電氣自動化控制設備可靠性的認識與分析

王博　董志

【摘 要】隨著技術水平的不斷發展，電氣行業的適用范圍越來越廣，所涉及技術要求越來越高，因此電氣自動化控制設備的普及對電氣行業具有重要的意義。本文就電氣自動化控制設備的可行性進行初步認識并分析，列舉目前電氣自動化控制存在的問題并提出建議性的解決辦法，以求提高電氣自動化控制設備的可靠性，為從業人員與相關企業提供建議性思路，推動電氣行業發展。

【關鍵詞】電氣設備；自動化控制；可行性研究

中圖分類號： TM76 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）35-0028-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.012

1 電氣自動化控制設備可靠性的重要意義

電氣自動化控制的設備開始廣泛應用于電器行業，對電氣自動化控制設備的可靠性分析不僅是對設備質量的保證，更是對電氣行業整體水平的保證，相關電器企業也以電氣自動化作為核心競爭力立足于市場，因此對電氣自動化控制設備可靠性的研究具有極為重要的現實意義。目前我國電氣自動化的技術還處于未成熟階段，尤其在自動化設備控制方面仍存在包括技術方面與人工方面的許多問題，不僅阻礙了我國電氣行業的發展，而且相關設備產品還存在潛在的安全隱患，影響了用戶的生命財產安全。因此對電氣自動化設備的可靠性研究應從技術與人工兩方面入手，通過提高電氣自動化控制設備的可靠性提高相關電氣產品的質量，增強企業在市場中的競爭力，進而發展我國電氣行業整體水平，提高我國電氣行業在國際上的地位。

2 電氣自動化控制設備可靠性相關問題

2.1 設備運行環境

電氣設備是在電力系統中對發電機、變壓器、電力線路、斷路器等設備的統稱，因此由于其產品的特性導致其易受自然環境中各種因素的干擾，因此設備能否處于合適的運行環境直接決定了設備的運行能力與使用壽命。不同的溫度、濕度、大氣壓力、電磁場強度以及空氣中的附著物均會對電氣設備存在直接或間接在性能上的影響，甚至造成設備的損壞。例如強磁場對電氣設備產生電磁干擾現象，以及空氣中的附著物堆積于設備中造成設備的溫度過高等，降低了設備的使用性能。

2.2 設備的內部原因

即使電氣設備能工作在合適的運行環境，電器設備本身的耗損也會造成電氣自動化控制時發生問題，因此電氣設備的內部結構與元器件質量同樣直接影響著電氣設備的使用性能與使用壽命。例如在電氣設備的正常運行中，由于自身的振動導致元器件發生耗損與絕緣層老化破損，進而造成電氣設備性能的下降，甚至發生短路現象，絕緣層破損處還易產生電弧與電火花，極易造成安全事故，威脅用戶生命財產安全。由于電氣設備往往工作在強電流條件下，設備中還存在大量導線，而導線的電流負荷量是有限的且易受影響，若過大的電流超出了導線的最大電流負荷量，就會瞬間提高導線溫度，極易發生火災。電器設備的內部空間過小或電器設備的運行空間過下也會導致電氣設備溫度過高，增加了火災發生的風險。在電子設備的正常運行中，除了產生所需要的波動，還會產生諧波，這些諧波對電子設備的影響很大，更會引發誤操作， 容易給電氣設備安全運行帶來威脅，更會威脅到電流運行，不利于電網質量的提升。電氣設備中元器件的質量也與設備質量息息相關，低質量或不匹配的元器件不僅降低了設備的運行質量，還提升設備的安全隱患。

2.3 操作人員的技術水平

操作人員的職業素養與技術水平也與電氣自動化控制設備的可靠性有直接影響。由于受限于技術水平，電氣自動化的過程中也需要操作人員的參與并起主導作用，因此只有職業素養高的操作人員才可以完全發揮電氣自動化對設備控制的優勢。由于我國電氣行業仍處于發展階段，且需要相關操作人員對設備的運行原理、相關電氣知識等理論基礎與實際工作經驗均有高質量的體會與掌握，因此我國現階段對于職業人員是供小于求的，存在較大的人才缺口。有些企業不得不雇傭相對不專業的操作人員進行操作，缺乏專業度的操作人員不僅可能影響工作效率，還有可能缺乏相關安全知識，由此不僅可能造成操作過程錯誤或缺失導致的無法實現電氣自動化控制設備，更有可能由于錯誤操作損壞設備，帶來安全隱患。使用與維護對于電氣設備是同等重要的，因此缺乏專業性的維護也將導致設備可靠性的大幅下降，并降低設備使用壽命。

3 電氣自動化控制設備可靠性相關問題的解決方法

3.1 提高設計的可靠性

設計的可靠性決定了設備可靠性的下限，提高設計的可靠性不僅可以從根本上提高電氣自動化控制設備的可靠性，還避免了大量后續由于不合理結構、不合格元器件等原因產生的問題，并降低了維護成本，整體降低電氣自動化控制設備的成本，因此企業應將重點關注于提高設計的可靠性。企業應對技術人員的技術水平進行嚴格要求，從源頭對設計進行把關，并成立專項小組，對設備的運行原理與運行特點進行詳細研究，分析產品的設計參數，研討和保證產品的性能和使用條件。設備的結構應根據運行環境與運行空間來設計；根據設備的類型與其生產規模與生產批量決定產品大小。在設計時應考慮設備的安全性能，并設計相關的應急監測裝置，

在保證器件技術要求的情況下，運用價值工程觀念選擇最合理和最經濟的方案對零部件進行設計，以減少生產產品的費用，降低整個設備的制造成本。在盡可能多的考慮實際情況下進行多模式多數據的模擬，并將設備的維護與設計成本作為評判標準之一，通過比較研究出最合理的設計方案。一個合理的設計方案應滿足設計合理的結構、選用合理的材料與元器件、盡可能降低不必要的成本，提高設備的實用性能與操作維修性能，從整體上提高設備的可靠性。

3.2 選用合適的零部件

設備中的零件包括除電子元器件以外的組成設備的零部件，由于電氣設備所需大量的零部件，因此零部件的規格與質量直接影響了設備的可靠性，在選擇上需要更加謹慎。理想的設備零部件狀態應滿足產品規格少且精確符合所需規格，因此在選擇設備零部件以及元器件時，產品的種類規格應盡可能少且盡可能使用專業廠家生產的通用型零部件，最大限度地保障零部件的精度與性能。在采購零部件時企業應指派專人記錄零部件的生產廠家、型號、規格等基本信息，以備設備需要維護保養時可以及時更換。在購買零部件時應提前對市場進行調研，不能因市場的追求經濟型而采購質量差的零部件，并在購買后進行質檢，以防任何紕漏的發生，最大限度地保障零部件對于設備可靠性的影響。

3.3 電子元器件的選擇

電子元器件直接關系著設備的性能，因此電子元器件的選擇決定了電氣自動化控制設備可靠性的上限。元器件應根據運行環境的技術條件、技術性能和元器件的質量等級要求等要素來選擇，并在選購時預購出供更換的元器件，保證發生故障時可以及時更換，提高設備的可靠性。電子設備易受包括溫度在能的多因素的環境影響，且電氣設備的大多工作于高電壓大功率的電路中，因此選擇的電子元件散熱性必須良好，防止設備過熱發生的一系列安全事故。電子元件也易受濕度的影響，例如設備工作于低溫度高濕度的運行環境時，空氣中的水蒸氣易在機器元器件與印刷電路板上凝結發生凝露現象，導致電器元件的電氣性能下降。因此，保證電子元器件的質量與規格是可以有效提高電氣自動化控制設備的可靠性。

3.4 優化設備的管理與維護

設備的使用壽命不僅決定于其設計的好壞與零部件的質量，更決定于合理的管理制度。采用正常的操作方式與定期的檢修與維護才能最大限度地延長設備的使用壽命，因此企業應建立明確的設備管理制度并成立專項督察小組，專項督察小組應區別于設備管理小組，并在權利與等級上高于設備管理小組，從源頭對設備進行全程監督，防止由于內部腐敗造成的劣質元器件混入設備、非專業人員被編入設備管理小組造成的錯誤操作等事件，影響電氣自動化控制設備的可靠性。設備的管理與維護技術應與時俱進，因此企業應定期組織操作人員的技能培訓，提高操作人員的職業素養與技術水平，從人員方面最大限度地提高電氣自動化控制設備的可靠性。

4 結語

電氣行業在信息時代的適用范圍將會越來越廣，電氣行業的發展水平將決定國家在自動化、人工智能、軍工等高端領域發展上限，因此對電氣自動化的認識不應該只局限于電氣行業。電氣自動化控制設備的可靠性受多方面的影響，因此提高可靠性也是多角度多方人員共同研究才能使實現的。本文僅對電氣自動化控制設備可靠性可能發生的幾點問題做出簡單分析，并在設計、零部件的選取以及維護管理三方面提出建議行解決方案。相關從業人員應在本文啟發的基礎上結合實際，對電氣自動化控制設備的可靠性上做出更多角度的分析與研究，進一步提高電氣自動化控制設備的可靠性，為電器行業的發展做出貢獻。

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