機械電氣設備故障的應急處理

周國俊

摘要：機械電氣設備是工業制造行業賴以生存的基礎生產設備，這些機械電氣設備具有運行功率大、功率高的特點。隨著如今工業制造產業制造水平與生產技術的不斷完善，機電設備的內部構造越來越復雜，而無論是哪種電氣設備，都會不可避免地出現內部構件失效與線路老化等故障問題。基于此，本文從常用機械電氣設備的啟動器、轉子回路等部件的運行機理出發，分析機械電氣設備的常見故障表現，并進一步提出了機械電氣設備故障的應急安全處理措施。

關鍵詞：機械電氣設備;工業制造;應急處理

前言：機械電氣設備的運行過程中，經常會出現某一部件的老化故障問題，而這種故障問題可能會進一步引發其它關聯部件燒毀擊穿，甚至還可能會進一步導致工廠用電癱瘓和觸電事故。所以探究機械電氣設備的故障處理方法，不僅可以有效幫助企業避免設備損壞以及設備停工帶來的直接經濟損失，對于安全生產管理來說也具有重要意義。從機械電氣設備的內部構造來看，多數故障現象都是伴隨著一些異常現象出現的，因此若是能及時發現設備的故障問題，并進行維護保養，就能夠減少設備燒毀報廢的成本損耗問題，避免工業生產過程的直接經濟損失以及生產事故。

機械電氣設備的故障前兆匯總

1.1電機啟動器故障

電機啟動器是用于輔助電機啟動的設備，在工業生產使用的三相異步交流電動機中，它能實現電機設備的工作面的軟停車、軟啟動、制動保護、過載保護以及欠壓保護等多種功能。市面上常見的啟動器產品主要分為兩種技術類型：一是籠型固態啟動器，借助電機工作回路的回饋電壓電流信號，通過邏輯變換后，控制三路雙向可控硅回路的導通關系，從而實現控制電機輸入功率與啟動電流的功能。二是液體電阻啟動器，這種啟動器的功能實現原理是在被控設備的繞組部位纏繞接入特制的液體電阻，內部可以改變電解液濃度來控制兩極之間的板間距離，這樣能可以讓液體電阻在機械電氣設備動態參數的運行狀態下，始終根據電機最大啟動扭矩與最小接入電流的需求提供相應的阻值，實現電氣設備的平穩啟動功能[1]。而電機啟動器損壞通常是由于電阻電容在長期惡劣環境下運行，導致絕緣保護層破損失效，最終導致線圈電流泄漏造成的。若不及時處理，很容易致使電機過載，引起電氣設備燒毀甚至是電氣火災。

1.2投切開關故障

投切開關是電氣設備上用于直接控制電路通斷的電子設備，它的內部構造相比于其他部位來說比較簡單，是整個機械電氣設備中維修成本最低且最容易維護的部位，但投切開關卻是故障頻率最高的部位。通常電氣設備的投切開關都是通過完成觸點的金屬片接觸或分離動作，實現線路通斷控制功能的。這種投切開關往往會由于外力破壞變形、或者金屬片之間存在接觸斷點，導致線路虛接。而開關觸點表面由于不良接觸加大了自身的阻值，很容易使其表面溫度升高，最終直至燒毀損壞。投切開關故障問題會加重機械電氣設備的外部負荷，導致電氣設備始終處于電流不足、欠壓等不良運行工況，那么啟動器就會進行欠壓保護動作，但這種不良工況并不是持續性的，在機械設備工作振動的過程中，會帶動投切開關一同振動，開關的不良觸點就會始終在接觸與斷觸兩種狀態之間不停切換，設備在開關不良觸點接觸的瞬間，就會通過遠超正常值的過載電流，導致設備擊穿損壞。

1.3轉子回路故障

相比于上述兩種故障問題，導致轉子回路故障的因素有很多種，如轉子某一項安裝位置出現滑環異常打火，造成電刷與轉子滑環之間周期性接觸不良;或者轉子出現位置的固定螺絲松動，引起局部線阻急劇加大而過熱;再或者轉子回路的某一相線或電阻接地等。上述現象都會導致機械電氣設備整體負荷加大，運行功率遠低于正常值，最終難以完成正常運轉的加工動作[2]。

轉子回路的另外一種性質的故障問題是過載燒毀，通常見于大電壓電機的繞線式電子轉機組中。由于其他部位的故障連帶反應，導致高壓電機的啟動瞬間電流增幅速度遠高于正常軟啟動水平。這樣電機轉組就會在極短的時間內迅速到達正常轉速以上，導致轉子回路溫度異常上升，最終直至設備燒毀。

機械電氣設備故障的應急安全處理辦法

2.1啟動器故障的識別與處理方法

啟動器故障問題是整個電氣設備維護檢修技術中，辨識度最高的故障問題。無論是籠式固態啟動器，還是液體電阻啟動器，在出現故障現象時整體表現都為線圈大電流通過，所以通常情況下啟動器故障的前兆是啟動器以及線圈繞組部位溫度急劇升高，且多伴隨著設備起煙以及燒焦氣味的現象。

當發現啟動器故障問題時，應急處理方法最妥當的是應當進一步提高繼電保護裝置的保護定值，盡可能地實現分路保護功能。技術人員可以第一時間通過限制啟動器高溫條件，降低設備燒毀概率，通常做法是外接一個高溫風機來直接降低啟動器的溫度，而后等設備停轉后，再對啟動器具體的損壞部位進行檢修。可以使用短接法分別繞開啟動器的不同構件，如電抗器、電容等，將被測部位的左右兩側電路相接，觀察是否仍然存在啟動器高溫故障問題。若短接被測部位后，電路可以暢通運行，則說明啟動器故障部位就在該處。

在對啟動器進行維護修復時，除了判明故障點位以外，還應當具體分析啟動器的損壞原因，籠式固態啟動器的常見受損原因是啟動器在潮濕環境下，導致電抗器分流強度過高;液體電阻啟動器的常見故障問題是由于真空接觸器的觸頭接觸錯位，導致動極板之間電流強度異常增長。所以除了拆換修復啟動器的損壞部位之外，還要直接從源頭處改善啟動器工作環境，避免啟動器出現異常工況。

2.2投切開關的故障處理

盡管投切開關的拆卸更換是電氣設備維護檢修工作中難度最低的內容，但這種問題也往往會被技術人員忽略，因為投切開關若是處于不完全變形的狀態中，往往都會伴隨著其他的異常工況現象出現。所以在平日中應當充分留意機械電氣設備的開關部位維護保養，以雙投刀式投切開關為例，一旦出現投切開關流通電流超過額定值、開關絕緣部位溫度異常升高等問題，或者是肉眼可以觀察到的投刀中間相動觸頭出現燒毀變形時，應當用接線導線連接開關中間的靜相觸頭與電纜，直接縮短機械電氣設備內部電機在故障停車工況下的運行時長，從而最大程度彌補投切開關故障導致功率補償因數的降低程度，避免設備主電機出現欠壓運行的不良工況而進一步損耗[3]。并在設備停轉后，第一時間將損壞的投切開關從設備上拆除更換。

2.3轉子回路故障處理

以電機作為主要驅動力的機械電氣設備，無論出現哪種原因導致的轉子回路故障問題，都會導致設備運行功率失控，難以完成正常工況下的精度作業。而這種問題若是不能夠及時排查解決，在生產中繼續應用轉子回路存在故障的機械進行生產，那么顯而易見的是，工件廢品率會久居不下。而這種故障現象，往往需要具備一定設備操作經驗的人員來從異常的設備運行狀況中發現，如設備響動、不同轉速檔位的差異現象等。轉子回路部位的故障處理往往比較復雜，首先應當從運行與維護環節中，轉子某一相位異常接地的現象進行排查，先對轉子回路的中性線帶電情況進行檢查，分析其三相負荷均衡情況。若經過檢測發現中性線帶電，則說明轉子系統中存在某部位異常接地。常見的接地故障主要有刷架、軸引線、勵磁電纜、磁極連接線等部位的異常錯位，以及線圈絕緣失效問題。上述問題均可以在斷開電氣設備后，將電機轉子系統單獨拆下接入獨立電源后逐一進行排查。若中性線不帶電，則說明轉子系統中三相負荷正常，應當進一步排查電刷與滑環之間、或者繞組之間存在不良接觸問題。

結語：綜上所述，機械電氣設備中常見的故障問題主要有啟動器故障、投切開關故障以及轉子回路故障。在進行機械電氣設備的故障應急處理時，無論是設備哪個部位的故障，都應當盡可能地降低設備故障工況下的運行時間，而后根據電氣設備的故障現象，分析故障發生的可能原因。而后在設備停止運行的安全狀態下，采用外接電源法或者短接法來根據故障分析結果，逐段地進行排查和現場修復。在維護檢修工作時，首先應當考慮的是做好安全防護，避免設備故障釀成生產事故，而后是出于經濟性考量，在最短的時間內恢復機械電氣設備的正常運轉功能。

參考文獻：

[1]姚海先，劉國強，袁若冰.機械電氣設備故障的應急處理[J].現代工業經濟和信息化，2021，11（08）：215-217.DOI：10.16525/j.cnki.14-1362/n.2021.08.88.

[2]楊志軍.機械電氣設備故障的原因分析及應急處理策略研究[J].甘肅科技縱橫，2020，49（06）：44-46.

[3]王啟堯，王云恒.機械電氣設備故障的應急處理措施分析[J].冶金與材料，2019，39（04）：53+55.