老帕：Patrick Zhang，张白帆，机械工业出版社金牌作者，这也是其在知乎网的网名，“帕特里克”的音译，有网友在留言中直呼为老帕，因此得名！

下面就听听老帕是怎么回答这个问题的吧！

我参与设计和施工的工程很多，已经无法统计和计数了。这些工程中，比较有名的有长江三峡工程，有首都机场T3航站楼工程、奥运会工程和核电工程，有多达11座城市的地铁工程，有青藏铁路工程，有若干家银行和移动公司的数据中心工程等等。

不过，我最引为自豪的不是设计某工程，而是工程故障分析。原因很简单，故障分析最能体现个人技术水平。

第一个例子：

某日，某地的一座工厂内，低压配电柜发生严重故障，配电室设备基本烧毁，全厂的生产完全中断。

售后服务人员抵达现场，发现现场已经清理过了，关键证据没有了。于是把现场照片和10kV故障录波交给我，让我来分析事故原因。

我根据录波记录，发现在发生故障时间段的数百毫秒时间内，首先出现两相的电压波形近乎重叠，另外一相与其它两相反相，接着重叠和反相现象消失；过了数十毫秒后，又来了数十毫秒的重叠和反相，且电流明显变大；再接着又消失；最后，出现了三相对称短路现象。根据电流幅值测算，可以知道低压侧的短路规模。六十毫秒后，断路器开断，电流均归零。

我告诉售后服务，应当是出现反相的那一相出现单相接地故障，继而引发系统出现三相短路事故，最终导致配电室发生严重电气火灾致使全站设备烧毁。

根据系统的母线槽和母线规格和长度，我计算和估计了低压开关柜中的事故发生点，并告诉售后服务应当如何去查找线索。经过努力，找到了关键线索，给出了事故结论。事后，用户也不得不承认我的分析是对的。

原来，在我指出的故障点，有一台散热用的风机。电工在检修后安装时，不慎让风机碰到了系统母线，致使发生单相接地故障，最后导致三相短路和全厂停电事故。

第二个例子：

某日，海拔3600米的秘鲁铜矿发来邮件，也是整座配电室烧毁。对方要求解析事故原因，并提供了现场图片。

我的第一想法是：由于配电室海拔高度高，很容易出现温升超标，可能是温升过热导致电器设备烧毁。但奇怪的是，按配电设备实际配置方案、开关柜柜体防护等级和母线降容看，完全满足要求。可见这第一想法是错误的。

第二想法是：是否是某电器与主断路器之间的短路协调配合未做好，致使触头开断熔焊而致电气火灾。检索了配置方案中的短路协调方案，发现符合要求。

第三个想法是：是否某仪器仪表不满足高原的工作条件，它的继电器触头出现电弧熔焊？要检查这个问题，一定要调取系统的控制原理图，以及仪器仪表的样本材料。

最后我发现，一款无功功率补偿控制器的出口继电器不满足高海拔工作要求。我检索了烧毁后的开关柜图片，果然发现无功功率补偿回路的烧蚀情况尤为严重。

但这里其实是存在问题的：无功功率控制器的电源属于控制回路，它上面安装了保险丝。若触头发生沾粘，保险丝会熔断。

带着疑问我再次仔细检索配电设备的图纸，发现控制回路的保护电器根本就不是熔断器，而是微型断路器。再仔细看图纸，这些微断居然都是20A的，而控制回路的电流一般是6A。当出现故障后，微断根本就无法去执行保护。

最后查清楚了，事故就是从控制器开始的。控制器中的继电器触头应当采用两个同类触头串联，但实际上只是采用一个触头执行控制。当触头因为无法熄弧而熔焊时，尽管电流已经超过给定值，但因为断路器的额定电流过大，断路器未执行保护。

第三个例子：

用PLC编写了成千上万套测控程序，向来没有什么问题。

某日，某地铁站发来通知：地铁站电力测控系统死机，系统重启、虽然系统已经恢复，但近两百座地铁站内都安装了PLC，需要立即查清楚原因。

PLC执行了两项主要功能，一项是测控，一项是通信。检查了程序，什么纰漏也没有；检查外设，也没有问题。那么死机的原因到底是什么？

突然想到一个很隐蔽的方法：任何一款PLC都有用于检测的若干寄存器，这几个寄存器用机内电池来维持数据，即使停电也能保持信息。我用这几个寄存器来保存两个程序切换时的关键标识，看看死机的原因到底是什么。

无独有偶，某国内石油公司总部配电系统测控PLC也发生了类似现象，最奇怪的是，发生故障的时间都是周一上午某个时段。检查了程序和外设，依然没有任何问题。排障时，我也采用内部寄存器来保存切换标识，外部配套了示波器观察和记录PLC电源的波形。到了周一上午，故障终于现形了：原来这个时间段电源中出现大量干扰波，强烈的干扰信号扰乱了PLC的测控和通信切换，测控程序要长时间占用内存来处理外部中断，而通信也要占用内存来处理继保装置和电力仪表的紧急状况，两者争抢内存，最终导致PLC死机。

至于干扰波的来源是什么？没人说的清。估计是该单位内部某不为人知的部门在做什么事情，产生了强烈的谐波干扰信号吧。

将结果反馈给PLC的制造商（法国），这些浪漫之都的工程人员们，对这些紧急问题采取拖延政策。我们急他们不急。

最后决定，将测控和通信分开，用两台PLC来各自独立执行。并会同售后服务把所有地铁站的PLC做了相同的处理措施，彻底地解决了问题。

从此以后，不管是什么工程，PLC的测控功能和通信一律分开，由两个独立的PLC各自完成。不管是何品牌的PLC，做法相同，避免再次出现类似现象。

第四个例子：

某日，桌上的电话铃响起，售后服务告诉我，某地的一台1000kW电炉配套的75kW电动机烧毁了，检修人员发现，烧毁的原因是因为过载保护未动作。他们把资料发给我，让我仔细研究。

我检查了配置方案，发现所有元器件都是按标准配置的，完全符合要求。那么过载保护未动作的原因是什么？

突然，我想到了电炉的问题。我打电话问售后服务：电炉控制电路也即调功器的晶闸管触发方式是什么？电机的电源是否与电炉同电源？

回答是：晶闸管为过零触发，电机与电炉同电源，为一台1600kVA电炉变压器。

结果就很明确了：晶闸管过零触发会产生频率为分数次的谐波，它会造成电机过热，电机的热保护应当常常动作才是。

我让售后服务去检查热继电器的整定值，发现整定值调整到最大值，完全起不到保护作用。询问了厂方技术人员，原来他们嫌热继电器老动作，影响生产，就故意把它的整定值调大了，最后酿成事故。

我给他们的建议是：加强电源的5次谐波滤波和抑制；将电机电源调整到其它变压器，不要与电炉变压器在一起；恢复热继电器的整定值到到正确值上。

总之，作为一名电气工程师，我觉得最重要的还是尊重知识和积累知识，用知识和经验来武装自己；遇事多思考，既能历练自己，也能从中获得快乐和满足。

文章转自：机械工业出版社E视界（微信）

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