使用福禄克示波表排查电气故障的案例分析

当工程师们排查异常的电气故障时，和侦探探案有着异曲同工之妙。工程师需要从设备的种种表现抽丝剥茧。他们从多个测试点的数据逐一排查，甚至需要不断扩大调查范围，检查上游供电的电能质量，侦破各个潜在的影响因素，最终定位故障。

在排查过程中，工程师们最有力的助手之一就是示波表

其通过小巧便利的设计外形，高带宽以及高采样，让我们看到电力波形本来的模样。其实透过波形，我们不仅可以掌握电的变化状态，更能在故障出现时，及时找到问题根源。

01案例一  神秘的跳闸

问题背景

在某电力电子实验室，每当使用新采购的台式示波器测量负载两端电压时，整个实验室的电路就会跳闸。工程师排查了实验台和电路，没有故障，更奇怪的是，使用Fluke 190示波器就能正常测量。难道，新买的示波器坏了吗？

现场情况

a. 实验室供电电源没有接地

b. 实验台没有额外强制接地

c. 实验进行时会有明显的大电压变化

d. 新示波器由实验室电压供电，会跳闸；由实验台供电，不会跳闸

解决方案

Fluke 190III示波表

经过福禄克工程师的现场分析，立刻推测出了原因导致这些神秘的跳闸。原来，实验台是浮地的，新购示波器没有做过隔离，测试时示波器通过地线造成了负载高压对地短路。而Fluke 190III是经过隔离处理，无论通道间还是通道和USB间都完全隔离。因此，在测量多路高压时，选择Fluke 190III示波表正确又安全，它可覆盖从mV到kV量程的各种应用，用户能够实现从微电子到重型高压电气应用的测量。

图1  190III隔离的设计

02案例二  不断烧毁的新电机

问题背景

某公司购置了2台355kW的变频电机，新机交付15天后就烧毁了一台，隔天又烧毁了一台，厂家更换两台新机，然而2天后，又烧毁了一台。是电机质量不过关，还是变频器问题？是谐波过大还是过电压导致？

现场情况

电机的额定电压是1140V，两台电机由一台变频器驱动，每次都是远端的那台先烧毁。

解决方案

MDA550III电机驱动分析仪

变频电机的故障排查是个复杂的过程，如下图所示，需要分析整个控制过程中的每个点。便捷的工具能帮助我们快速判断故障点，大大节省现场设置和测试的时间。MDA550III电机驱动分析仪是最合适这个案例的工具。

图2 变频电机连接示意图

首先，要分析变频器输出电压和电机输入电压。清晰可见，变频器输出是正常的，而电机输入端存在了过冲电压。现场是1140V的电机，最大冲击电压限制为3840V。测试结果虽存在过冲电压，但最高为3700V，确实没有超过电机的绝缘耐受范围。

因此，我们初步的结论是电机质量不合格。当然也存在着运行工况不典型的可能，需要更多的测试才能得到令厂家信服的结论。

MDA550III转为变频驱动电机设计，最大的优势是引导式菜单，依据仪器提示即可完成测试，测量过电压、轴电压等等参数易如反掌。