分析造成船閘常見(jiàn)電氣故障的原因及應(yīng)對(duì)措施

◎ 黎超 江西省信江通航管理中心

1.船閘電氣故障分析的重要性分析

需要設(shè)置合理與完善的船閘電氣系統(tǒng)，這是保證船閘正常排水的前提條件，同時(shí)預(yù)防發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。電路控制系統(tǒng)在對(duì)于即將發(fā)生的嚴(yán)重災(zāi)害事故，會(huì)發(fā)出預(yù)警信息，所以其整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行處理效率是比較高的。隨著電氣系統(tǒng)的全面發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)得到了很大的提升，對(duì)于船閘行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，其產(chǎn)生的不僅僅是經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能有效促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全性的提升，降低運(yùn)行成本，保證運(yùn)輸工作順利開(kāi)展。在船閘電氣系統(tǒng)設(shè)施的安裝與運(yùn)行之后，能有效促進(jìn)船閘監(jiān)控管理效果，避免出現(xiàn)人為失誤，保證其整體的運(yùn)行、協(xié)調(diào)能力。

2.限位開(kāi)關(guān)所導(dǎo)致的閘閥門(mén)故障問(wèn)題分析

限位開(kāi)關(guān)對(duì)于船閘系統(tǒng)的運(yùn)行影響比較直接，也是極為關(guān)鍵性的外設(shè)設(shè)備，限位開(kāi)關(guān)是對(duì)閘閥門(mén)進(jìn)行控制，確保運(yùn)動(dòng)有效的開(kāi)展，同時(shí)將運(yùn)行的信息反饋到控制系統(tǒng)內(nèi)，確保閘門(mén)門(mén)體動(dòng)作的安全性與啟閉機(jī)械液壓油缸行程的安全性。但是限位開(kāi)關(guān)往往都會(huì)因?yàn)榧庸べ|(zhì)量比較差、壽命不足等，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生觸點(diǎn)鎖死或者中繼養(yǎng)護(hù)等問(wèn)題，造成系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量比較差，影響總體結(jié)構(gòu)的性能。這些故障問(wèn)題一旦發(fā)生，養(yǎng)護(hù)人員并不能快速的通過(guò)肉眼判斷出來(lái)，還要進(jìn)行多個(gè)步驟的故障診斷和分析，要做好啟閉系統(tǒng)、水下障礙、供配電系統(tǒng)等多個(gè)方面的排查。

2.1 限位開(kāi)關(guān)觸電鎖死而閘門(mén)不運(yùn)行的情況

2.1.1 故障現(xiàn)象

閥門(mén)提落燈亮起，落閥到規(guī)定位置上，不能進(jìn)行提閥運(yùn)動(dòng)。

2.1.2 故障排查

將啟閉機(jī)故障與水下故障問(wèn)題全部排除，初步確定故障是由于電氣控制系統(tǒng)所導(dǎo)致，然后按照如下步驟逐步進(jìn)行排查。①閥門(mén)關(guān)閉到位室，在操作臺(tái)進(jìn)行按鈕操作和控制柜閥門(mén)作業(yè)，沒(méi)有任何動(dòng)作反應(yīng)；②使用上位機(jī)進(jìn)行提閥門(mén)操作，組態(tài)軟件現(xiàn)實(shí)閥門(mén)已經(jīng)提到位置上；③檢查確定電器柜中的信號(hào)燈變化情況，閥門(mén)回落到原有位置上，指示燈與提閥全部亮起，就表示中繼或者行程開(kāi)關(guān)中存在故障；④檢查確定控制柜中繼，閥門(mén)提閥到位，中繼和落閥到位，中繼實(shí)現(xiàn)電吸合，撥動(dòng)搖臂，可以正常運(yùn)行，提閥信號(hào)一直顯示；⑤檢查閥門(mén)是否可以回落到規(guī)定位置，形成開(kāi)關(guān)與限位撞塊落閥到開(kāi)關(guān)搖臂，直接觸發(fā)到位信號(hào)；⑥檢測(cè)提閥開(kāi)關(guān)的部件，根據(jù)需要調(diào)整搖臂，直接觸發(fā)信號(hào)；⑦開(kāi)啟限位閥的外殼，如果內(nèi)部有任何銹蝕、潮濕等現(xiàn)象，可以利用萬(wàn)用表進(jìn)行觸點(diǎn)的檢查，有常閉的情況，會(huì)導(dǎo)致回路出現(xiàn)導(dǎo)通的情況，就會(huì)檢測(cè)確定有提閥信號(hào)，不能開(kāi)啟閥門(mén)。

2.1.3 故障分析

限位開(kāi)關(guān)在加工制造環(huán)節(jié)就有巨大的缺陷，導(dǎo)致不能正常的應(yīng)用，密封圈也有嚴(yán)重的老化問(wèn)題，導(dǎo)致水汽無(wú)法及時(shí)排出去，也可能是因?yàn)橄尬婚_(kāi)關(guān)與連接電纜接口的部位密封性不足，雨水或者清掃中所產(chǎn)生的水進(jìn)入到電纜內(nèi)，導(dǎo)致生銹情況的出現(xiàn)，影響整體運(yùn)行。

2.1.4 解決辦法

限位開(kāi)關(guān)全部更換，排除故障問(wèn)題。

2.2 限位開(kāi)關(guān)

DC24V 供電故障導(dǎo)致出現(xiàn)的人字形閥門(mén)開(kāi)關(guān)關(guān)閉到位的情況下撞門(mén)。

2.2.1 故障現(xiàn)象

人字形閘門(mén)關(guān)門(mén)的情況下，存在有兩側(cè)有時(shí)同步、有時(shí)不同步的情況，關(guān)門(mén)的情況下導(dǎo)致撞門(mén)問(wèn)題的出現(xiàn)，門(mén)體結(jié)構(gòu)抖動(dòng)比較嚴(yán)重，聲音過(guò)大。

2.2.2 故障排查。

檢查確定啟閉機(jī)與水下故障，可以利用下述的幾個(gè)環(huán)節(jié)和步驟進(jìn)行處理。①檢查閘門(mén)的啟閉油缸行程開(kāi)關(guān)，前置限位器直接和擋塊進(jìn)行連接，要保證該部位上沒(méi)有任何的故障問(wèn)題；②手動(dòng)觸發(fā)前后要進(jìn)行限位開(kāi)關(guān)搖臂的控制，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)開(kāi)啟，限位動(dòng)作可以正常的運(yùn)行，確保其開(kāi)關(guān)沒(méi)有任何機(jī)械故障問(wèn)題；③拆除前置開(kāi)關(guān)，利用萬(wàn)用表檢測(cè)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其觸點(diǎn)的運(yùn)行是正常的；④然后在兩側(cè)應(yīng)用萬(wàn)用表檢測(cè)DC24電壓，電壓數(shù)據(jù)無(wú)法滿足要求；⑤將開(kāi)關(guān)到位中繼，然后進(jìn)行檢測(cè)，限位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，中繼線圈電壓參數(shù)無(wú)法滿足要求，確定出纖維開(kāi)關(guān)供電電壓比較低，中繼無(wú)法完成吸合動(dòng)作，確定該開(kāi)關(guān)的線纜兩頭，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在嚴(yán)重氧化變黑的情況，導(dǎo)致接觸效果比較差，壓降比較嚴(yán)重，中繼不吸合，這就說(shuō)明該故障是因?yàn)橄尬婚_(kāi)關(guān)供電線路存在的問(wèn)題。

2.2.3 故障分析

人字形閘門(mén)啟閉機(jī)油缸行程的開(kāi)關(guān)部位全部都應(yīng)用前后雙限位的形式，分別在前后的位置進(jìn)行設(shè)置。在運(yùn)行的條件下，行程檢測(cè)是通過(guò)前置纖維開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行的，無(wú)法觸發(fā)到后部的開(kāi)關(guān)。但是經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)前置開(kāi)關(guān)存在問(wèn)題，導(dǎo)致存在關(guān)閉動(dòng)作，限位擋塊直接觸發(fā)前置纖維開(kāi)關(guān)，中繼無(wú)法吸合，沒(méi)有信號(hào)傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)內(nèi)，油缸不能獲取相應(yīng)信號(hào)，如果連續(xù)運(yùn)行，最終到行程桿觸發(fā)到后置限位開(kāi)關(guān)才停止運(yùn)行，但是目前已經(jīng)出現(xiàn)了碰撞的問(wèn)題。

2.2.4 解決方法

檢查或更換DC24V供電線纜部分，限位開(kāi)關(guān)可以正常的運(yùn)行，消除故障問(wèn)題。

3.開(kāi)度儀引起的閘閥門(mén)故障

開(kāi)度儀的應(yīng)用，能夠檢測(cè)確定閘門(mén)啟閉油缸活塞在運(yùn)行中所產(chǎn)生的距離，為測(cè)距儀系統(tǒng)。在某船閘的運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)度儀設(shè)備的選擇主要是內(nèi)置、外置兩種方式，前者通常是安裝到油缸的內(nèi)部空間中，為磁感應(yīng)的原理，后者主要包含激光式、拉繩式等形式。該設(shè)備安裝到船閘電氣系統(tǒng)內(nèi)，可以準(zhǔn)確的判定出設(shè)備的開(kāi)度狀態(tài)，然后保證左右兩側(cè)的船閘閥門(mén)可以同時(shí)、變速。利用PLC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)度數(shù)據(jù)模擬確定出具體的操作系統(tǒng)畫(huà)面，然后將相應(yīng)的信息直接反應(yīng)給工作人員。開(kāi)度儀如果存在質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致閘閥門(mén)運(yùn)行無(wú)法滿足要求，造成其運(yùn)行速度不正常，兩側(cè)無(wú)法同時(shí)運(yùn)動(dòng)，漲水速度也不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，會(huì)給船舶的正常運(yùn)行帶來(lái)非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。

3.1 開(kāi)度數(shù)據(jù)精度不足

3.1.1 故障現(xiàn)象

閘門(mén)在動(dòng)作中突然發(fā)生速度變化，自開(kāi)啟到最終關(guān)閉，速度時(shí)快時(shí)慢，速度發(fā)生變化比較大，左右兩側(cè)出現(xiàn)不同步的情況；閘門(mén)提升的速度存在異常變化的情況，閘門(mén)字落閥到提閥出現(xiàn)了速度變化異常的情況，動(dòng)作變化比較反復(fù)，造成閘室內(nèi)的速度漲幅速度快慢不均勻，造成船舶的水流沖擊比較大，出現(xiàn)斷纜的問(wèn)題。

3.1.2 故障排查

①檢查確定系統(tǒng)內(nèi)的組態(tài)畫(huà)面顯示的截圖情況；②開(kāi)度沒(méi)有數(shù)據(jù)的條件之下，要進(jìn)行開(kāi)度儀運(yùn)行的電流數(shù)據(jù)分析；③如果所測(cè)量之后確定電流數(shù)據(jù)在合理的范圍內(nèi)（4～20mA），就表示沒(méi)有任何的故障問(wèn)題，檢查確定接線或者線纜等方面的問(wèn)題；④如果開(kāi)度儀沒(méi)有檢測(cè)出電流信號(hào)，就確定該設(shè)備存在故障問(wèn)題。

3.1.3 故障分析

按照開(kāi)度儀不同形式分別進(jìn)行故障問(wèn)題的分析。一是內(nèi)置式的形式，在閘閥門(mén)內(nèi)部活塞桿中安裝的磁感應(yīng)形式的測(cè)距儀，該故障是接觸式儀器所存在的，設(shè)備本體會(huì)伴隨著活塞桿的運(yùn)行會(huì)在桿腔中發(fā)生運(yùn)動(dòng)，而活塞桿連接閘門(mén)與閥門(mén)，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)了跳動(dòng)、震動(dòng)或者碰撞的問(wèn)題，所形成的作用力會(huì)沿著活塞缸直接傳輸?shù)絻x表結(jié)構(gòu)上，線圈出現(xiàn)了損傷的問(wèn)題，造成數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不足，所以需要將其完全拆除，進(jìn)行維修處理。二是外置式開(kāi)度儀裝置。從本次閘門(mén)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用的是激光測(cè)距儀，通過(guò)系統(tǒng)紅外線檢測(cè)距離，儀表安裝到活塞桿尾部，反射板設(shè)置到限位塊中，并且保持運(yùn)動(dòng)的形式。紅外線會(huì)從本體儀表內(nèi)射出，然后經(jīng)過(guò)反射板再次反射到本體上，這種形式的儀表日常維護(hù)工作比較少。如果出現(xiàn)故障問(wèn)題，可以進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整之后再次確定。

3.1.4 解決方法

①開(kāi)度儀如果沒(méi)有任何故障問(wèn)題，再次進(jìn)行線纜連接，然后利用PLC編程軟件與組態(tài)軟件出現(xiàn)誤差的情況，可以消除故障的影響；②開(kāi)度儀存在故障問(wèn)題，再次連接PLC系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整分析。需要注意的是，在進(jìn)行開(kāi)度儀器故障處理的過(guò)程中，針對(duì)于線路的搭接以及用電功率的處理，要嚴(yán)格的按照系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.結(jié)語(yǔ)

船閘電氣系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)輸效果有著直接的影響，通過(guò)信息技術(shù)的融合與應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)總體運(yùn)行效果的提升，但是該系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，建設(shè)與管理過(guò)程的難度都比較高，還需要加強(qiáng)系統(tǒng)的分析和研究，保證其系統(tǒng)運(yùn)行性能得以提升，保證船閘運(yùn)行更好的滿足我國(guó)運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展需要。