第一篇:故障的统计分析与典型的故障率分布曲线
题目:故障的统计分析与典型的故障率分布曲线
学号:120606325
姓名:王逢雨
[摘 要] 机械故障诊断是一门起源于 20 世纪 60 年代的新兴学科,其突出特点是理论研究与工程实际应用紧密结合。该学科经过半个世纪的发展逐渐成熟,在信号获取与传感技术、故障机理与征兆联系、信号处理与诊断方法、智能决策与诊断系统等方面形成较完善的理论体系,涌现了如全息谱诊断、小波有限元裂纹动态定量诊断等原创性理论成果,在机械、冶金、石化、能源和航空等行业取得了大量卓有成效的工程应用。统计分析工作是机械故障诊断中的核心环节,统计分析工作的质量和水平将会对机械设备的检修工作产生重要影响,关系到机械设备的安全与可靠运行。本文在对机械故障的特性等问题进行阐述的基础上,重点就机械故障统计分析工作中数据的收集和统计分析的方法进行重点探讨,希望对提高机械故障的管理水平能够有所帮助。
[关键词] 机械故障;统计分析;数据收集;方法
一、统计分析工作中机械故障的特性 机械设备在使用过程中,由于会受荷载应力等环境因素的影响,随着机械设备部件之间磨损的不断增加,结构参数与随之变化,进而会对机械功能的输出参数产生影响,甚至使其偏离正常值,直至产生机械故障。概括说来,主要有以下几方面的特性。
(一)耗损性
在机械设备运行过程中,不断发生着质量与能量的变化,导致设备的磨损、疲劳、腐蚀与老化等,这是不可避免的,随着机械设备使用时间延长,故障发生的概率也在不断增加,即使可以采取一定的维修措施,但是由于机械故障的耗损性,不可能恢复到原先的状态,在经过统计分析工作后,必要时需要对设备进行报废。
(二)渐损性
机械故障的发生大多是长期运行的老化或疲劳引起的,所以具有渐损性,而且与设备的运行时间有一定的关系,所以做好机械设备的统计分析工作是很有必要的,当掌握了设备故障的渐损规律后,可以通过事前监控或测试等手段,有效预防机械故障的发生。
(三)随机性
虽然有的机械故障具有一定的规律性,但这并不是绝对的,因为机械故障的发生还会受到使用环境、制造技术、设备材料、操作方式等多种因素的影响,因此故障的发生会具有一定的分散性和随机性,这在一定程度上增肌了机械设备预防维修与统计分析工作的难度。
(四)多样性
随着科学技术的发展与应用,机械设备的工作原理日趋复杂,零部件的数量在不多增多,这就使得机械故障机理发生的形式日趋多样化。机械故障的发生不仅存在多种形式,而且分布模型及在各级的影响程度也不同,在统计分析工作中需要引起足够的重视。
二、机械故障管理中统计数据的收集
在对机械故障的统计分析工作中,数据的收集是最基础的环节,因此必须保障数据收集的及时性、准确性和规范性,这样才能为接下来的数据分析工作奠定良好的基础。
(一)做好日常检点数据的收集 机械设备的操作人员和统计人员要重视对日常点检记录数据的收集,只有这样才能保证统计数据收集的全面性。对此,相关人员要严格按照点检表对设备进行检查和记录,对于发生的问题或故障要在第一时间记录在《 设备故障报修单 》 上,并及时上交机械故障管理部门。
(二)安装调阶段相关数据的统计与处理
对于机械设备在安装调试阶段发生的故障,统计人员要引起高度重视,并详细记录在案,以备后期的参考与分析,对于搜集到的同行业相同设备的故障数据,在确保其真实性的基础上,也可以将其纳入到统计范围之内。
(三)确保采集与整理的规范性
为了保证故障数据分析的准确性和规范性,统计人员及设备检修人员在日常工作中必须详细、规范地填写 《 设备故障分析报告》、《 设备故障处理单》 等资料,对机械故障发生的部位、原因、时间、表现以及后期的处理与改进等详细记录在案。
三、机械故障管理中统计数据的分析方法
(一)焦点分析法
焦点分析法是一种最直接、最简单的方式,是以机械故障问题点为中心的分析方法,其分析结果简单明了,实用性比较强。首先,我国要根据需要把一个圆分成等分成若干块,每一块分别代表着生产线机械设备有标准化问题点的一部分,分别记录着该部分发生故障的次数,然后用有量线段进行表示,最后将这些点进行连接,所形成的多边形就是带有评价性质的焦点分析图。
(二)直方图对比分析法
该方法要求预先对计划指标数值进行设定,然后按照机械故障发生的实际录入实绩值,然后将实绩值与计划值进行对比,看其差距之间的大小,并参照历史实绩值进行分析,这可以反映出机械故障发生时计划值与实绩值的科学性,以及设备故障发生概率的大小,便于及时采取相应的检修措施。
(三)排列图分析法
排列图分析法也被称为帕洛特图法、主次因素分析法,它是找出造成设备故障并进行分析的一种简便有效的图表分析方法。排列图是根据“关键的少数和次要的多数”的原理而制作的。即对影响机械设备故障的因素按照影响程度的大小用直方图进行排列,找出最主要的因素,其结构包括一个横坐标和两个纵坐标,若干个直方形和一条折线构成,通常将影响因素分为三类: A类因素(占比 80%以下)、B 类因素(占比 80%~90%)、C 类因素(占比 90%以上)。其中,A类因素为主要因素,也是设备故障管理中需要重点解决的因素。
四、典型的故障率分布曲线
现代的设备管理中,典型的故障率分布曲线——浴盆曲线仍然占有很重要的地位。很多故障的分析都是基于浴盆曲线发展的。
无故障工作期就是在浴盆曲线上发展而来的。与传统可靠性指标中假设产品的随机失效不可避免不 同,无 故 障 工 作 期(FFOP)内 产 品 不 会 发 生 任 何 故 障(即零故障)。首先阐述了 FFOP的概念内涵、与平均故障间隔时间(MTBF)的区别和联系,提出了一种 FFOP 的预计方法。该方法假设产品的故障率函数具有浴盆曲线特征、故障发生过程为泊松过程、产品具有固定的免维修工作期。然后以一种改进的 Weibull分布函数描述具有浴盆曲线函数特征产品的故障率。基于泊松过程理论,给出了 FFOP 的预计算法、流程和仿真验证手段。最后以某型无人机舵机为 案 例 对 研 究 方 法 的 可 用 性 进 行 了 验 证。结 果 表 明: FFOP 与 免 维 修 工作期(MFOP)、置信度水平密切相关,及时维修的产品能够保证较长的 FFOP。在工程应用时,FFOP 的确定应综合考虑运行维护费用进行权衡。
无故障工作期(FailureFreeOp eratin gPeri -od,FFOP)定义为产品不会 发 生 任 何 故 障(即 零故障)的时间。对于符合设计要求、质量合格的产品,往往都要求其具有一定的无故障工作期,尤其是具有高 可 靠 性/安 全 性 需 求 的 系 统,如 武 器 装备、核能系统、载人航空航天器、高速列 车 等。作为耐久性度量指标,FFOP 的长短与维修费用、保障费用紧密 相 关。准 确 预 计 FFOP,结 合 合 理 的维修策略,能够实现对产品的充分使用,降低运行成本。
FFOP概念最早在美国空军颁布的军用规范MIL-A-87244《 航空电子设备完整性大纲要求》 中提出[ 1],其中 FFOP 作 为 耐 久 性 参 数,对 传 统 的可靠性参数进行了补充,并指导设计和生产。后来美国又颁布了一系列规范和指南,都对装备的FFOP指标有了明确的要求[ 2 -3]。在1996年英国国防部(Ministr yofDefence,MOD)提出免维修工作期(MaintenanceFreeOp -eratin gPeriod,MFOP)的 概 念 以 后[,FFOP 就通 常 与 MFOP 结 合 度 量 产 品 的 耐 久 性。MFOP概 念 比 FFOP 严 格,在 MFOP 内,产 品不 允 许 出 现 任 何 影 响 性 能 和 任 务 的 失 效 事 件;而 FFOP 内 不 允 许 故 障 但 允 许 维 修 活 动,FFOP是 一 系 列 免 维 修 工 作 期 的 集 合。文 分 析 了 英 国 国 防 部 为 新 一 代 战 机 提 出 的MFOP概 念,与平均 故 障 间 隔 时 间(MeanTimeBetweenFailures,MTBF)进 行 了 对 比,并分 别研 究 了 基 于 任 务 可 靠 度 和 更 新 理 论 的 MFOP预 计 方 法,于 英 国 的 超 高 可 靠 飞 行 器(UltraReliableAir -craft,URA)和 未 来 攻 击 飞 行 器(FutureOffen -siveAircraft,FOA)项 目。当前国内外的研究大多集中在对无故障工作期/免维修工作期(F /M-FOP)概念的阐述以及适场合 分 析 等 方 面[ 7 -11],证 明 了 基 于 F /M-FOP维修策略的有效性。文献[ 12] ~文献[ 14] 假设产品故障为有限时间区间内的离散事件,基于统计方法估计了产品存在某固定长度 MFOP 的概率。文献[ 15] 以典型机电产品为案例,研究故障事件为齐次泊松过程情况下 FFOP 的评估方法,并对结果进行了合理性分析。文献[ 16] 和文献[ 17] 基于 Petri网络,使 用 仿 真 方 法 分 析 了 固 定 MFOP系统的可靠 度。以 上 研 究 集 中 在 MFOP 预 计 方法方面,没有考虑维修策略对 FFOP 的影响。然而,为 促 进 基 于 FFOP 维 修 策 略 的 应 用,需 要 进一步研究 FFOP的预计方法与模型。在很多 情 况 下,产 品(系 统)的 F /M-FOP 大多由运行 过 程 中 随 机 故 障 事 件 之 间 的 相 对 位 置(时间、空间距离)决定,相对位置的远近直接影响产品的 FFOP。以 图 1 所 示 的 时 间(空 间)区 间[ 0,L] 为例,假设系统是一个客户服务系统,为一个客户服务的免维修周期为s。如果两个或者更多的客户集中在s内出现,如图1(a)所示,则系统会出现过载(故障),此系统的 FFOP 为s的 概 率就是P{ n[ t,t+s] ≤1},n[ t,t+s] 为[ t,t+s] 区间内的客户数量。类似的方法也可以用于分析交通处理系统,如图1(b)所 示,如 果 一 个 交 通 意 外 的恢复 周 期 为s,在 这 段 周 期 内 出 现 的 其 他 意 外 则会导致拥堵(故障); 如果把事件区间换作一段钢结构(见图1(c))或者电缆(见图1(d)),也存在一个极 限 区 间s,在 这 个 区 间 内 应 力 集 中 点 或 缺 陷次数要低于某一确定数量,否则会出现故障。以上案例中,客户出现与事故发生时刻
泊松过程是描述随机事件发生的基本数学模型之一,实际生活或自然世界中的随机事件,大多可以用泊 松 过 程 描 述[ 18]。对 于 寿 命 服 从 指 数 分布的产品,故障率是一个常数,寿命周期内随机故障事件可以用齐次泊松过程描述。然而,实践证明,大多数产品的故障率随时间变化的曲线是浴盆曲线[ 19],故障 率 是 时 变 函 数,故 障 事 件 需 要 用非齐次泊松过程描述。本文首先阐述 FFOP 与 MFOP 之 间 的 区 别与联系,然 后 提 出 一 种 FFOP 预 计 方 法,预 计 故障率函数为浴盆曲线的产品的无故障工作期。该方法作了如下假设: ① 故障事件服从泊松过程;② 故障率函数为浴盆曲线; ③ FFOP内允许固定周期的计划维修,产 品 修 复 如 新; ④ 一 个 MFOP内不允许有任何影响产品正常运行的故障事件,一个维修恢复期(MaintenanceRecover yPeriod,MRP)只能处理一次随机故障。在以上假设的基础上,给出了 FFOP 的预计方法、模型和预计步骤,并通过某型无人机舵机对所提方法进行了应用验证。1 FFOP概念与内涵
在 MIL-A-87244中,FFOP 被定义为故障概率达到2% 的 时 间。图 2 描 述 了 概 率 密 度 函 数(Probabilit y Densit y Function,PDF)、FFOP这3者之间的区别与联系。
根据 FFOP和 MTBF的定义,有
∫ 0 FFOPf(t)d t=2%(1)MTBF=∫ 0 ∞R(t)d t=∫ 0∫ ∞ t ∞f(τ)d τ d t(2)
式中: f(t)为故障密度函数; R(t)为可靠度函数。对于大多数产品来说,由于不可避免 的 随 机失效,图2所示时间t 0 通常为0,这样就导致产品的 FFOP很短。然而对于具有高可靠性/安全性需求的系统,又 需 要 具 有 一 定 长 度 的 FFOP。这个要求既可以通过设计手段降低产品的故障率实现,对 于 可 修 复 产 品,又 可 以 通 过 固 定 周 期 的 维护,使产品始终工作在比较“ 新” 的状态,进而降低随机故障事件发生的概率来实现。对于可修复的产品,FFOP 与 MFOP 密切相关[ 10]。如果维护频繁,并且能够保证修复如新的话,FFOP会比维护不力的设备要长。建立 FFOP 预 计 模 型 是 预 计 FFOP 的 关 键步骤。若要使产品在整个工作周期[ 0,L] 内无故障运行,则要求在每次故障发生前进行维护并恢复到完好状态。由于一个维修恢复期只能处理一次随机故障,所以要求维修次数要和随机故障的次数一致,并且在故障事件实际发生之前就已经得到维修并完全修复,即第i次和第i+1次维修之间的间隔时间s i,i+1小于第i次 和第i+1次实际故障间隔时间S i,i+1。若在整个寿命周期[ 0,L]内出现k 次故障,设定免维修工作期 MFOP i,i+1=s i,i+1,那么 存 在 长 度 为 L 的 FFOP 的 概 率 PFFOP(故障发生前都能被完全修复以避免故障实际发生的概率)为[ 15]PFFOP =P(s 0,1 ≤S 0,1 ∩s 1,2 ≤S 1,2 ∩ „ ∩·s k-1,k ≤S k-1,式中: k 为故障次数。
2 FFOP的预计模型
研究对象 为 故 障 率 函 数 类 似 浴 盆 曲 线 的 产品,并且故障事件具有泊松过程特性。由于寿命分布不是指数分布,故障率随时间变化,寿命周期内随机故障事件必须用非齐次泊松过程描述。2.1 泊松过程
泊松过程具有以下特性:
1)令 N(t)为(0,t] 中随机事件出现的次数,则有 P(N(t)=m)=()λ t mm!e - λ t(4)式中: λ为故障率/故障强度函数。
2)随机事件之间的间隔时间 T 互相独立并且服从指数分布特征,即 P(T >t)=e - λ t(5)
假设随机事件是故障事件,在t时刻,随机故障事件导致的系统不可靠度为 F(t)=P(T <t)=1-e - λ t(6)2.2 浴盆曲线的故障率函数
已有的研究成果表明,基于浴盆曲线 的 故 障密度函数有如下形式[ 20]: f(t)=γ β(t / α)β -1ex p((t / α)β + γα(1-ex p((t / α)β)))(7)对应的可靠度函数为
R(t)=ex p(γα(1-ex p((t / α)β)))(8)故障率函数为
λ(t)=γ β(t / α)β -1ex p((t / α)β)(9)式中: α、β、γ 均 为 分 布 函 数 中 的 参 数。绘 制 故 障率函数曲线,如图3所示
从图3可以看出,产品的故障率明显 呈 浴 盆曲线特性,可以描述分布特征为浴盆曲线的产品故障率。2.3 FFOP的预计步骤
研究具有浴盆曲线故障率函数的产 品,与 指数分布不同,其故障率为非常值,且导致故障发生为非齐次泊松过程,对比文献[ 15] 中PFFOP的计算公式,可以得到
式中: r为允许的维护次数。在进行 FFOP 预计之前,需要根据式(7)~式(9)确定产品的λ(t)。FFOP的预计步骤如图4
首 先,设 置 FFOP 为 L 的 置 信 度 PFFOP * 和设置初始维护次数r=1。
按照图4所示的流程,对维护次数递增,得到满足式(11)的最大维护次数r。
[ ] rs,(r+1)s(12)
对于 大 多 数 工 程 应 用,式(12)所 描 述 的FFOP区间已经足够。更精确的预计结果可以通过在区间内多点取值,由式(11)反复校验的方式获取。
基于浴盆 曲 线 故 障 率 函 数 的 FFOP 预 计 方法,能够预计失效过程为泊松过程,并且故障率函数服从浴 盆 曲 线 特 征 情 况 下 的 产 品 无 故 障 工 作期。将 FFOP作为设备耐久性参数之一,可以为产品的寿命评估和维护策略制定提供依据。
四、总结
综上所述,机械故障诊断中的统计分析工作,对延长机械设备的使用寿命、提高企业的经济效益具有十分重要的作用和意义,尤其是随着设备检修工作的日趋复杂化,我们只有重视机械设备日常运行过程中的数据收集和先进统计分析方法的运用,做好机械故障的统计分析工作,才能对机械设备采取有针对性的维护措施,延长机械设备的使用寿命,不断提高设备生产的经济效益。
在今天现代设备管理中设备的零件变得越来越多,有的时候机械的故障不再某个单一的轴承、齿轮或转子等,而是几个或者几组零件。机械系统的相互作用才是故障产生的本质原因。针对关键零件的故障诊断分析往往只能诊断出诱发性故障,不能从根本上解决问题。因此,我们应针对机械的故障的多样性整体分析,从多层面,多角度分析,深入研究系统内部各组成部分的动力特性、相互作用和依赖关系,得出零部件故障的初步结论,接着探索系统故障的根源,找出原发性故障,从而根除机械设备故障隐患。
在现代设备管理中,大多数故障的原因是人为的,对于这个我们应建立相关的管理规章制度,做好人员的培训,尽量避免,做好设备的日常维护。人人都养成维护企业或公司利益思想。
参考文献:
1、基于浴盆曲线故障率函数的FFOP预计方法_马纪明
2、机械故障管理中的统计分析探讨_吴文萍
3、机械故障诊断基础研究_何去何从_王国彪
4、数控车床故障分布规律及可靠性_张英芝
5、《现代设备管理》 姜金三
第二篇:直放站与分布系统典型故障处理案例
直放站与分布系统典型故障处理案例 2009-06-19 14:20
分类:移动基站资料
字号: 大 中 小
1.故障现象:室内分布信号泄漏问题
上海中土大厦酒店,维护测试人员发现酒店信号泄漏严重,离大楼10米,室内信号在-60dBm左右,根据室内信号覆盖要求:离楼宇10米以外,室内泄漏信号电平应在-85dBm以下。
故障分析: 在维护过程中,发现有较多的站点由于设计或施工方面的原因,造成室内信号覆盖楼宇信号泄漏。
主要有以下几种情况容易造成信号泄漏:
一、特殊区域的天线安装不合理或电平过高,主要为楼宇大门口外墙体为玻璃结构,楼面狭长过道
正对窗口等区域;
二、有源设备未经调试或调试不当,造成楼层信号过强;
三、早期室内覆盖站点,由于设计天线电平口功率过高,造成楼宇整体信号偏强;
四、楼宇结构不同问题造成信号泄漏;
五、施工过程由于没有按照设计位置安装,造成信号分布不均。
处理过程:
在酒店大堂,我们测试记录室内信号(LAC:6261、CH:
34、CID:14081、电平-40dBm),然后测试离楼宇10米外区域,观察记录信号(LAC:6261、CH:
34、CID:14081、电平-65dBm),其LAC、CID和CH与室内信号一致,排除了存在同频干扰情况。可以确定中土大酒店确实存在信号泄漏问题。其次我们需要对楼宇进行详细的信号覆盖测试,大楼高层测试:过道信号平均电平在-55dBm,窗边信号电平在-75dBm左右;大楼低层测试:
三、四层东面及北面窗边信号电平在-44dBm~55dBm,二层窗边电平在-55dBm左右,一层门口及窗边电平在-55dBm左右,其余区域信号电平在-65dBm左右,最差电平在-75dBm。可以判定造成酒店信号泄漏的区域主要为1~4层等低层。我们对大楼低层的信号分布和楼层结构情况进行分析,二楼和四楼楼层结构情况与三楼类似,酒店大堂比较空旷,外墙都是玻璃,对信号衰减很小,不利于实现对室内信号覆盖的有效控制,造成信号泄漏。
在2~4F非营业时间用负载将1~4层信号逐一进行屏蔽测试,然后我们对大楼四周离楼10米以外区域进行测试,发现室内信号邻频不可见,锁频测试室内信号都在-90dBm以下。
从上述的测试情况来看,造成中土大厦酒店信号泄漏的主要原因为:
1.特殊区域(大堂)天线设计不合理,且天线功率过高
2.2~4层部分天线安装过于靠近窗口
针对信号泄漏的区域,我们进行了布线系统调整,调整的思路和措施如下:
1.2~4层部分天线安装过于靠近窗口,由于酒店不同意天线挪位,所以我们通过调整布线器件,将天线功率进行重新分配,增强电梯厅信号电平,降低窗口信号电平至-70dBm左右。
通过调整器件,降低部分天线功率的同时,也可能增强了其它天线的功率,有时会造成新的泄漏源。为避免这种情况的发生,我们一般选取覆盖区域不宜造成泄漏的天线作为多余功率的转移点,比如:覆盖电梯的天线(井道、楼宇中间电梯厅)、覆盖地下室的天线。有时,楼宇整体功率过高,我们可以通过降低主机输出功率,来控制泄漏问题。单副天线造成泄漏,我们可以增加衰减器来降低天线功率。但是在降
低功率的同时,保证楼层信号覆盖符合要求。
2.特殊区域信号泄漏
中土大酒店门口泄漏严重,主要由于大堂内全向吸顶天线覆盖,且天线功率较高(9dBm)。由于酒店大堂比较空旷,外墙都是玻璃,对信号衰减很小,比较容易造成信号泄漏。我们可以考虑以下几种方法:
I.将大堂天线挪位,使不正对大门或离大门距离稍远(可以利用大堂柱或其它物体)
II.降低大堂天线功率
III.改变覆盖天线类型,可以采用单向或定向天线,来控制门口信号泄漏
需要注意的是:我们要先排除其它楼层信号泄漏到门口的情况。对于中土大酒店,我们可以降低大堂天线ANT3-1F功率(通过单个天线加衰减器,因为一层其余天线增强信号则会形成新的泄漏)。
整改完毕后大楼低层窗口电平控制在-67dBm左右,一层门口电平在-70dBm左右,出入口切换顺利。离楼10米外室内信号电平在-85dBm以下,基本解决了大楼信号泄漏问题。
一、传输故障
在日常抢修工单中,OMC如果不能明确确定故障部位,一般将故障定位为传输断。根据站点现场处理情况,对于传输故障我们主要将其分为3种:外环故障、内环故障、设备故障。
1、外环故障:
室内覆盖站点DDF架或ODB收信端到移动交换中心的通信链路故障。对于外环传输故障的判断,我们通过在DDF架或ODB上往交换中心作环路,通过OMC确定该环路是否通畅,如果OMC确定该环路无故障,我们将环路断开,再由OMC确定该环路是否通畅,以检查基站与交换中心之间是否存在其它
环路,以免造成对传输故障的误定位。
2、内环故障
室内覆盖站点DDF架或ODB发信端到基站主控单元的通信链路故障。对于内环传输故障的判断,我们由DDF架或ODB往主机做环路,通过设备主控板上的传输指示灯来确认环路是否存在故障。
3、设备隐性故障
基站设备隐性故障造成传输故障,比如:传输反复。
由于设备隐性故障造成传输故障比较难以判断,目前我们一般采用先排除内外环故障后,如果仍存
在传输反复故障,基本认为设备存在隐性故障。
二、传输故障的原因分析
在实际抢修过程中,我们针对传输故障的不同,对造成传输故障的原因进行分析,并采用不同的方
法加以处理解决:
1、外环传输故障
目前,造成站点外环传输故障的原因主要为:人为过失、传输设备故障和市话交换传输故障。人为过失主要指机房不是独立机房,进出人员比较复杂,在DDF架或ODB上的接头和跳线受到损坏,造成传输故障;业主在楼宇改造施工中,损坏传输设备,造成传输故障。
传输设备故障主要为ODB上的光法兰盘故障,在做外环时,发现环路存在故障,在更换光法兰盘后,重新作环路,环路通畅,复原设备后,设备工作正常,故障排除。
市话交换传输故障由于需要电信部门配合处理,我们一般现场电话通知OMC情况,由OMC进行处理。由于网络调整和资源配置的原因,交换网络经常进行调整,市话交换传输故障出现的频率比较高,而且处理过程涉及电信部门,故障处理时间有时偏长,严重影响基站设备的运行。
2、内环传输故障
内环传输故障由于发生在基站设备之间的环路,能够及时判断故障并加以处理解决。内环传输故障
主要为:接头故障、光端机故障和跳线故障。造成内环传输故障的原因,主要有几个方面:
1)机房环境
机房环境直接影响内环传输的好坏,影响设备能否最佳运行和设备使用寿命的长短。比如机房温度过高,会造成光端机运行一定的时间后出现故障;光纤老化比较快,光纤有可能会缩短使用寿命。机房灰尘较多,光纤接头容易脏。如果机房不是独立机房,客观上造成人为过失因素的增加。比如吉发大厦由于与联通设备共用机房,8月中旬联通公司晚上在机房施工,造成我方设备连续几天出现故障,经抢修后恢
复正常。2)电源提供
较多设备的电源由业主直接提供,设备电源没有一定保护措施,容易由于外界电源变化造成设备故障,比如宝山宾馆移动设备与业主设备电源共线,6月初业主设备经常跳闸断电,造成移动设备不能正常工作,经与业主协调后,移动设备电源单独走线,故障隐患排除。
3)设备质量
维护站点中光端机设备出现的故障较多,需要增强其质量检测力度;其次,接头问题主要为2M线接头制作质量不过关,需要工程施工时严格要求按规范来做。比如海烟大酒店8月6日传输断,抢修人员到达现场,发现光端机可能由于内部电路问题,不能正常工作,更换光端机后,仍然存在内环故障,经查为跳线接头损坏,重做后环路畅通,传输故障排除,设备运行正常。
3、设备隐性故障
设备出现隐性故障主要为主控板故障或主机软件设置存在问题。在确定故障后,我们暂采用更换主控板和软件重新配置来处理,由于主控板的备件比较少,在一定程度上影响设备的修复时间和对用户的服务质量。比如新元大酒店7月21日出现传输反复故障,抢修人员当天更换2M线后主机工作正常,7月23日又出现传输反复故障,电源柜存在问题处理后恢复正常,到8月7日又出现传输反复故障,我们更换光端机后恢复正常,初步怀疑设备主控板存在隐性故障,由于没有主控板备件,当日没有更换主控板,8月11日出现传输反复,更换主控板后恢复正常,设备至今工作良好。
要有效的保障设备完好运行,最大程度的减少传输故障的发生,我们认为软硬一起抓。软的方面:一方面提高抢修人员的技术水平和理论水平,提高抢修效率;另一方面完善维护制度,提高服务质量;硬的方面:保障设备质量和机房设施完备,确保网络运行最优,通信通畅。
3.故障现象:
杭州黄龙世纪广场C区12和13楼是移动公司重点客户单位的所在地,该单位的领导曾多次直接投诉到移动公司的老总那里,反映手机通话质量不好。因为黄龙世纪广场C区的室内覆盖由京信公司负责设计和施工的,所以移动公司的运维人员要求我们解决该区域覆盖的投诉问题。
故障分析、处理过程:
经检查,在占用室内的信源频点CH87的情况下,通话清晰。偶然间在黄龙世纪广场的C区北侧的楼梯口附近测试时,接到同事打来的电话,当时手机占用CH68(CID20122)的频点,我想让它占用室内覆盖的频点,就边通话边往楼内的走廊走,可是越往里走,对方听我的信号越吃力,而我可以很清晰地听到对方的说话,这说明CH68的上行有问题,而且CH68的邻频中没有室内覆盖CH87的频点,所以,不能直接切换到室内CH87的频点上,结果就导致掉话,他们所反映的问题应该就是它了。出了世纪广场C区后,我把手机锁定在CH68的频点上,顺着CH68信号强弱的特性,顺藤摸瓜一直找到CH68的基站位置,它在花园大酒店的楼顶,第二扇区,朝向东南(见下图)。相对于世纪广场C区,它的信号是比较强的。而且在花园大酒店的电梯内,发现电梯内也有CH68的信号,强度高达-50dBm,可以肯定电梯内也进行了覆盖。我根据推理分析如下:花园大酒店第二扇区的信号经过耦合,进入功率放大器,覆盖电梯,此功放因调试不当而上行噪声电平过大,影响了该基站的上行接收灵敏度,直接导致了CH68的上下行不平衡。如果,接收方信号足够强,这一现象感觉不到,但若接收方驻留在该小区信号开始变弱,又不能切换到合适的邻小区上,直接导致该信号的上行通话质量的下降。世纪广场C区就是这样的情况。找到了问题的所在,解决问题就容易了。建议把世纪广场C区的频点CH87加到花园大酒店的第二扇区CH68的邻频中,并调整花园大酒店电梯内覆盖的功率放大器,使它不至于影响基站的接收灵敏度而
收不到上行的弱信号,保持上下行链路的平衡。
4.故障现象:
直放站覆盖区域用户反应村中信号很差,无法正常通话。
故障分析:
1、首先检查直放站整个系统是否完全连通;
2、检查天馈系统是否完好;
3、检查直放站设备下行增益,看是否因为直放站下行增益不够引起信号无输出或输出过弱;
4、检查下行功放模块,看是否烧坏;
5、检查施主天线与重发天线之间的隔离度,看看是否由于施主天线与重发天线之间的隔离度不够引
起的直放站无输出或输出过弱。
处理过程:
1、经检查直放站的系统已全部连接并且天馈系统完好,检查直放站的下行增益也正常。
2、覆盖区CQT测试,CID:13701 BCCH:40 TCH:40、58。信号电平较好,室外-65左右,无
法主叫,并出现脱网现象。
3、用手机锁定该小区,手机无中国移动字样,无信号。
4、关闭直放站,在施主天线处,使用13701小区进行CQT拔打测试,主、被叫正常。
5、检查直放站有自激现象。直放站二2个扇区,上下行分开,共4幅重发天线。施主天线方向角为270度,下行重发天线角度分别170度、350度。施主天线与直放站间隔仅15米左右,并且较直放站低,系统存在自激现象。
6、检查设备输出功率,为35dBm,调整输出功率至25dBm。天线附近主叫正常,确定设备有自激。
7、直放站靠近施主端二个重发天线是下行,另一端二个重发天线是上行,将上、下行天线进对调,增加重发与施主的隔离度,再调整设备输出功率,最后测试输出33dBm有轻微自激,32dBm时无自激。
故此为直放站施主天线与重发天线之间的隔离度不够,导致覆盖区无信号或信号输出过弱,可采用
以下方法解决:
1、调整该直放站的施主天线及重发天线之间的水平距离,或者垂直距离。在施主天线与重发天线之间增加隔离网或者利用自然屏蔽物增加施主天线与重发天线之间的隔离度(不太实际,因为前期工作已经做好,要调整施主与重发天线之间的距离需移动电杆)。
2、由于直放站有二个扇区,不能通过更改施主天线方向角来解决自激,只能通过下降设备输出功率来解决自激,导致覆盖区内信号电平有所下降,现场CQT测试,可以正常通话。
5.故障现象:直放站上行干扰故障处理分析
2005年12月5日状元岙村用户投诉该村移动手机通话时话音质量较差,从OMC统计数据发现该直
放站的施主基站上行干扰严重。
故障分析、处理过程:
我方工作人员对状元岙直放站进行实地检测,首先关闭该直放机,判断干扰的产生是直放机原因还是基站本身原因。直放机关闭1小时后,观察指标正常,因此可以判断该直放机对施主基站存在严重干扰。
该直放站为光纤直放站,分A端机和B端机,A端机安装在施主基站的机房内,根据以往处理无线直放站的经验,我们先对B端机的上行通路作了调整,将上行底噪从-33dbm调至-39dbm,调整后再观察指标发现有所好转,但尚未达到正常范围,再将底噪值从-39dbm调至-48dbm,观察指标发现有好转,但依然达不到正常范围。经过两次调整后仍不能解决问题,我们分析再在B端调整已没有意义。对A端机检测时发现光输入为2dbm,底噪-69dbm。分析:基站架顶输出功率约40dbm,推算出从基站架顶到A端机光输入共损耗38db,根据底噪的理论算法底噪应小于-82dbm。因此我们对A端机的上行通路作了调整,从-69dbm调至-82dbm,观察指标发现已恢复正常,覆盖区域通话正常。
总结:
直放站对基站上行干扰处理流程
1、关闭直放站,判断干扰是否为直放站引起。
2、检查上行通路,若为光纤直放站,应调整A端机的上行通路。
3、推算出理论底噪值,调整时幅度不宜过大,应在理论值的基础上下调3db为宜。
6.故障现象:
直放站覆盖区域内出现掉话率高、通话断续、单通等问题。
故障分析: 网络服务质量不好,多是由于干扰原因引起,一般情况下,干扰是网络调整时未顾及直放站而引起的,也有一种情况是,直放站自身出现故障。
1、覆盖区网络干扰 网络优化调整,新站建设等,是引起直放站覆盖区域网络干扰的主要因素。
2、直放站上下行的链路不平衡
直放站上下行链路不平衡多数表现为上行链路不足,上行链路不足,导致掉话、断续、单通等服务
质量问题。
3、可能发生了轻度的自激
直放站自激是导致直放站覆盖区域网络服务质量差的主要因素之一。
4、上下行隔离度不够
上下行隔离度不够,能够导致上行链路受下行强信号阻塞干扰,进而导致掉话、断续、单通等服务
质量问题。
5、基站的参数设置不合理
不当的切换参数设置,容易引起不合理的切换,致使服务质量不高的小区提供服务,而服务质量较
高的小区却不能提供服务。
处理过程:
首先查看最近该区域是否开展了优化调整,如果有调整,需要进一步查看优化报告,弄清楚优化调
整的意图,然后对直放站做相应的调整。
如果,是由于新建直放站点对原有网络形成干扰,那么进行测试评估,对不合理的建设,提出合理
化整改建议。
在排除网络干扰因素后,先确定直放站是否自激,检测方法如案例一;在确定直放站没有自激的情况下,进一步检查设备的上下行隔离度,保证直放站上行不受下行强信号阻塞干扰。
上下行链路平衡测试首先应测试直放站上行的实际增益,上行不足容易导致掉话、单通等问题。直放站中,器件老化是导致上行不足的主要原因,应对相应的器件进行更换。
7.故障现象:
DT测试,发现直放站覆盖区域信号波动较大,有明显的陡降衰弱,信号电平呈阶梯状,各阶梯电平
相对平稳。
故障分析:
导致出现这种问题的因素可以归纳为以下四个:
1、直放站施主天馈系统有问题 在BTS上,有话务载频与控制载频连接不同天馈时,各耦合链路间差损不同,造成覆盖区域信号波
动。
2、直放站内部的模块工作不稳定
直放站带内波动过大,不同频点信号经过放大器的增益不同,导致覆盖区域信号波动。
3、直放站可能发生了轻微的自激
个别频点受轻微干扰,导致该频点信号电平降低。
4、不合理的小区重选、切换设置
呼叫建立发生切换,从信号强小区到弱小区切换。
处理过程:
查看DT数据,确定信号在哪些频点上波动。如果这些频点不属于同一小区,那么需要从上述第4条着手分析,检查数据对应小区之间的切换关系设置,调整切换参数。如果这些频点属于同一小区,那么首先检查直放站输入端,各支路的损耗,在确保各支路正常的情况下,检查设备的工作状况,可以通过降低直放站增益,观察再次DT数据,以确定直放站是否出现了自激的情况。如果排除了上述第1、3、4条故障存在的可能,那么用工程仪表测试直放站在各频点的增益,以确认直放站带内各点的增益是否平滑,对于故障设备,尽早返修。
8.故障现象:
某一光纤直放站开通后,在覆盖区,手机接入网络时间过长,有时甚至达到几十秒,且接入成功率
过低。试分析其原因并提出解决措施。
故障分析: 原因:
1、直放站反向增益设置值不合理;
2、搜索窗设置不合理;
3、光纤距离过长;
4、上行存在一定的干扰;
5、光纤直放站所引用扇区较忙。
处理过程: 1)、直放站反向增益设置值不合适,通过适当调整直放站反向增益值,可以缩短手机入时间,提高接
入成功率。
2)、通过适当调整基站接入参数,提高手机接入成功率。如:增大接入参数ACC_TMO,来增加移动台等待基站基站确认的时间,增大PWR_STEP,使得移动台能在更短时间内达到需要的发射功率,以接入系统,增大PAM_SZ和MAX_CAP_SZ值,增加单个探针的持续时间。
9.互调干扰 故障现象:
某大楼地下室打电话还可以,但是楼层中电话经常出现断续、对方听不清楚现象。
故障分析、处理过程:
该系统为直放站信源的全覆盖分布系统,现场检查情况如投诉所述,在楼层中打电话经常出现断续、对方听不清,此时在覆盖区域内存在由直放站放大的71和77号频点经常切换;关掉直放站,在楼层中手机占用室外83号频点,场强比较弱但是通话情况良好。判断应该是直放站信号受到干扰,且是三阶互调干扰(根据三阶互调公式:△f=2f2-f1,71号频点受到77和83号频点的互调干扰,83号频点也受到77和71号频点的互调干扰,直放站开启时,测试手机上看不见83号频点,说明83号频点受到的干扰相当大);所以71号频点受到互调干扰,此时信号的衰弱相当大,造成了话音质量差。
调整直放站施主天线的方位角,叉开接收频点就可以解决该现象。
10.联通干扰 故障现象:
某大酒店用户投诉地下室和电梯经常有信号,但是打不出电话,而且时间很长。
故障分析、处理过程:
该系统是直放站覆盖地下室和电梯,八木天线安装在7层楼顶,初步怀疑是直放站上行有问题;用测试手机在电梯和地下室拨打电话,发现有些地方可以正常打电话,有些地方却不能拨打电话,仔细观察发现手机上的主频有切换(主频92),当其切换到94号频点时,就不能打电话了;寻找94号频点:到接收天线处,没有发现94号频点,但在八木天线附近,有一个联通的接收天线,而且联通的直放站也装在移动直放站的旁边,怀疑时由于联通的选带直放站下行滤波不好,把移动的94号频点一起放大覆盖,但其上行信号却没有放大,尝试关掉联通直放站,一切恢复正常。出现这种现象真实情况描述:是在联通的重发天线下有94号频点,当区域内94号频点场强大于92号频点时,就切换到94号频点,由于没有上行导致
了打不出电话的现象。
上报移动公司,要求联通公司的该分布厂家在其直放站上加一个频段滤波器或者调整联通直放站施
主天线位置。11.故障现象: 湖州806所2期移动直放站(该站是采用双纤传输光信号的的光纤直放站)监控轮询不成功,监控
电话拨打显示网络繁忙。
故障分析: 现场拨打测试可以发现:该站覆盖区域场强测试良好,但拨打电话时即显示网络繁忙,不能正常拨打电话。多次拨打均显示同一故障,排除无线信道不足的可能,因该站是采用双纤传输光信号的的光纤直放站,故下列三种情况均可能引起该故障:施主基站故障;直放站主机上行链路故障;光纤传输部分故障。联系机房中心确认:施主基站正常,检查该直放站主机,确认工作正常,通过光功率计对所用光纤进行测试,确认是否是上行电信号转化成光信号后传输所用的光纤断路。
处理过程:
通过现场电话拨打测试很分析确认:信号传输上行链路有问题。联系确认:施主基站正常运行;进行主机功率测试显示主机上行链路没有问题,信号传输正常;通过光功率计对光信号进行检测,发现:光纤断路导致上行信号不能正常传输。联系光纤代维人员进行测试检查,发现:系光纤被松鼠咬断所致。重新熔接该光纤后,覆盖区域上行信号传输恢复正常。覆盖区域电话拨打正常,通话质量良好。联系监控中
心进行轮询确认,轮询正常。
12.故障现象:直放站覆盖区域信号弱故障处理
直放站覆盖区信号很弱,只能在距直放站40米内有一、二格信号,场强底于-95dBm以下。
故障分析、处理过程:
现场检测:直放站远端供电正常,主机工作,光端机收发光信号正常,用频谱仪检测直放站下行输入电平正常(-21dBm),下行输出功率(+38dBm)正常。观察频谱仪屏幕显示TCH载波幅度正常,而BCCH载波幅度很底,判断为直放站接收的基站BCCH耦合链路出问题,到基站机房检查,发现该基站刚扩容,增加了一块载波板,基站的BCCH信道移动公司调整在新扩容的载波板上,TCH信道不变,因此,BCCH信号没有直接将耦合信号合路到直放站近端设备上,远端检测到的很弱BCCH信号是通过基站的发射天线空间耦合到直放站近端设备。判断该直放站相当于丢失了BCCH广播信道而出现直放站输出功率正
常,覆盖区信号很弱的现象。
现场维修:增加一个45dB基站信号耦合器,将现基站BCCH载波信号与原载波的TCH耦合信号合路。到覆盖区测试覆盖区信号正常,测打电话音质良好。故障排除。
结论:基站扩容后没有将BCCH信号合路到直放站射频输入端口,造成直放站覆盖区丢失了BCCH广播信道而出现覆盖区信号很弱的现象,手机无法正常使用。
13.故障现象:直放站同频干扰技术分析
新昌镜屏乡安山村经测打有话音质量差及手机无信号显示等现象,也发生了用户投诉。
故障分析: 经技术人员查勘,该站站址所处山头垂直有近130m高度,接收潭角基站信源,中间光纤跳接镜屏基站,与信源基站距离约2.5公里,中间有山阻挡,但在90度直角所在村庄是直视空间。特别是该站重发天线与基站覆盖区弱信号地区之间也是直视地区,我们知道在二个信号源(一个直放站发出的信号,一个是基站发出的信号)存在叠加区域时,会有同相相加和反相相加的地区。安山站这个重叠区在二站直角附近(见图),这个区域对基站距离为1000米左右有阻挡,信号为-65dBm左右,而对直放站站址较高相对也没阻挡,但距离远,定向天线约1.5公里。因此容易出现信号相当的地区造成反相叠加,不能打电话区域即同频干扰区,情况如图所示:
处理过程:
为了消除干扰区,可以下调直放站功率,但这会影响直放站覆盖区,显然不行。因此,只有改信源基站接收,使干扰区消失,否则很明显直放站功率也不能开太大,直放站发射功率必须满足P有效-L前后
比-L空间
L空间:直放机到干扰区空间衰耗
L空间=92+20lgd,P干:基站在干扰区形成的场强
P有效应该等于直放机发射功率P减去馈线衰耗,加上天线增益,安山站重发天线为二路,因此
=P-Y1+G=P-2-4+17=P+11——②
这样②式为
P有效=P+11
=-80+28+92+20lg1.5-11=+33dBm。
这就是说,安山直放站天线口功率必须控制在33dBm以下才能不产生同频干扰,经过实际调试也达
到了上述要求,但会减小覆盖面。
安山直放站例子证明在基站为全向站情况下(即不能使直放站与基站不同频)要避免同频干扰,在选点时就应尽量使直放站重发天线避免与基站覆盖区有直视关系或与接收信源基站不能有共同直视关系。
第三篇:测井曲线典型形态
测井曲线的形态代表了地层特征,如自然电位曲线分为钟型,漏斗型,锯齿型,指型等,他们分别代表了各种信息。但是其中SP曲线幅度又分为高幅,中幅,低幅。请问一下这些幅度是怎样定义的。是用公式算的还是直接看曲线的。还有双测向曲线,声波时差,微电极曲线齿型是什么意思。
电位的形状确实可以指示出一定的沉积环境,比如“漏斗”:有口向上的漏斗,有口向下的漏斗,这就能分出沉积顺序,逆序还是正序。
不同测井曲线的形态以及变化关系,都反映了不同的沉积环境,是沉积相的指相标志,也是层析地层划分识别的标志之一,你随便找一本层序地层学的书都有介绍
幅度一般代表了当时的沉积能量;一般都指的是电位或者伽马曲线.至于曲线形态: 1)钟型;底部突变接触,代表三角洲水下分流河道;2)漏斗型:顶部突变接触,代表三角洲前缘,河口坝微相;3)箱型:顶底界面均为突变接触,表示水动力条件稳定,代表潮汐砂体或者废弃水下分流河道;4)齿形:反映沉积过程中能量快速变化,一般代表河道侧翼,席状砂,分流间湾微相.1、曲线幅度
高幅度:反映海湖岸的滩、坝砂岩体,由于波浪的作用淘冼、冲刷干净泥质含量少,改造彻底、分选好,中━细砂岩渗透性好,故高幅度。
中幅度:反映河道砂岩,水流冲刷强、物源丰富,分选差。
低幅度:反映河漫滩相,水流冲刷弱沉积物以细粒为主故以低幅度为主。
2、曲线形态
钟形:下粗上细,反映水流能量逐渐减弱,物源供应的不断减少。其代表相是蛇曲河点砂坝。曲线反映底为冲刷面,上面为河道 6, 砾石堆积,再上为河道砂,最上是河道侧向迁移后形成的堤岸砂,漫滩泥,沉积序列为河道的正粒序结构特征。
漏斗形:下细上粗反映向上水流能量加强,分选逐渐变好。代表相为海相滩坝砂岩体;另外反映了前积砂体的粒序结构,代表河口部位(包括水下河道河口部位)的沉积特征。为反粒序结构
箱形:反映沉积过程中物源丰富和水动力条件稳定,一种类型是正粒序特征,下部粒粗而上部分选好,因此幅度变化不大,它的代表相为支流河道砂。另外风成砂丘,也可成为这种形态,因而上下颗粒均匀。
齿形:a正粒序特征的正向齿形海进式(后积式)b反粒序特征的反向齿形海退式(前积式)海进式:地壳下降、海岸后退(向陆一方)细粒沉积物盖在粗粒沉积物之上,为上细下粗的后积式。
海退式:地壳上升,海水后退,粗粒沉积向远海方向移动、粗粒沉积物盖在细粒沉积之上,为下细上粗的前积式。
3、接触关系
底部突变式:一般反映上下层之间存在冲刷面,如河道砂岩,由河道下切造成。顶部突变式:三角洲相的河道砂坝,高出水面变为三角洲平原沼泽相,代表物源供应突然中断如废弃的河道,下部是旧河道上部是河漫滩。
底部渐变式:反映砂体的堆积特点,一般为水下河道冲刷能力差,冲刷面下部有砂,岸外砂坝。
顶部渐变式:为均匀的能量减退过程,河道侧向迁移。Z
4、曲线的光滑程度:属于曲线形态的次一级变化,取决于水动力能量对沉积物改造持续时间的长短,即反映了物源的丰富程,也反映了水动力能量强弱。
光滑曲体:物源丰富,水动力强淘洗充分,分选好的均质沉积如砂坝、滩坝。
微齿状:物源丰富,改造不彻底分选不好如河道砂,或具季节性变化,使流量引起沉积物粗细间互。
齿状:代表间歇性沉积迭加,海进、海退交替,还如冲积扇,辨状河道沉积。)
5、齿中线:指曲线形态上次一级的中线,当齿的形态一致时,齿中线相互平行,它反映能量的周期变化。平行齿中线又可分水平、上倾、下倾三类。
钟型SP某种程度上可以反映为正旋回性,而漏斗型反映为反旋回性沉积
第四篇:继电保护典型故障分析
继电保护典型故障分析
摘 要 继电保护对电力系统的安全正常运行具有重要的作用,它能保证电力系统的安全性,还能针对电力系统中不正常的运行状况进行报警,监控整个电力系统。目前我国电力系统继电保护工作还是会存在一些问题,容易出现各种故障,造成电力系统无法正常运行。本文即分析了继电保护的典型故障,并详细阐述了继电保护典型故障的防治策略。
【关键词】继电保护 典型故障 元器件 接线错误 短接法 电力系统继电保护概述
1.1 电力系统继电保护装置的构成要素
电力系统机电保护装置的构成一般包括输入部分、测量部分、逻辑判断部分和输出执行部分。
1.1.1 输入部分
该部分通过隔离、低通滤波等前置处理方式对电力系统出现的问题和故障进行前置处理。
1.1.2 测量部分
该部分主要负责将测量信号转换为逻辑信号,进而通过逻辑判断按照一定的逻辑关系组合运算,最后确定出执行动作,并由输出执行部分最终完成。
1.2 继电保护装置的特征分析
1.2.1 选择性特征
选择性特征是继电保护装置智能化的表现,在电力系统出现故障时,继电保护装置能够做到有选择性的对出现故障的部分进行处理,另一方面保证无故障部分的正常运行,这样便可以保证整个电力系统的稳定及电力供应的连续。
1.2.2 快速性特征
快速性特征是继电保护装置高效率的体现,在电力系统出现故障时,继电保护装置能够在第一时间切断故障系统,从而减轻故障设备和线路的损坏程度。
1.2.3 可靠性
可靠性是指电力系统继电保护装置在处理问题和故障时要科学可靠,减少不必要的损失。继电保护的常见故障
2.1 设备故障
继电保护装置是电力系统中不可或缺的一部分,是保护电力系统的基础和前提。一般设备有装置元器件的损坏、回路绝缘的损坏以及电路本身抗干扰性能的损坏,具体的表现为整定计算错误,这主要是由于元器件的参数值和电力系统运行的参数值与实际电流传输的参数值相差甚远,从而造成整定计无法正常工作。还有,设备很容易受到外界因素的影响,如温度和湿度。由于设备具有不稳定性,很容易由于温度和湿度的变化而造成定值的自动漂移,有时候也可能是因为设备零部件的老化和损坏造成的。
2.2 人为操作
人为原因一般就是工作不够细心,对系统内各项设备数值的读数观察不够仔细,导致读错设备整定器上的计算数值,导致继电保护故障,且对故障的检查技术水平不够,无法及时准确地发现故障段,从而造成大面积的电路故障问题,导致系统无法正常供电。
当工作电源出现问题时,电力系统保护出口处的动作过大,造成电路内波纹系数过高,输出的功率就不够,电压便会不稳定,当电压降低或者电流过大时,如果保护行为不恰当极容易出现一系列的继电保护故障。继电保护典型故障的防治策略
3.1 元件替换法
元件替换法,顾名思义,就是用正常的元件将出现故障的元件替换下来,这样能够将故障范围迅速缩小,提高维修人员的维修效率,因此是机电保护装置故障处理中经常用到的方法。
3.2 参照法
参照法是指通过对不同设备的技术参数的对照,找出不正常设备的故障点。此法主要用于检查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。另外需要注意的是,在继电器订制校验时,若发现某一直继电器的测试值与整定值相差很多,那么此时要用同只表计去测量其他相同回路的同类继电器进行进一步的比较,错误的做法是在发现数值不同时,轻易调整继电器的刻度表。
3.3 短接法
短接法是缩小故障范围常用的一种方法,是将回路某一段或一部分用短接线接入为短接,进而判断出故障是存在短接线的范围还是范围外。短接法对判断电磁锁失灵、电流回路开路等故障具有明显的优势。
3.4 继电保护典型故障的预防措施
3.4.1 构建完善的电力管理体系是基础
构建完善的电力管理体系是预防电力系统继电保护故障的基础,构建该体系需要做好以下工作:
首先要逐步形成科学有序的管理体系,这其中,一支高素质的管理队伍是不可或缺的,这需要电力企业加强对管理人员和工作人员的培训,使其掌握电力系统管理的知识技能。另外管理体系内的各个部分要职权分明、责任落实,这样才能保证管理体系的井然有序和正常运作。
其次,完善的监测评价体系也是十分必要的。监测评价体系具有监督指导的作用,通过建立该体系,在全电力系统中形成严谨的工作氛围,有利于很大程度上提高电力工作的质量,进而能够及时正确的发现继电故障,将故障消灭在萌芽状态,从而保障电力系统的有序运行。
3.4.2 加强电力系统的技术管理是核心
技术管理作为降低继电保护故障率的核心,具有十分重要的意义。可以通过采用先进的技术来提高电力系统的智能化水平,从而有效减少继电保护故障的发生。
第一,提高电力系统的自动化水平。在设计和开发电力系统时,要加强新技术的开发和应用,包括自动控制技术和智能技术。这样电力系统出现故障时,智能化技术便能有效避免继电保护障碍的发生。
第二,运用新技术来增加电力系统设备的承受能力。比如,继电保护中使用CPU容错技术。由于CPU容错技术具有一定的恢复能力,所以它能够在更大程度和范围内降低电力系统硬件问题带来的影响,从而起到保护继电保护装置的作用。
3.4.3 提高电力工作人员的素质
电力工作人员素质是影响电力系统管理水平的重要因素。因此,电力企业要加强对电力工作人员业务素质的培训教育,提高其责任意识和安全意识,并通过一些业务培训,提高其实际操作能力,促使电力企业员工能够更好的处理电力系统中出现的各种问题。
参考文献
[1]蒋陆萍,胡峰.冷建群.继电保护故障快速查找的几种典型方法及应用[J].电力系统保护与控制,2009(18).[2]刘亚玉.分析备自投装置的启用与运行接线方式的关系[J].继电器,2007(19).[3]应斌.浅谈继电保护工作中故障处理的若干方法[J].广西电力,2006(04).作者单位
国网甘肃省电力公司检修公司 甘肃省酒泉市 735000
第五篇:开关柜典型故障分析
高压开关柜典型故障分析
电力系统广泛使用10kV(含6kV)—35kV开关柜,担负着发电厂用电、变电站和用户供电的任务,且用量大,分布广。由于1OkV-35kV开关柜的设计、制造、安装和运行维护等方面均存在不同程度的问题,因而开关柜事故率比较高,危及人身、电网和设备安全,影响供电可靠性。
一、下面列举几种类型的开关柜事故(故障)案例:
(一)开关柜防爆性能不足或防误性能不完善,危及人身安全; 由于开关柜防爆性能不足或防误性能不完善,近几年省内外发生多起人身伤害事件,以下列举四起事故:
1.2006年2月 24日,某 220kV变电站 10kV高压开关柜(GGX2型)由于馈线故障,开关发生拒动,运行人员在处理开关拒动过程中,当拉开开关,确认开关位置指示处于分闸位置后,操作拉开隔离刀闸时,发生弧光短路,造成 2人重伤 1人轻伤。事故后现场检查发现:该开关操作机构 A、B相拐臂与绝缘拉杆连接处松脱,造成 A、B相主触头未分开,在操作拉开隔离刀闸时发生弧光短路。由于906柜压力释放通道设计不合理,下柜前门强度不足,弧光短路时被电弧气浪冲开,造成现场人员被电弧灼伤。开关柜的上述问题是人员被电弧灼伤的直接原因。
2.7月 1日,某单位发生一起因变电运行人员擅自打开10千伏开关柜柜门,误碰带电部位造成的人身触电死亡事故。设备缺陷是事故发生的又一间接原因。由于 6522A相刀闸动触头绝缘护套老化,松动后偏移,刀闸断开时护套卡入动触头与刀闸接地侧的静触头之间,造成刀闸合闸时卡涩合不上。且该 GG-1A型高压开关柜系 60年代设计的老旧产品,96年生产,97年投运;原安装有机械程序防误锁,于 2002年改造为微机防误装置,由于此型号的高压开关柜原设计不完善,不能实现线路有电强制闭锁。
3.2009年9月30日,某220kV变电站发生一起10kV开关柜内部三相短路,电弧产生高温高压气浪冲开柜门,造成2名在开关柜外进行现场检查的运行值班员被电弧灼伤,其中1人于10月1日死亡。
4.2010年8月19日,8月19日,某单位在更换某220kV变电站10kV I段母线PT过程中,工作班成员触碰到带电的母线避雷器上部接线桩头,造成2人死亡、1人严重烧伤。
初步分析,事故主要原因为厂家设备一次接线错误。根据国家电网公司典设和设备订货技术协议书,10千伏母线电压互感器和避雷器均装设在10千伏母线设备间隔中,上述设备的一次接线应接在母线设备间隔小车之后(见附图1)。而开关柜厂家在实际接线中,仅将10千伏母线电压互感器接在母线设备间隔小车之后,将10千伏避雷器直接连接在10千伏母线上,导致拉开10千伏母线电压互感器9511小车后,10千伏避雷器仍然带电(见附图2)。
变电站运行人员按照工作票要求,拉出10千伏Ⅰ段母线设备间隔9511小车至检修位臵,断开电压互感器二次空开,在Ⅰ段母线电压互感器柜悬挂“在此工作”标示牌,在左右相邻柜门前后各挂红布幔和“止步,高压危险”警示牌后,向调度汇报。变电站运行人员与工作负责人一同到现场对10千伏Ⅰ段电压互感器进行验电,由于电压互感器位臵在9511柜后,必须由施工人员卸下柜后档板才能进行验电,在验明电压互感器确无电压之后,运行人员许可施工人员工作。由于电压互感器与避雷器共同安装在10千伏Ⅰ段母线设备柜内(见附图3),施工人员在工作过程中,触碰到带电的避雷器上部接线桩头,造成人员触电伤亡。
图1:
附图2
附图3:
(二)开关内设备接(触)头过热性故障
封闭式开关柜在运行中不能打开,因此难以测量运行中柜内接(触)头的实际温度,如不及时发现并处理接(触)头过热性缺陷,严重威胁电力安全生产。固定式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的33或39个接(触头),小车移动式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的24个(或更多)接(触头)。这些接(触)头直接流过负荷电流,当负荷较大时存在隐患的接(触)头就会严重发热。由于发热点在密封柜内,运行中的柜门禁止打开,值班人员无法通过正常的监视手段发现发热缺陷。一旦触头发热严重必然造成事故发生,影响系统安全运行。下边四起故障分析。
1.2007年2月3日23时59分,某变电站10kV电容器组III644开关跳闸,保护装置显示“过流I段动作”。现场检查发现,10kV配电室有浓烟,10kV电容器组III开关柜下部有着火现象。第二天检查情况:10kV电容器组III 644开关柜内B相CT和铝排连接处松动引起发热导致该处烧断和热缩材料燃烧,A、C相也有放电痕迹。
2.2009年8月16日晚,某变电站发生10kV开关柜故障,烧损多面开关柜。
10kV农专Ⅰ线柜(开关、CT、静触头及套管、母排及相接铜排、母排套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;出线电缆头轻微灼伤);
A相 B相 C相
开关 电缆头及CT 母线
10kV下白货柜(母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;相接铜排、开关、CT、出线电缆头轻微灼伤);
母排 保护及二次控缆
10kV医院Ⅰ柜(母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;相接铜排、开关、CT、出线电缆头轻微灼伤);
保护及二次控缆 母排
故障原因分析:10kV农专Ⅰ线开关柜由于隔离插头接触不良,开关长期在满负荷运行,触头发热引起梅花触头的弹簧退火变形,失去弹性,造成该隔离插头接触电阻变大,运行中发热烧熔,烧损触头周围的绝缘件,最终绝缘击穿,造成触头相间短路故障。
2.2010年8月12日某变电站#1主变低压侧631开关因发热造成开关柜内部三相短路烧毁。
初步分析是:1#主变 10kV侧 631手车开关柜内断路器 A相母线侧梅花插头(上侧)与静触头间接触不良发热,最终发展成梅花插头对静触头电弧放电,导致真空断路器铜触指严重烧损,散热件熔化,穿墙套管烧毁并产生大量的含有金属离子、碳合物的烟气,造成母线三相对地短路(见附图)。
1#变母排开关开关柜接线图
断路器A相触指被电弧烧损。
3.2006年3月8日,某单位在处理某变电站#1主变10kV侧61A3刀闸缺陷时发现:⑴、61A3刀闸断不开,外观检查静触指存在局部过热痕迹。⑵、#1主变10kV侧61A1刀闸下断口A相丢掉两只静触指,静触头夹紧弹簧有过热的痕迹,C相静触头夹紧弹簧有过热的痕迹(有三只弹簧熔在一起),C相支柱绝缘子上有被热气薰的痕迹。⑶、10kV分段回路6001刀闸下断口C相丢掉一只静触指,静触头夹紧弹簧有过热的痕迹(有一只弹簧熔在一起),上断口也存在类似的问题。
该变电站该段母线的开关柜型号为GGX2,61A1、61A3刀闸和10kV分段回路6001刀闸均为户内高压旋转式隔离开关,型号均为GN30-10,4S热稳定电流均为40kA,额定电流:3150A(61A1、61A3刀闸)、2000A(6001刀闸)。
动静触头过热的原因分析:这种刀闸合闸时,静触指与静触座间有间隙,接触的点、面少,在通过大电流时,固定静触指与夹紧弹簧的螺栓和夹紧弹簧参与分流、导电,造成有些螺栓烧断(静触指丢落的原因)和夹紧弹簧过热退火,也造成动、静触头接触不是很好,造成动静触头局部过热、熔焊。
图
161A1刀闸C相触头的过热情况
图2 61A1刀闸A相触头的过热情况
图3 10kV分段回路6001刀闸的过热情况
图4 丢落的静触指和烧断的固定静触指、夹紧弹簧的螺栓
(三)小动物进入开关柜引起短路故障
2006年9月14日,某单位某变电站#1主变后备保护动作,跳三侧开关。检查发现,10kV开关室烟雾弥漫,10kVI、II段母线联络柜内6001刀闸与10kV母联600开关之间连接线发生相间短路,10kVI、II段母线联络柜下柜门被冲开,下柜门上的观察窗与、断路器前柜门上电磁锁被高温熔化,后柜门下方被电弧烧个洞。10kVI、II段母线联络柜底部有只毛烧光的死老鼠,隔壁柜(备用柜)底部电缆孔洞未封堵(该开关柜原为运行间隔,配网调整间隔,该柜内电缆调到其它开关柜,电缆抽走后孔洞未封堵),10kVI、II段母线联络柜与隔壁柜间的接地铜排穿孔未封堵。
故障原因分析:老鼠从隔壁柜电缆孔进入,再经10kVI、II段母线联络柜与隔壁柜间的接地铜排穿孔爬到10kVI、II段母线联络柜,老鼠活动时引起短路。
(四)开关柜内组件绝缘爬距或绝缘距离不足引起开关柜故障 早期投运的开关柜支持瓷瓶及电流互感器等的外绝缘爬距较小,当运行中绝缘表面出现凝露或有污秽时,系统中出现不高的过电压或运行电压下发生绝缘件沿面闪络。还存在对地和相间距离不够,在系统单相接地谐振或雷电等过电压情况下,直接造成对地或相间击穿。
《福建省电力有限公司户内交流金属封闭高压开关柜订货技术规范》(闽电生产〔2008〕480号)高压开关柜中各组件及其支持绝缘件的外绝缘爬电比距(即高压电器组件外绝缘的爬电距离与额定电压之比)相应值的应用范围应不小于 18mm/kV。单纯以空气作为绝缘介质的开关柜,柜内各相导体的相间与对地距离、手车开关隔离触头与静触头绝缘护罩的净空气距离、相间隔板与绝缘隔板的净空气距离:12kV为125mm,40.5kV为300mm。
《户内交流高压开关柜订货技术条件》(DL 404-1997)规定:在金属封闭式高压开关柜中,凡采用非金属制成的隔板来加强相间或相对地间绝缘时,7.2~12kV高压带电裸导体与该绝缘板间还应保持不小于30mm的空气间隙;40.5kV,保持不小于60mm的空气间隙,且为阻燃材料制成。
2008年9月6日,某变电站#1主变差动速断动作跳闸。从现场检查分析认为:#1主变中压侧33A开关柜过压保护器的A、B相跳线(从固定铝排引至过压保护器的连接铜线)过长,跳线弯曲弧度较大,A、B相跳线同时侧向绝缘隔板,其跳线与绝缘隔板的电气距离(最小处)仅5cm左右。A、B相跳线之间的绝缘仅通过绝缘隔板隔离,长时间运行中造成A、B相跳线对绝缘隔板放电,绝缘档板被碳化后,绝缘破坏并击穿,引起A、B相短路。
A相
B相
(五)开关柜组件质量(如过电压保护器、传感器等)劣引起开关柜故障
1.9月30日8时31分,某变电站10kV中亭I线633开关因过流Ⅰ段保护动作跳闸。现场检查10kV中亭I线633开关柜内过电压保护器A、B相爆炸,该开关柜前柜门下柜门被冲开,前柜门中柜门(断路器前门)轻微变形,柜内其他设备未损伤。
2.2004年11月10日,某110kV变电站因10kV开关短路引发10kV母线故障,造成该变电站全停及10kV部分设备严重损坏。
现场检查情况:最严重的母联刀闸柜的带电显示器传感器(福州高新高压电器有限公司产品)烧损情况:发现A、B相已烧成灰,C相略好;结合刀闸触头烧损情况:C相触头基本完好、A相略有烧损、B相最为严重。推测故障是从B相带电显示器引发,导致电弧相间短路。
为了进一步验证造成本次事故的原因,对开关柜内未损坏的带电显示器传感器,抽两只传感器进行解剖,发现内部芯棒填充剂软化,存在绝缘薄弱点。由于10kV系统出现失地引起过电压,使传感器内部局部放电,逐步发展为贯穿性击穿,造成相间短路。
此外,开关柜故障的原因还有检修预试时在开关柜遗留工具或短接线接地线、误操作等。开关柜故障往往会出现“火烧连营”事故,多面开关柜被电弧烧毁,“惨”不忍睹。造成事故扩大的原因主要有三点:首先,由于开关柜母线室是连通的,当一个间隔故障时,电弧侵犯邻柜造成“火烧连营”;其次,继电保护整定配合不尽合理,保护动作时间过长或保护有缺陷不动作靠上一级保护动作隔离故障,故障时间长造成电弧损害加重;最后一个原因则是高压电弧故障时引起保护损坏或直流电源故障,造成保护失灵,短路长时间不消失,整个高压室几乎所有的开关柜均烧毁,最后连主变lOkV低压架空母线都被弧光烧断,直至越级跳闸,往往连主变也被长时间短路所损坏。
二、防范措施:
(一)加快老旧开关柜(如GG1A、GGX2、XGN型等)改造或完善化大修。各单位要按《关于印发2008-2010年县供电企业电气设备技改、大修指导性意见的通知》(生变〔2007〕145号)加大老旧开关柜技改力度,运行时间短、达不到技改的条件的开关柜要按省公司完善化方案开展完善化大修。
开关柜内绝缘可靠性低的酚醛环氧类绝缘子和爬距不足的绝缘子安排更换为符合要求的瓷绝缘子。母线加阻燃热缩绝缘套,绝缘套本身应耐受20 U,的交流耐压,目的是防止小动物爬人柜内造成短路,也可防止因烟气、游离气体进人时空气间隙绝缘降低造成的弧光短路。
(二)做好开关柜订货、出厂前验收、安装与验收管理工作 根据国际、电力行业标准和《预防交流高压开关事故措施》(国家电网公司生〔2004〕641号)、《预防12kV-40.5kV交流高压开关柜事故补充措施》(国家电网生〔2010〕811号)、《福建省电力有限公司户内交流金属封闭高压开关柜订货技术规范》(闽电生产〔2008〕480号)等文件,做好开关柜招标文件、订货技术协议的审查工作,开关柜出厂前赴厂验收,开关柜安装调试过程安排专业人员开展技术监督工作,组织做好开关柜投产前的验收工作。
把好10kV开关柜的选型及采购关。选型要注意开关设备有关参数是否满足现场运行条件。对开关柜所配的元件应严格把关,尽量选用运行情况良好的产品;并要求验收时,开关设备配置要有各元件试验报告,特别是带电显示器的传感器的局放试验报告,杜绝不良设备入网。
(三)加强巡视运行管理
1.加强巡视中的安全管理,巡视或操作时应严格按照安规和标准作业文本(含标准巡视卡)或 PDA以及操作票的要求进行,巡视或操作时着装应规范,并注意站位。
2.开关柜操作前应确认柜内断路器和隔离开关的实际状态,进行倒闸操作时,应严格监视设备的动作情况,如发现机构卡涩、动触头不能插入静触头、合闸不到位等,应停止操作,待缺陷按规定程序消除后再行操作。3.对防误、防爆等功能不符合规范要求的开关柜,应逐一列出清单,做好危险点分析和预控措施,纳入红线设备管理,并根据红线设备要求在开关柜面板上张贴标识,有计划地安排改造。
4.巡视中应注意开关柜的门和面板是否锁紧,对螺栓丢失、损坏的,应及时上报缺陷处理。
5.严格按照《福建省电力有限公司高压带电显示装置管理规定》的要求,做好开关柜带电显示装置的巡视和维护工作,确保带电显示装置工作正常。
6.对重负荷的开关柜,应重点巡查。无法开展柜内测温的开关柜,可检查柜体温度是否异常。
7.加强保护定值及压板投退管理,避免由于定值或压板投退错误造成事故扩大。
8.在开关柜配电室配置通风、防潮设备和湿度计,并在梅雨、多雨季节或运行需要时启动。
(四)加强检修维护管理
1.开关柜检修重点对触头接触情况(有无过热变色的痕迹)、柜内电气主回路连接螺栓紧固、传动部件轴销的固定情况、机构辅助开关接触、操作机构手车轨道及闭锁装置部件是否有机械变形或损坏等情况等进行检查。对于变电站电容器组等操作频繁的高压开关柜要适当缩短巡视检查和维护周期。
2.已运行的开关柜结合停电检查,开关柜底部以及柜与柜间孔洞是否封堵,有无小动物进入的可能。3.检修试验结束后,应重点检查开关柜有无遗留工具、物件以及试验用的短接线、接地线。
4.由于GGX2、XGN等型号开关柜选用运行中易造成发热的旋转隔离开关(如GN30-12型隔离开关),应结合停电检查隔离开关触头(含弹簧)有无过热或烧损,重点为大电流开关柜(如主变进线柜、分段开关柜等)。
5.对重负荷且无法开展测温的开关柜尽快安排停电检查,可选一、二座变电站尝试安装开关柜在线测温装置。
6.结合停电检查开关柜各相带电体之间、相对地之间空气距离是否符合规范要求(如35kV开关柜的为300mm,10kV开关柜的为125mm)。
7.结合停电检查开关柜的机械联锁,是否满足“五防”要求。检查开关柜内手车活门打开、关闭是否灵活正常。
(五)10、35kV出线多的变电站安排10、35kV系统电容电流测量,10kV电缆线路电容电流达30A和35kV系统电容电流达10A需安排安装消弧线圈。10—35kV母线PT安装消谐装置。