油机，该分油机在运转过程中偶尔出现排渣口和出水口跑油，并伴有一定的振动和异常的声音，同时在运转过程中电流也出现波动。经查轮机日志，发现此分油机经常拆装且仅拆装分油机本体上部分、清洗、更换密封圈等，均未能解决上述问题。可见振动和异常的声音才是故障的关键，经查实，该分油机已在船上间断使用近二十年，于是决定对立轴和横轴进行检查，最终发现是由立轴下端的轴承箱底部与钢球接触部位有一定的磨损致使立轴下沉，横轴轴承滚珠破裂，导致立轴在转动中晃动。

可见，遇到分油机出现故障，不要盲目地一开始就进行拆装。应分析故障现象，根据构建的故障树，按照故障诊断程序，由顶至下、逐级分解、先重要后次要、先人因后硬件、先后内部的原则对底事件进行排查。只有这样，才能有效地准确找出故障的原因，及时排除故障。

6.结束语

本文通过对分油机振动与异常声音故障构筑故障树，采用故障分析法准确查找到了故障的原因并及时排除。实践证明，故障树分析法能从故障现象着手理清各种原因及其逻辑关系，它相对于直接经验方法而言，具有逻辑性强，不易遗漏各种可能故障原因等特点，对复杂故障的分析和故障点定位具有较好适用性，值得提倡和采用。

参考文献：

[1] 李媛媛. 激光雷达测量系统故障树分析[J] .红外与激光工程， 2009， 38 （2）： 335-339.

[2] 郑铭界. 船用分油机的故障分析及排除[J] .科技纵横，2000.3.

[3] 詹玉龙. 船舶分油机故障分析和防范措施[J]. 航海技术，2006.2.

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【关键词】电力系统;可靠性;故障树;继电保护

1.引言

目前，国内外关于各类机组、变压器、电网等电力系统一次设备的可靠性研究已逐步走向成熟。电力系统其二次系统的继电保护、自动装置等能自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，直接关系到电力系统的安全运行与可靠性。在电力系统其二次系统可靠性的研究中，继电保护的可靠性显得尤其重要，其不正确动作便会使电力系统的故障扩大，甚至可能发生不良连锁反应而造成电力系统崩溃，导致大面积停电，造成重大经济损失。因此，研究继电保护系统的可靠性十分重要，本文运用故障树分析法对电力继电保护系统可靠性进行如下研究和分析。

2.继电保护系统的可靠性模型

继电保护系统是一个由继电保护装置、测量装置、断路器及其操作机构及二次回路，由继电器、电器元件和连接不同电器设备的导线及电缆所组成.构成的统一整体，继电保护系统简化逻辑图如图1所示。

图1 继电保护系统简化逻辑图

电力系统微机继电保护系统可以分为软件系统和硬件系统，按照软硬件系统分类分别找出影响其可靠性的因素并建立相应的计算模型，最后用马尔科夫状态法综合求解出保护的可用度和失效率。

2.1 保护系统硬件失效因素及模型

保护系统硬件由电压电流互感器、继电保护装置、二次回路、继电保护的辅助装置、装置的通信、通道及接口、断路器及其操作机构组成。

（1）继电保护装置。继电保护装置实际上是1台特殊的计算机，可分为7个模块：电源供应模块、中央处理模块、数字量输人模块、模拟量输人模块、数字量输出模块、通信模块、人机接口模块。

（2）二次回路。保护系统二次回路主要包括测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路等全部低压回路。二次回路因线路绝缘不良、老化、容易导致接地或者元件连接接触不良、松动而造成故障。

（3）电压/电流互感器。电压/电流互感器将高压侧的电压电流变换成适用于二次回路的电压电流。

其采集量的误差主要在于二次接线错误和接线的连接松动，所以要求互感器引出端子的极性必须正确，从电流/电压互感器二次端子引至保护装置的接线也必须正确。

（4）继电保护的辅助装置。包括交流电压切换箱、三相操作继电器箱及分相操作继电器箱等，其主要用作二次回路的切换及作为断路器操作的辅助控制，以满足断路器的控制操作。

（5）装置的通信、通道及接口。高频保护的收发讯机、纵联差动保护的光纤、微波的通信接口及综合自动化系统的通信网络与接口是这些装置系统的薄弱环节，容易发生通信阻断故障，直接影响装置的正确动作。

（6）断路器及其操作机构。断路器及其操作机构结构复杂，可靠性比较低，它与继电保护系统是否配合完好直接影响着故障能否完全切除。

本文采用故障树分析法，把保护系统硬件失效分为两部分，即保护的失效和断路器的失效。设今表示保护正确，B表示断路器正确。则系统失效可表示为：

（1）

因此，以保护系统硬件失效为顶事件建立的故障树。设事件a：表示断路器可靠动作率b：表示断路器失效;c：表示二次回路、接线失效;d：表示继电保护辅助装置失效事件e：表示电因电流互感器失效;f：表示装置的通信、通道及接口失效;g：表示继电保护装置失效。

分别表示这7个事件的失效率，用下行法求最小割集，步骤如表1所示。

则硬件失效率为Y：

Y=a（c+d+e+f+g）+b=ac+ad+ae+af+ag+b （2）

各模块的概率重要度见表2。从表2可以看出，保护装置所占比例最大，其次为二次回路。所占比例越大对硬件系统的失效贡献也就越大，反过来说由保护装置引起的硬件系统失效可能性最大，所以在保护硬件系统中，保护装置还是最薄弱的环节，其次是二次回路。

为了计算各个模块的失效率，本文采用美国军用标准中的电子设备可靠性预计手册MIL.HDBK-217E来计算装置中元器件和各硬件模块的失效率。

2.2 保护系统软件失效及模型

在微机继电保护中，软件算法是实现保护功能的核心，软件出错将导致保护装置出现误动或拒动。导致软件出错的主要因素有：需求分析定义不够准确，软件开发人员和用户对需求的理解不同;软件结构设计失误和算法原理误差;编码错误;测试不规范;定值输人出错。在研究软件可靠性时可以认为软件可靠性也是一个随机过程，可用概率分布来描述。但软件可靠性与硬件可靠性的分析又有许多本质的不同：硬件存在老化，其可靠性随着时间增长而递减，但软件不会老化，而且软件失效隐患在测试和运行过程中将会不断被排除;硬件可靠性通常依赖于构成的元器件，软件由于其自身的复杂性和软件设计错误而影响其可靠性，所以，对软件可靠性的建模和测量问题比硬件可靠性更具挑战性。针对微机保护软件的这种特点，本文采用Logarithmic Exponential模型来研究保护软件的可靠性。

2.3 保护系统可靠性分析

随机过程可以按照其状态分为连续型或离散型。一个随机过程x（t），如果集合（t1，t2，…， tn）中的时刻按次序排列，在条件X（t1）=Xi，i=1，2，….，n-1下，X（tn）-Xn的分布函数恰好等于X（tn-1）-Xn-1条件下的分布函数，则称具有这种性质的随机过程为马尔科夫过程。继电保护装置的工作过程则是马尔柯夫过程，采用状态空间法综合求解继电保护系统的可靠性指标。

3.算例及分析

本文以1个220kV继电保护系统为例，收集有关可靠性材料，并运用上述模型进行可靠性评估。其中，硬件模型中的继电保护装置模块、二次回路模块、辅助装置模块及通信模块的失效率计算，得到保护装置故障率为23.75×10-6电压/电流互感器故障率为9.86×10-6，二次回路故障率为10.56x10-6，辅助装置故障率为0.84×10-6，通信系统故障率为1.27×10-6，断路器故障率为1.1244x10-4，硬件故障可自检修复率m1为0.25，硬件故障不可自检修复率脚为6.85×10-4，软件修复率为0.25，初始故障概率m0为120.0×10-4，系统运行中累计发现的错误数u为22，故障减少率系数e为0.126。根据实际运行的经验和统计数据，确定保护硬件失效自检检出的概率c=0.9。将上述参数代人式（2）和式（5）可得：

n=47.342×10-610-4

n1=cn=42.608×10-6

n1=（1-c）n=4.734×10-6

n3=n（u）=120×e0.126×222=7.5044×10-6

再将n，n1，n2，n3带入公式9得：保护系统的可用度A=Po=98.67%，失效度=1-A=1.33%。

4.结论

对比之前的评估结果，其计算出的保护系统的可用度为97.87%，本文在考虑了更多的因素后算得继电保护系统的可用度为98.67%。参考2000年―2003年全国220 kV系统的正确动作率数据：95.56%、99.19%、99.15%、99.14%、将上述数据与本文方法得出的结果相比较，可知本文方法更全面、更加符合实际情况、结果合理。

参考文献

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故障树分析又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法，事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。

1961年，由美国贝尔电报公司的电话实验室于开发，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用，目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。

（来源：文章屋网 ）

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【关键词】胶带运输机；常见故障；处理方法

1、胶带运输机概述

胶带运输机是一种摩擦驱动的连续动作式运输机械，由一条环形胶带绕在传动滚筒与改向滚筒之上，且由固定于机架的上下托辊支撑，由胶带、主动滚筒、拉紧装置（包括拉紧滚筒）、拖辊以及传动装置等部分组成。胶带靠张紧装置，在两滚筒之间拉紧，驱动装置带动滚筒转动时，依靠传动滚筒与胶带之间摩擦力带动胶带运行，传动滚筒底部安装弹簧清扫器，胶带回程上段一侧安装有清扫器，以清除胶带两面粘附物料、撒料和浮灰。胶带运输机是以胶带为牵引和承载机构的一种固定式运输设备，它不仅具有运输能力大、工作阻力小、耗电量低、单机运送距离长、而且还具有自动化程度高，拆装方便，输送线路适应性强又灵活等优良性能。但如果使用不当会出现很多问题，使用过程中常见故障包括胶带跑偏、撒料、打滑等许多问题，影响正常的安全生产。为了运输机的安全、稳定、经济运行，就出现的各种常见故障进行及时准确的处理是使其安全运行的保证。

2、胶带运输机的常见故障及原因与处理方法

（1）胶带跑偏原因及处理方法

胶带运输机运行时，胶带跑偏是最常见的故障。引起胶带跑偏的根本原因是胶带所受外力在胶带宽度方向上的合力不为零或垂直胶带宽度方向上的拉应力不均匀。

①头、尾部传动滚筒与运输机中心线不垂直。由于安装时机头或机尾传动滚筒轴线同胶带中心线不垂直，机头与机尾的中心线没有在同一直线上，或安装时托辊组轴线与胶带中心线不垂直等也是造成胶带跑偏的主要原因。这就要求在安装时注意调整，机头架及机尾架的安装要正确，使机头传动滚筒轴向中心线与机尾滚筒轴向中心线保持平行，并且让机头与机尾中心线保持在一条直线上。在调整头部滚筒时，若输送机向滚筒右侧跑偏，则右侧轴承座应向前移动，反之左轴承座向前移动，尾部滚筒调整和头部滚筒刚好相反。

②滚筒表面不平。当原煤湿度较大时，易在滚筒表面粘有物料，引起滚筒直径发生不规则变化，滚筒上哪边有物料，哪边直径就大，胶带就向哪边跑。处理的方法是加强胶带的滚筒表面清扫，以减少物料的粘附或灰尘在胶带上的积聚，因为胶带的清扫效果，对延长输送带的使用寿命和稳定运行有很大影响。开机前应检查滚筒，若有粘结物必须加以清除。如果是滚筒表面直径因机加工而造成的误差，则应重新加工滚筒外圆或更换滚筒，以纠正胶带运行时的跑偏现象。

③张紧装置的张紧力不够。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大。所以胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象。处理方法是对于使用重锤张紧装置的带式运输机可添加配重来解决，但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。对于使用螺旋张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。若张紧行程不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新胶接。实践证明，当张紧装置两端载荷相差超过10kg时，胶带就会发生跑偏，可见拉紧力的不同对胶带跑偏影响极大。

④托辊轴线与运输机中心线不垂直。承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大，导致胶带在承载段向一则跑偏。此时，可调整托辊组的位置来调整跑偏，应将跑偏侧托辊向输送带运行方向调整，且每组调整角度不应过大。或者是安装调心托辊组，调心托辊组有多种类型，如四连杆式、中间转轴式、立辊等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。

⑤胶带本身的问题。胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损或接头不正，这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。处理方法是对胶带中心不正的接头重新制作，老化变形的胶带给予更换处理。

⑥受料点位置不对引起跑偏。转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条运输机与本条运输机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度，相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力也越大，同时物料也很难居中。在设计过程中应尽可能地加大两部胶带输送机的相对高度，在受空间限制的漏料嘴、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。

（2）胶带运输机撒料的原因及处理方法

①转载点处的撒料。转载点处撒料主要原因是溜槽挡料橡胶裙板损坏或运输机严重过载。如胶带运输机严重过载，胶带运输机的导料槽挡料橡胶裙板损坏，导料槽处钢板设计时距皮带较远橡胶裙板比较长使物料冲出导料槽。处理方法是加强控制运送能力，加强维护保养。

②凹段皮带悬空时撒料。凹段皮带区间当凹段曲率半径较小时会使皮带产生悬空，皮带已经离开了槽形托辊组，一般槽角变小，使部分物料撒出来。处理方法是在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径。

③皮带跑偏时的撒料。皮带跑偏时的撒料是因为皮带在运行时两个边缘高度发生了变化，一边高，而另一边低，物料从低的一边撒出。

（3）胶带过早磨损的原因及处理方法

①不良给料造成磨损。逆向给料、垂直给料都会造成物料下落速度过快，冲击力过大。处理方法是调整给料方向和角度，减少物料速度和冲击力，必要时在给料处安装缓冲托辊。

②托辊不转、清扫器等摩擦力过大造成磨损。处理方法是应加强日常检查，确保胶带运输机在运行时清扫器的可靠，回程胶带上应无物料，及时更换托辊，减少对胶带的磨损。

（4）胶带打滑

若驱动滚筒打滑得不到，不仅会降低运输能力，影响生产，还可能会发生因摩擦生热而造成胶带着火的重大事故。处理方法是先停机，然后查找原因，再进行处理，若使用重锤张紧装置的胶带运输机在皮带打滑时可添加配重来解决，添加到皮带不打滑为止，对于螺旋式拉紧装置可调整张紧形成来增大张紧力，磨损滚筒应进行包胶处理使之达到设计参数的要求，落料口处如有卡阻造成负荷大应及时排除。

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数控机床的机械结构较为复杂，通常由机床基础部件、传送部件、定位装置和具有辅助功能的系统、装置，以及一些具有特殊功能的装置组成。数控机床是一种较为高级的自动化机械，具体操作中基本不需要人为控制。作为一台合格的数控机床，应满足一定的要求——具有一定的刚度，在生产过程中应具备良好的抗震性；在生产中产生一定的热量时，应具有一定的热稳定性。数控机床作为一种精密仪器，在工作过程中必然有一定的精度要求，且在操作方面需要具有一定的安全防护功能。数控机床是机电一体化的机械设备，因此，其故障可分为机械故障和电气故障。根据笔者的经验，绝大多数数控机床的故障是因机械部分的零件失效，进而导致精度下降引起的。因此，在排除故障的过程中，应先排除机械方面的故障，再排除电气方面的故障。

2数控机床机械故障的诊断方法

数控机床机械故障的诊断过程大体可分为3步：①识别数控机床的运行状态，检查是否存在异常。②检测数控机床的运行过程，在动态过程中观察运行情况。③判断故障的发展趋势，从而预测未来一段时间内数控机床的运行状态。有经验的操作人员可通过机床机械部分的某些特征或参数判断故障，这些特征或参数包括振动、声音和温度等。如果特征和信息正常，处于合理范围，则证明数控机床运行正常；如果特征和信息不正常，处于不合理范围，则证明机械存在一定的故障。

2.1简易故障诊断法

2.1.1用眼睛观察

该方法利用人的视觉观察机床机械部分的运行情况，比如查看机床机械的部件是否松动、零件是否损伤、油是否充足、是否存在漏油现象等；观察机床机械外部的颜色，从而判断机床机械的温度；观察机械油箱中油料的黏稠度、颜色，从而判断油箱内部积淀物的量；根据金属废弃物的量判断相关机件的磨损情况；观察机械内部的关键轴承部位是否完好。

2.1.2用耳朵听

该方法利用人的听觉判断数控机床运行情况。由于数控机床属于精密机械，在运行过程中会发出有规律的声音，其节奏具有一定的稳定性。而存在故障的机床发出的声音紊乱，比如出现重音、杂音等。如果出现无规则、涣散的声音，则机床内部的零件可能已松动；如果出现碰撞的声音，则机床内部可能正在遭受撞击。一些有经验的维修人员会敲击数控机床的零件，从而判断机床零件是否存损伤。

2.1.3用手去触碰

使用皮肤触碰的方式可判断机床的运行温度。在人的皮肤触碰机床时，可先用手指或手指指节处对机床表面进行试探性触碰，如果温度较低，再使用手掌碰触机床表面，从而确定具体的温度。此外，使用皮肤触碰的方式还可以感受机床的振动程度，从而判断故障位置。

2.1.4用鼻子嗅

利用人的嗅觉可判断机床高温部位的故障位置。机床上温度较高的部位往往是因机械剧烈的摩擦而造成的，当可燃物高温氧化时，会发出一定的气味，维修人员可根据气味找到故障位置。由于不同材料燃烧发出的气味不同，因此，采用该方法还可以快速找到故障原因。

2.2故障检测中的油样分析法

在数控机床的运行中，通常会使用油和液压油。根据油样分析结果可获得大量的数控机床运行信息。机床的运行离不开机械间的互相摩擦，而油在摩擦中发挥了重要的作用。油在机床内部的流动过程中，常产生一定的碎屑，工作人员通过对油样的检验和分析，可间接地判断一些机械内部磨损的程度，从而找出磨损部位。

2.3机械故障的无损探伤法

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【关键词】数控机床 常见故障 分析

中图分类号：F4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.11.184

数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化高效的自动化机床，以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，越来越多地得到推广及应用。其产生故障的复杂原因也经常给维修人员造成不少困难。下面对数控机床经常出现的一般故障进行检测分析，以期提高数控机床的工作效率。

一、感官分析法

感官分析法就是利用感官分析来判断故障可能产生的部位。这是一种最基本、最常用的方法，利用该方法进行检测分析，通常需要细致、认真地观察机床故障的现场状态。这种方法看似简单，却是数控机床故障分析的首要切入点，不仅适用有故障报警系统的较为先进的设备，而且也适用于没有故障报警系统的早期数控机床。

二、利用数控系统的硬件报警功能

现代CNC系统中设置了众多的硬件报警指示装置。因此在处理数控连续过程中，如果直观法不能奏效，可以借助审视报警装置，观察有无报警指示，报警指示灯可判断故障所在。在数控系统硬件电路板上有很多的报警指示灯，借此可大致判断出故障所在的位置。

三、利用数控系统的软件报警功能

CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作期间，能用自诊断程序对系统进行快速诊断，一旦检测到故障，立即将故障以报警方式显示在显示屏上。维修时可根据报警内容提示，检查机床的故障所在。

四、利用状态显示的诊断功能

数控系统不但能将故障诊断信息显示出来，而且能以诊断地址和诊断数据的形式提供机床诊断的各种状态。这可以帮助检查数控系统是否将信号输入到机床，或机床的开关信息是否已输入到数控系统。总之，可将故障区分出是在机床一侧还是在数控系统一侧，从而缩小数控机床故障的检查范围。

五、及时核对数控系统参数

系统参数变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床发生故障，整台机床不能工作，而外界的干扰有可能引起存储器内个别参数的变化，所以当机床发生一些莫名其妙的故障时，可对数控系统的参数进行核对。

六、备件更换法

对机床故障进行分析发现，电路板有故障时，可用备件板进行更换，迅速确定故障电路板。但是，用这一方法时需注意到下述两点：第一，要注意电路板上的可调开关的位置，换板时应注意使被交换的两块电路板的设定状态要完全一致，否则将使系统处于不稳定的状态，甚至出现报警；第二，更换某些电路板之后，需对机床的参数和程序进行重新设定或输入。

七、利用电路板上的检测端子

在电路板上有供测量电路电压和波形的检测端子，以便在调试和维修时确定该部分电路工作是否正常。但是，在检测该部分电路时，应熟悉电路原理与电路的逻辑关系。在电路逻辑关系不熟的情况下，可用两块一样的电路板对比进行检测，从而发现电路板的故障所在。

八、分析机械传动部分

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关键词：石化动设备 独立分量分析 故障诊断 分离降噪 快速不动点算法

注水泵是我国部分油田采油的主要生产设备，它是保证顺利完成向地层注水任务的关键，其技术性能的好坏直接影响到采油的顺利进行。随着油田后期注水开发的持续进行，注水量成倍增加，注水泵的负荷日趋加重，注水泵故障率也越来越高，严重制约着油田的稳产和增产。因此，对注水站注水泵进行现场监控，提高设备管理水平和生产效率，是保证设备正常运转和油田正常生产重要保证。

利用振动信号对设备进行故障诊断是最常用和有效的方法，但在进行设备故障诊断时，实际采集获取的信号一般为多源混合信号，通常情况下，源信号是未知的，其混合过程也是不明确的。因此，在诊断之前，先对混合信号进行分离预处理工作，将有利于提高设备故障诊断的准确性。而分离混合信号的过程则是“盲源分离”的问题，盲源分离技术是用来提高信噪比，保障故障诊断准确性和可靠性的重要手段。在有关盲源分离的理论方法中，独立分量分析技术（Independent Component Analysis，ICA）是其中应用较为普遍的一种方法。

一、独立分量分析原理与算法

1.ICA基本原理

独立分量分析方法是盲源分离算法中的一种，它最早是由法国的Jutten和Herault提出的，后来更多的研究者对该算法进行了研究和改进。目前，ICA算法已经在生物医学信号处理、混合语音信号分离、盲源分离等方面得到应用。

当多个信号源同时发射信号时，每个传感器的观测信号是多个信号的混合，有时需要在源信号未知的情况下，对其中的一组信号进行分离提取，这就是盲源分离过程。盲源分离是指无法利用混合通道与源信号信息的情况下，从观测信号中恢复独立源信号的一种方法。而ICA处理的对象是是一组相互独立统计的信源经线性组合而产生的混合信号，最终目的是从混合信号中提取出各独立的信号分量。ICA算法的关键是要找到一个线性变换，使变换后的各信号之间尽可能统计独立。设为观测值，对应于一个维离散时间信号，且是源信号的线性组合，即

式中，、分别为观测信号向量和源信号向量，为混合矩阵。线性ICA处理就是在独立信号源和混合矩阵都未知的情况下，希望能够寻找到一个分解矩阵，从而从观测信号中进行源信号分离，即

分离的结果是对源信号的良好逼近。

需要说明的是，若没有混合矩阵和源信号的任何先验信息，仅从观测信号不能恢复出。一般作如下假设：源信号为相互统计独立的平稳随机信号；det≠0，即混和矩阵为满秩矩阵；，即传感器数目大于或等于源信号数目。

ICA方法能够较好地解决盲源分离问题，关键是建立可以度量分离结果独立性的目标函数及相应的优化算法。近年来，研究者已从不同角度提出了多种目标函数和分离算法。本文探讨了一种基于负熵（Negentropy）的判据和快速不动点算法（FastICA），该算法具有收敛速度快且解相对精确等优势，是目前ICA技术应用中较常见一种方法。

2.FastICA算法

ICA模型具有非高斯性，根据中心极限定理，一随机量如由许多相互独立的随机量之和组成，只要各独立的随机量具有有限的均值和方差，则不论各独立随机量为何种分布，该随机量必接近高斯分布。对ICA过程来说，混合信号是多个独立源信号的线性混合，故混合信号较各独立源信号更接近高斯分布。因此可以通过对分离结果的非高斯性（或高斯性）的度量来监测分离结果之间的相互独立性，当各分离结果的非高斯性达到最强（或高斯性达到最弱）时，表明已完成对各独立分量的分离。

Hyvarinen等提出的FastICA算法，也是一种最小化估计分量信息的神经网络方法，要求对负熵（或微熵）进行估计，利用最大熵原理来近似负熵，即

式中，为一些非负二次函数；为数学期望；为常数；为一个标准化的（即零均值单位方差的）高斯变量；假设为具有零均值单位方差的随机变量，。

将代入式（3），得

式中为维（权）向量，并且满足约束条件。

由式（4）可知，负熵的极大值相当于的极大值。在满足约束条件下，取得极大值时得到

式中是的导数；b为拉格朗日乘子。

利用牛顿迭代法解方程式（5），得到解，进一步得ICA递推公式

根据迭代公式（6），可递推求得，进而得到一分离出的独立分量。

二、实例分析

往复注水泵是我国大多数油田注水的关键性设备，对于提高油田原油开采率起到重要作用。由于往复注水泵既有旋转运动部件，又有往复运动部件，且其负载大，工况恶劣，因而动态响应较为复杂。2011年10月，在利用机械故障诊断系统对某采油厂一组注水泵机组进行振动监测时，发现其中一组注水泵泵体振动信号出现异常。其中异常两组信号主要是由安装在泵体上互成90°的2个加速度传感器中采集。经归一化后的振动波形如图1所示，图2为其对应的频谱。观察发现，Y方向的信号比较平稳，其频率主要为机组转动工频49.8Hz，相对较规则，而X方向的信号则相对比较复杂，其频谱除工频外，还存在77.1Hz的频率，信号幅值随时间不断变化，属于典型的非平稳信号。

以上述两路振动信号为混合信号，根据前面介绍的FastICA算法，利用Matlab编程语言对其进行了盲源分离处理，结果如图3所示，图4为其对应的频谱。分离结果表明，该泵体两个方向振动信号的源信号主要有两个，独立源信号1是以77.1Hz为主的振幅随时间不断变化的非平稳信号，独立源信号2是以工频为主的振幅变化不大的平稳信号。与图3、图4对比表明：Y方向主要是由独立源信号2组成，独立源信号1在其中反映不明显；X方向则是两个独立源信号的线性叠加，因此在X方向的振动频谱中有明显的两个峰值存在。

通过以上分析可知，在该注水泵泵体垂直截面上存在两个独立的振动激励源。独立源信号2可以认为主要是由机组转子不平衡造成的以工频为主的振动信号，而独立源信号1的主要频率77.1Hz既不是机组工频的整数倍频，也不是分数倍频，属于异常频率。如果独立源信号1也是由泵体故障引起的，则该信号在X、Y两个方向都会有所表现，然而事实并非如此，在Y方向的振动信号（图1（b））中没有发现幅值明显变化的非平稳的独立源信号1，在对应的频谱图2（b）也没有明显的77.1Hz谱值。根据上述分析，初步判定为机身某处松动，后通知厂方维修人员检查了该机组机身安装情况，最终发现是泵体某端一地脚螺栓发生松动。独立源信号1正是由于该处松动而产生的X方向上非平稳振动信号。可见，ICA算法对这两个独立源信号进行了完美的分离。

三、结论

利用ICA技术对石化动设备多源振动混合信号进行分离降噪处理，分离出的源信号比观测信号包含更多和更精确的故障源信息，从而可以降低故障诊断难度，提高故障诊断的精确性。另外，ICA的降噪方法与相干平均法和小波变换等降噪方法相比，具有一定的优势，不管观测信号的信噪比高低如何，即便信号被噪声完全淹没，只要使用合适的ICA算法，即可快速有效分离观测信号，从而得到降噪以后的源信号信息。实验研究表明该方法在故障诊断中是一种有效的信号预处理方法。

参考文献：

[1] 徐水军，江志农. 往复式压缩机冲击故障诊断技术研究[J]，石油机械，2011，39（7）：66-69.

[2] 刘婷婷.FastICA算法在机械振动信号分离中的应用[J]，西安工业大学学报，2008（1）：27-31.

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【关键词】故障树；建筑；法律风险

Abstract：With the rapid development of the construction industry in our country, the law on the construction industry continuously improve, in construction enterprise happened in the legal dispute also more and more frequent, how to identify the construction enterprise construction process legal risk source establish a legal risk management system and prevention law the core issue of the disputes.For the law risk source's identity, using the fault tree, the qualitative evaluation of the legal risk source with the combination of conditional expectation triggered both subjective and objective weight, the advantages of empowerment many of the target of the analysis and evaluation, and improve the accuracy of the evaluation results. Example to prove that through the fault tree method FTA qualitative and quantitative analysis, we can be more accurate evaluation, comprehensive and detailed determine the construction enterprise legal risk source analysis to identify.

Keywords: The fault tree；Architecture；The law risk

1.引言

我国的建筑市场正在不断的走向法制化、规范化、有序化的轨道，与之相伴的是各种各样的相关的法律纠纷的频繁的出现，加强建筑企业的法律风险控制并分析找出重点的源头加以排查成为了当前的热门话题。

故障树模型的分析方法FTA是1961年由美国贝尔实验室的华生(H．A．Watson)和汉塞尔(D．F．Hansl)首先提出的，并用于“民兵”导弹的发射系统控制。此后，许多人对故障树分析的理论与应用进行了研究。目前丌A是公认的对复杂系统进行安全性、可靠性分析的一种好方法，在航空、航天、核化工等领域得到了广泛的应用【1】。故障树分析评价法师系统安全分析的主要方法之一，可以定性定量的对系统进行分析，它可以被用来鉴别系统中的潜在的弱点和导致出现风险的最可能因素，是一种逐步演绎分析，也可以作为一种很有价值的设计或是诊断工具[2]。

2.风险故障树分析评价模型

2.1 故障树FTA工作流程

故障树FTA工作流程如图1所示：

2.2 故障树结构分析奇函数构造

设Xi表示底事件的状态变量，仅取0和1两种状态。

Φ表示顶事件的状态变量，也仅取0和1两种状态，则有：

故障树中各基本事件对顶上事件影响程度不同。结构重要度分析是分析基本事件对顶上事件的影响程度，它是为改进系统安全性提供信息的重要手段。结构重要度判断方法一般利用最小割集分析判断方法。

对故障树进行定量的计算可以通过底事件发生的概率直接求顶事件发生的概率，也可利用最小割集求顶事件发生的概率(分精确解法和近似解法)等。该文章用如下公式计算：

上式中：Xi―基本事件；qi ―基本事件发生概率。

得出顶端事件发生概率后，可用以下公式计算出底端事件关键重要度，底端事件关键重要度越大说明对顶端事件影响越大。

3.施工企业法律纠纷发生的形式及原因

3.1 施工企业法律纠纷发生的形式

通过对上海某施工企业进行实际调查，并通过访谈和调查问卷分析，得出已发生法律风险的风险源头，并通过专家打分评价的方法对其发生概率进行了统计，如下表1所示：

3.2 法律风险故障模型建立及定性分析

施工企业法律风险故障树模型如图2所示：

图2中字母所代表的含义如下：

X1：勘察、设计及施工等图纸问题

X2：手续（单位资质、施工许可等）齐全问题

X3：社会周边关系（拆迁、周边关系等）处理问题

X4：合同执行问题

X5：施工过程中质量问题

X6：施工过程中安全问题

X7：施工过程中不可抗力等

X8：竣工验收中质量纠纷

X9：竣工验收中工期纠纷

X10：竣工验收中费用纠纷

X11：系统风险预警机制不完善

X12：事先未考虑没有应急预案

X13：未足够的重视采取相应处理措施

X14：风险控制措施不当

定性分析计算，对施工法律风险进行FTA分析，首先运用布尔代数法简化计算：

（4）

通过以上计算分析得出该故障树的最小割集共3*4*3*4=144个，得出，该施工企业法律风险发生的潜在因素共144个。

根据式（1）、（2）、（4）可以计算出顶端事件发生的概率P(T)：

根据上面公式（3）可以计算出各底事件的关键重要度，如下所示：

由上计算可以得出建立施工企业法律风险机制的关键重要度最大，想要有效的控制施工企业的法律风险最终的的关键部位是建立切实可靠的风险预警机制。

4.结语

目前，对于建筑施工企业领域的法律风险控制研究的相对较少，建筑企业发生法律纠纷，不仅对自身的企业效益影响巨大，而且带来无法估量的无形损失，该文章通过故障树FTA法分析找出企业自身关于法律风险控制存在的不足，确定引起法律纠纷风险的关键部位和重点部位加以控制和预警，并对薄弱的环节进行控制和风险规避，减少施工企业法律纠纷风险的存在和威胁，对建筑施工企业有积极的作用，值得进一步的加以推广利用。

参考文献：

[1]罗云,樊运晓,马晓春.风险分析与安全评价[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2]雅科夫.y.海姆斯.风险建模、评估和管理[J].西安交通大学出版社,2007.

[3]史定华,王松瑞.故障树分析技术方法和理论[M].北京:北京师范大学出版社,1993:

38-181.

[4]孙红梅,高齐圣,朴营国.关于故障树分析中几种典型重要度的研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2007,4(2):39-42.

[5]Xueli Gao,Lirong Cui.Analysis for joint importance of components in a coherent system.EuropeanJournal of Operational Research,182(2007)282-299.

篇10

1概述

随着经济的快速发展，我国的电力设施越来越完善。随着我国电力工业的迅速发展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断地提高。近年来，电力变压器虽然由于材料的改进、设计方法和制造技术的提高，运行可靠率有所提高，但仍会发生料想不到的事故。造成变压器故障的原因主要包括以下几个方面：

（1）设计不合理、制造质量不良、运输安装缺陷造成变压器发生故障；

（2）运行和维护不当；

（3）异常电压；

（4）绝缘老化。这一方面是由于绝缘材料的自然老化而造成的;另一方面，当变压器过负荷运行或内部出现某些异常(如局部放电、局部过热等)时，将会加速变压器绝缘材料的老化，从而引发故障；

（5）自然灾害、小动物事故等。

电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，而油浸电力变压器又是目前使用最多、最广的的电力变压器，它的故障对电力系统和用户造成重大的危害和影响。因此，减少和预防油浸式电力变压器故障具有重要意义。

2变压器故障的种类

油浸式电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。故障可能发生在铁芯、绕组、引线、分接开关、套管及附属设备等各个部件的不同部位。变压器故障可能是大范围的、整体性的，也可能是局部性的。就性质而言变压器故障可以分为机械故障、热故障、和电故障。机械故障包括振动、导线断股、绕组变形、垫块松动、瓷套损伤等。热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高。电故障通常指变压器内部在高电场强度的作用下，造成绝缘性能下降或劣化的故障。对变压器故障科学的分类，有助于我们对变压器故障的产生和发展的原因进行有效的分析，有助于我们对变压器故障的诊断与定位。但是变压器故障的产生和发展是一个非常复杂的过程，故障的性质和类别也不尽相同，有的表现为热故障，有的则表现为电故障，有的则反映过热故障同时又存在电故障。这些故障可能互相影响、转化使故障恶化。

3分析变压器故障的作用和方法

3.1分析变压器故障的作用

运行中的变压器发生不同程度的故障时，会产生异常现象或信息。故障分析就是收集变压器的异常现象或信息，根据这些现象或信息进行分析，从而判断故障的类型、严重程度和部位。应视不同情况进行处理：严重的可造成恶性事故，使保护动作，将变压器从电力系统切除；有些故障虽不会使保护动作，但继续运行将可能造成严重后果，运行人员应尽快使变压器退出运行；有些故障虽不太严重，但应进行密切监视，在必要时安排检修；有些轻微的故障，还可以继续运行，运行中应加强监视，观察故障的变化情况。从而对症下药，防止变压器的损坏，延长变压器的检修周期，提高电力系统运行可靠性，减少损失。此外，故障分析还可能发现一些运行中的问题和产品质量问题，分别为改进运行维护措施和改进设计制造工艺提供了依据。

3.2检测变压器故障的方法

检测、诊断变压器故障的方法有很多，归纳起来可分为三大类: 直观检查、物理化学方法、非破坏性电气试验。

3.2.1直观检查

包括外观检查和必要时吊罩进行内部直观检查，可以发现人们能看到或感到的故障。外观检查包括观察变压器是否有震动、异响、气味异常、变色，瓷套管表面是否出现规律、外伤和放电痕迹，油温计、绕组油温计、油位计的读数是否正常。但是当你发现这些现象时，变压器的故障往往已经发展到了比较严重的程度。需要马上安排停电检修。

3.2.2物理化学方法

根据故障时所表现的特征，通过物理、化学分析来发现故障。例如，用油色谱分析法来发现内部发热及放电故障，用红外热成像法来发现热故障等。

3.2.2.1油色谱分析法

油色谱分析法的全称是油中气体气相色谱分析法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。

油色谱分析的原理是基于任何一种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化，在特定温度下，往往有某一种气体的产气率会出现最大值；随着温度升高，产气率最大的气体依次为CH4、C2H6、C2H4、C2H2。这也证明在故障温度与溶解气体含量之间存在着对应的关系。而局部过热、电晕和电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主要原因。变压器在正常运行状态下，由于油和固体绝缘会逐渐老化、变质，并分解出极少量的气体(主要包括氢H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多种气体)。

这些气体大部分溶解在绝缘油中，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关。因此在设备运行过程中，按周期测量溶解于油中的气体成分和含量，对于及早发现充油电力设备内部存在的潜伏性故障有非常重要的意义和现实的成效。

3.2.2.2红外热成像法

红外热成像技术是随着近代光电技术发展而产生的一门新兴技术，其主要原理是任何高于绝对零度的物体都会因其自身的分子运动而向外辐射出红外线。当红外线从物体向外辐射时必然和能量同时发射，则必然载有物体的温度特征信息。红外热成像技术因此可以测量各种被测物的温度高低和热场的分布。红外热成像法主要是通过发热点与周围、同一设备的不同相别的同一位置、同型号设备的同一位置、历史记录等对比来判断变压器是否存在过热型故障。因为变压器的结构非常复杂，附件多，产生的过热故障的种类也多种多样。

3.2.3电气试验

通过电气试验可以发现变压器绝缘内部的缺陷和故障，也可以发现其他类型的故障。下面简单的论述一下常用的电气试验方法。

测量绕组的直流电阻

测量绕组的直流电阻在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一。

测量电压比

测量电压比可以发现绕组间和匝间是否有短路故障

3．空载试验

空载试验可以发现绕组的短路故障。在设备交接投运是进行该试验，可以及时发现在出厂、运输、安装中产生的缺陷。若空载电流比出厂试验有明显增加或各相的空载损耗有差别，则可判断绕组有短路故障。空载损耗增加而空载电流增加不明显，也可能存在铁芯绝缘故障。

4.测量绕组的绝缘电阻、吸收比和极化指数

测量绕组的绝缘电阻、吸收比和极化指数，能够有效地检查出变压器绝缘整体受潮，套管表面受潮或污秽，以及贯穿性的集中性缺陷，如瓷件破裂、引线接壳、器身内有金属接地等缺陷。

5.测量绕组连同套管的直流泄漏电流

泄漏电流试验的原理与绝缘电阻试验相试，只是试验电压较高，用微安表监视，测量灵敏度更高。实践证明泄漏电流试验除了可以发现绝缘受潮外还能有效的发现绝缘的局部缺陷和弱点，如变压器套管密封不好进水，高压套管有裂纹等。

6.测量绕组连同套管一起的介质损耗因数tgδ

测量tgδ对于判断变压器绝缘老化、受潮等整体状况有一定作用，但对发现局部受潮等缺陷作用不明显。

7. 进行绕组连同套管的交流耐压试验

交流耐压试验是直接变压器的绝缘强度进行考验，对发现变压器主绝缘的局部缺陷十分有效。

8.测量铁芯（有外引接地线的）的绝缘电阻

铁芯和夹件必须一点接地。若不接地，便产生悬浮电位，使绝缘放电。若再产生一点及以上接地，则接地点间会形成环流，产生局部过热，烧损铁芯。所以必须保证铁芯和夹件对地绝缘良好，要定期测量。

总结

由于变压器故障类型众多，原因复杂，故障类型还可能转化，对变压器故障的综合判断，还必须结合变压器的运行情况、历史数据、故障特征，通过采取针对性的色谱分析及多项电气检测手段等各种有效的方法和途径，科学而有序地对故障进行综合分析。才能准确的判断出故障的类型、程度、部位和原因，做出合适的处理。

【参考文献】

[1]陈敢峰主编. 变压器检修. 中国水利水电出版社，2004

[2]汪学勤、董其国等.电气试验与油化验.中国电力出版社,1999.5