電機電器狀態檢測與故障診斷

楊金芳

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

概述

電機作為工業生產中常用的機械設備其運行過程中極易發生各類故障，因此將設備狀態檢測和診斷技術用于電機生產和運行是大勢所趨，可極大增加電機運行的安全可靠性。

1 電機故障診斷技術的特點

1.1 涉及學科多

由于電機內部結構較為復雜，涉及到電力、電磁、機械以及通風散熱等方面，因此如果發生故障就需要對各個可能的方面進行檢測，再加上可能出現的故障不是單一方面原因造成的，就更造成了故障檢測的難度，電機故障診斷涉及到電機學、空氣動力學、傳熱學、高壓電技術、弱電技術、材料技術、計算機技術、機械加工技術等等多個學科，因此就要求相關工作人員必須具備全方位的綜合素質方能合格。

1.2 對電機工作狀態記錄依賴性較大

電機的運行狀態是不斷改變的，雖然這種改變非常輕微，但一般來說形成故障都是有一定征兆的，同時引起電機故障的原因來說也是多方面的，因此對電機狀態檢測與故障診斷很大程度上要依賴日常工作對電機工作狀態的記錄文件作為參考，工作人員只有在充分了解電機的運行特點以及工作負載情況的基礎上，才能有針對性地進行故障診斷，達到事半功倍的目的。

1.3 可根據實時狀態對故障進行預判

與繼電保護系統不同的是，電機故障檢測和診斷可根據當前檢測的運行狀態對可能發生的故障進行預判，對故障的發展趨勢進行分析后可制定出最佳的檢修方案，而不用等到故障發生后才采取相應手段，因此將可能由故障帶來的損失降為最低。

2 電機故障診斷方法與流程

電機狀態檢測與故障診斷工作的進行需要借助于先進的分析儀器和設備以及豐富的理論知識和相關經驗。首先，用傳感器對電機的實時技術狀態參數進行采集，然后將數據傳輸到主機進行數據的處理和診斷分析，利用工作人員扎實的知識和豐富的經驗，并結合當前數據分析結果對當前電機可能發生的故障提出相關技術措施，盡量做到故障的事前控制，將損失降為最低。電機的狀態檢測和故障診斷流程如圖1所示：

圖1 電機故障診斷流程圖

3 電機狀態檢測與故障診斷常用技術

3.1 鐵譜技術

鐵譜技術是通過鐵譜儀對電機零部件磨損顆粒的形態、粒徑和化學成分進行分析（金屬磨粒一般是從易損部件的潤滑油樣中分離出來得到），從而得出電機當前的磨損狀況，以便在磨損的初期得到情報，及時采取有效措施防止進一步的磨損，預防故障的產生。在電機檢測中，利用鐵譜儀將磨損顆粒的譜圖呈現在基片上，供工作人員分析使用。

3.2 紅外測溫和熱成像技術

在電機狀態檢測中，紅外測溫與熱成像技術是通過檢測電機向外輻射出的紅外光譜來顯示出電機的溫度，是非接觸式的測溫方法，由于物體的溫度越高其輻射的功率就越大，因此可根據測量得到的輻射量將溫度呈現出來，在實際工作中，電機某一個部位出現溫升過大的情況就可通過紅外熱成像的技術準確檢測出來。

3.3 聲發射技術

在電機中如果某一個部件有發生變形或斷裂等，其聲傳播與在正常金屬材料中傳播的形式不同，此時形變或斷裂處在受力的狀態下就會以彈性波的形式釋放出部分能量，這種能量以聲音的形式發射出去，利用這種非正常的聲音即可判斷出是否存在故障以及故障發生部位，在實際工作中，僅憑人耳是無法分辨微弱的聲音，因此一般要借助于靈敏的聲檢測儀器來測試。

3.4 力和扭矩的檢測

力和扭矩檢測技術是檢測電機工作狀態的一種重要手段，其方法為：將電阻絲固定在基片上制成應變片，而后將其粘接到需要檢測的部位，當設備工作時應變片就會受到電機的影響，如果被檢測部位承受力和扭矩的作用就會使應變片發生形變，改變電阻絲的橫截面和長度，因此使之阻值發生改變，結果呈現在應變儀上，計算出該部位的應變量就得得知該檢測部位的受力情況，從而判斷故障的趨勢走向。

3.5 電磁檢測

在實際工作中經常利用電機內部和其周圍的磁場分布情況來檢測和判斷電機的故障，通常的方法有直接測量電機內部和周圍的磁場分布，以及測量諧波磁場和漏磁場等，其原理是利用探測線圈或霍爾元件等測磁元件測量磁場分布中各點的磁通量，其中探測線圈只用來測量交變磁場，而霍爾元件可測量交變磁場和直流磁場，根據磁通量變化情況來判定電機故障發生點。

3.6 光線傳感器測溫技術

光纖傳感器測溫技術是一種新興設備檢測和故障診斷技術，具有體積小、靈敏度高、重量輕、精度高、測溫范圍寬等優點，因此在電機狀態檢測和故障診斷中可推廣應用，其主要是利用光纖測溫系統對測量空間的溫度場分布進行實時測量，并實時傳遞出來供工作人員參考使用。

結語

綜上所述，電機電器狀態檢測和故障診斷技術是在電機不拆卸的前提下，防治電機出現安全事故，并能大幅度降低電機故障出現概率的重要技術手段，在實際工作中，可用于電機狀態檢測與故障診斷的技術有很多，需要工作人員根據當前電機工作情況并考慮成本問題優選最佳的故障檢測診斷技術，同時對較為復雜情況要綜合兩種或幾種技術進行綜合分析，最終得出最佳檢修方案。

[1]韓軍.工程機械狀態檢測與故障診斷網絡化系統研究[J].建設機械技術與管理，2001.

[2]謝寶義.工程機械狀態檢測與故障診斷技術[J].計量與測試技術，2002.