電氣控制系統(tǒng)故障分析診斷及維修技巧解析

李吉兵 楊眉

【摘 要】電氣控制系統(tǒng)能正常運(yùn)行，是電氣自動化發(fā)展的基本保障。雖然電氣控制系統(tǒng)故障多種多樣，引起故障的原因也不同。所以在進(jìn)行故障檢查時，一定要根據(jù)實(shí)際情況采取合理的辦法，只有實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，才能達(dá)到最好的結(jié)果。本文介紹電氣控制系統(tǒng)常見的幾種故障，并對故障診斷及維修技巧進(jìn)行了詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】電氣控制系統(tǒng)；故障分析；診斷；維修

0引言

隨著現(xiàn)代高新科技的快速發(fā)展，電氣自動化控制已經(jīng)進(jìn)入人們生活的每一個方面，并且成為了人們生活必不可少的一部分。為了確保電氣控制系統(tǒng)安全運(yùn)行，對于系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障要盡早掌握。在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，對于可能產(chǎn)生的故障便已形成初步認(rèn)識，這些復(fù)雜的故障情況可能引發(fā)系統(tǒng)中的電流、電壓、頻率等因素產(chǎn)生變化，甚至嚴(yán)重干擾電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。如果缺乏相關(guān)檢修方法與維修手段，那么想要維持電氣系統(tǒng)持續(xù)工作是非常困難的，因此電氣控制系統(tǒng)日常運(yùn)行時，不但要掌握故障產(chǎn)生的可能性，還要逐步建立起完善的保護(hù)環(huán)節(jié)以及檢修方法，這樣才能讓系統(tǒng)中的電網(wǎng)、低壓設(shè)備、電機(jī)等一系列設(shè)備安全工作。

1電氣控制系統(tǒng)故障

1.1 常見故障分析

有一些典型的電氣控制系統(tǒng)故障可以為我們帶來啟示，從中獲取故障檢修經(jīng)驗(yàn)，避免系統(tǒng)因故障更產(chǎn)生嚴(yán)重后果。引發(fā)電氣控制系統(tǒng)故障的原因有許多，絕大多數(shù)體現(xiàn)在設(shè)計(jì)上的錯誤，以及設(shè)備安裝質(zhì)量低、設(shè)備自身缺陷等，常見的幾種系統(tǒng)故障為：（1）過負(fù)載。過負(fù)載故障體現(xiàn)為電氣控制系統(tǒng)中的電機(jī)電流超過了額定電流，引發(fā)電機(jī)過負(fù)載故障誘因有很多，例如負(fù)載、電壓驟然大幅度增高、電機(jī)缺相運(yùn)行等。（2）形式不同的短路。短路故障包括兩相短路、三相短路、一相接地短路以及電機(jī)或變壓器一相繞組中的匝間短路等。（3）過電流。過電流指的是電器元件或電動機(jī)超過了限定電流的運(yùn)行狀態(tài)，通常比短路電流要小，很少超過6In，過電流故障的原因多來源于錯誤的起動及負(fù)載轉(zhuǎn)矩過高等。（4）電源缺相。交流異步電動機(jī)在常規(guī)工作當(dāng)中，因?yàn)槿嚯娫窗囊幌嗳蹟嗥魅蹟嗨l(fā)的電動機(jī)缺相運(yùn)行。

1.2 故障的危害

想要真正了解電氣控制系統(tǒng)故障，其發(fā)生后的危害也有必要了解。（1）電氣控制系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，絕緣破損或者接線錯誤及負(fù)載短路后，短路時形成瞬時故障電流可激增到額定電流的數(shù)十倍以上，使配電線路或電氣設(shè)備因過流所生成的電動力而遭到損毀，甚至造成火災(zāi)。（2）電流過大不僅會中止電器控制系統(tǒng)，還可能讓電氣設(shè)備遭到損壞，進(jìn)而引起電動機(jī)轉(zhuǎn)矩過大，讓機(jī)械轉(zhuǎn)動部件破損。（3）交流異步電動機(jī)在缺相電源低速運(yùn)行或堵轉(zhuǎn)時，其產(chǎn)生的定子電流十分強(qiáng)勁，遇到故障會讓電動機(jī)繞組燒毀。（4）電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障還可能導(dǎo)致電網(wǎng)電壓降低，直接波及到其他設(shè)備或用戶，讓正常工作與生產(chǎn)遭到破壞，嚴(yán)重時會使配電系統(tǒng)徹底癱瘓。

2 電氣控制系統(tǒng)故障的維修技巧

2.1 電氣保護(hù)裝置

電氣控制系統(tǒng)中一般都有電氣保護(hù)裝置，如果電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保護(hù)裝置就會及時將發(fā)生故障的環(huán)節(jié)與未出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)隔離開來，以保證電氣控制系統(tǒng)中其他設(shè)備的安全，防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。如果電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常的工作狀況，電氣保護(hù)裝置就會發(fā)出信號，及時處理可能發(fā)生的故障，保證電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。

2.2 測量法

測量法顧名思義，是使用電筆、電壓表等檢驗(yàn)儀器，將整個控制電路進(jìn)行分段，然后逐段進(jìn)行測量。這種方法是電路維修人員要掌握的基本方法之一，同時它也是尋找故障最有效的方法。測量法的維修檢測方式是測量電阻，當(dāng)維修檢測人員懷疑電氣控制線路中有接觸不良、不能穩(wěn)定工作、電氣控制線路的線圈有脫、松或者斷線短路等情況的時候，可以使用萬用表檢測工具對電氣控制路進(jìn)行測量，從而快速的確定到電氣控制線路故障位置。

2.3 運(yùn)用計(jì)算機(jī)自動化系統(tǒng)維修

電氣控制系統(tǒng)中的電氣元部件、線路和電機(jī)等都在機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，停產(chǎn)檢測維修損失很大。因此，當(dāng)前電氣控制系統(tǒng)中往往采用計(jì)算機(jī)自動化系統(tǒng)來代替人力進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整和電氣控制，而在維修過程中，很多地區(qū)的電氣控制系統(tǒng)往往采用計(jì)算機(jī)實(shí)時檢修，電器設(shè)備的電壓數(shù)值通過計(jì)算機(jī)終端反映給維修部門和維修人員。在維修過程中，維修人員要學(xué)會運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制軟件來調(diào)取電氣控制元器件的電壓數(shù)值、了解設(shè)備運(yùn)行的日志，及時能夠調(diào)取到電氣元器件的歷史故障和維修記錄，從而能夠?qū)τ陔姎饪刂葡到y(tǒng)的運(yùn)行情況和維修過沖能夠心中有數(shù)，方便維修人員開展綜合的電氣設(shè)備的維修工作。

2.4 邏輯分析法

邏輯分析法主要依據(jù)的是整套電氣控制回路中每一個控制環(huán)節(jié)的工作原理與工作順序及每一個部件之間的聯(lián)系，根據(jù)故障的現(xiàn)象進(jìn)行具體的分析，以最快的速度找到故障地。邏輯分析法看似復(fù)雜，但是實(shí)際操作起來還是很簡單的。它能夠幫助維修人員將復(fù)雜的電路問題簡單化，避免了工作人員因盲目進(jìn)行檢測而浪費(fèi)大量時間，檢測速度快且準(zhǔn)確。在使用邏輯分析法的時候，首先要保證對維修的電氣控制線路完全熟悉，而且要做到準(zhǔn)確無誤。這就需要對控制電路中的每一個元件進(jìn)行檢測，然后判斷故障點(diǎn)在哪里。這種方法較為繁瑣，檢修時間長，工作量大，比較適合一些復(fù)雜的電路檢修工作。

2.5 電氣控制系統(tǒng)主動檢修

（1）短路檢修。短路具有瞬動特性，發(fā)生與發(fā)生過程極為迅速，所以日常電氣系統(tǒng)維護(hù)中主要檢查短路保護(hù)是否正常，需要做到短路發(fā)生時馬上能夠切斷電源。檢修重點(diǎn)在于熔斷器和低壓斷路器這兩個短路保護(hù)裝置，在一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，三相供電系統(tǒng)會對應(yīng)三相短路保護(hù)，假設(shè)系統(tǒng)主電路容量不高，那么該電路中的熔斷器可同時設(shè)置為短路故障的保護(hù)裝置，如果主電路容量高，那么設(shè)計(jì)一定會為控制電路單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)熔斷器。在電氣控制系統(tǒng)正常運(yùn)行中，電動機(jī)會頻繁啟動以及正反轉(zhuǎn)，如遇過大電流會導(dǎo)致電動機(jī)轉(zhuǎn)矩加大進(jìn)而造成機(jī)械轉(zhuǎn)動部件損毀，在檢修電機(jī)的過程中可直接為主回路串聯(lián)過流繼電器線圈，常閉觸頭串聯(lián)在接觸器控制回路中可發(fā)揮出過流保護(hù)裝置，過流保護(hù)主要應(yīng)用于起動時間較長的大容量電動機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)控制系統(tǒng)中。

（2）狀態(tài)檢修。狀態(tài)檢修的模式就是以狀態(tài)為基礎(chǔ)，是相對于事后維修而提出來的一種檢修方法。狀態(tài)的好壞主要是通過被檢修的設(shè)備呈現(xiàn)的狀態(tài)參數(shù)不同的變化而反映出來的。在狀態(tài)維修中，每一臺電力電氣設(shè)備都會有一套檢修的方法。檢修可以定期也可以是不定期的，是比較靈活多種多樣的。電力電氣的設(shè)備如果出現(xiàn)故障，是可以進(jìn)行預(yù)測的。所以狀態(tài)維修是比較周密和有針對性的，可以使維修的效率得到提高減少一些不必要的成本。

2.6 日常保養(yǎng)與維護(hù)

對電力設(shè)備的日常保養(yǎng)與維護(hù)則是對整個電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、電纜等所有電力設(shè)備的日常保養(yǎng)與維護(hù)，這些硬件設(shè)備作為消耗品都有一定的使用壽命，為了避免因使用過度而導(dǎo)致電力故障的出現(xiàn)，工作人員必須要定期對電力設(shè)備硬件進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)，為整個電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。

3 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，我國電氣行業(yè)也得到了極大地發(fā)展。電氣控制系統(tǒng)的安全性以及可靠性是電氣工程中的兩個重要指標(biāo)。在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮到電氣控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各類故障，并制定相應(yīng)的預(yù)防以及處理措施。在電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)階段，應(yīng)及時查找及排除出現(xiàn)的各類故障，保證電氣控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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