低壓電器試驗短耐控制系統故障診斷及方案策略

董超

摘要：低壓電器試驗短耐控制系統具有較多的控制回路，包含高壓、低壓、控制和其他輔助系統，不同控制回路的控制功能和任務存在一定差異，但是具有共同目標都是確保能夠迅速的響應外界負荷的要求，保證采集數據的真實穩定性。本文主要針對該系統的故障診斷和方案策略進行分析，保證系統安全穩定的運行。

關鍵詞：低壓電器試驗短耐控制系統;故障診斷;方案策略

電力的正常運輸離不開低壓電器的支持和保障。低壓電器安全順利運轉需要故障診斷和檢測技術的支撐，開展相應實驗和檢修，保證其安全可靠的運行，為人們提供更加優質的服務，創造更多的財富。

1低壓電器識別

多種不同低壓電器構成了接觸器控制線路，這些故障大多都是電器故障造成的。低壓電器元件呈現出較快的更新速度，容易受到相關因素的影響，產生較多低壓電器元件，相關工作人員需要熟練掌握傳統電器元件的型號，就目前來說低壓開關設備是指能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流的一種開關電器。低壓開關設備產品主要包含以下兩類產品：低壓大功率開關設備（POW）和整機保護裝置（PROT）。低壓大功率開關設備主要包括：塑料外殼式斷路器、剩余電流動作斷路器、萬能式斷路器。整機保護裝置主要包括：小型斷路器、家用及類似用途剩余電流動作斷路器。這兩類產品不僅屬于國家強制性認證產品范疇而且與老百姓日常生活息息相關。低壓開關設備產品主要用來分斷各類過電流及短路電流，在線路存在漏電電流的情況下能夠可靠斷開線路，防止人員觸電，廣泛應用于照明、配電線路及設備，亦可作為線路不頻繁通斷操作與轉換之用。同時在實踐操作過程中不斷了解新型的電器元件，有利于后續維修工作順利開展。低壓電器型號的進行判別過程中，需要了解電器的型號，從基礎上有效判別類型、規格和用途。

2故障診斷內容

低壓電器試驗短耐控制系統主要包含模擬量控制系統有效負責參數調節，例如電流和電壓信號控制系統等;包含開關量控制系統，有效實現設備啟動和停止運行，如順序、選線、單獨和連鎖等控制系統;保護系統，主要針對多種不同試驗設備在實際應用運行中的有效保護，如安全監控和緊急停止等系統;獨立和特殊控制系統，如數據采集等系統。開關量控制系統相對比較簡單，在達成邏輯關系的情況下，需要做好相應的保護工作，避免相關因素對該系統實現邏輯關系產生不良影響，當上一級開關沒有合分的狀態下嚴格禁止下一級開關操作[1]。安全監控系統的主要任務內容是當主設備和輔助設備出現相關故障，可能引發一系列嚴重后果的情況下。例如，相關工作人員在實踐操作設備、進入試驗區域的過程中出現失誤和錯誤現象，需要及時應用針對性有效的策略進行保護，防止出現重大設備破壞和人員傷亡等重大事故，當然在操作的過程中最好有兩人以上進行，防止出現誤操作。

另外，低壓電器試驗短耐控制系統出現相關故障的情況下，控制系統故障診斷過程中，主要任務內容包含以下幾點：①計算機控制系統在實際運行過程中，自身存在的故障診斷，如CY3000采集等系統本身存在電腦死機，采集系統量程不對應，試驗人員設置程序錯誤等。②控制系統中主要的BE490采集卡的故障診斷和檢測，診斷其是否在正常順利運行，當其運行出現異常狀況的情況下，分離出故障。③控制系統中主要的傳感器故障診斷和檢測，當傳感器測量產生故障問題時，及時發現并分離故障傳感器。④樣品本身也存在接線和設置不當的情況，比如電流大小和試驗導線或者銅排不對應，又比如萬能斷路器瞬時整定值在短耐試驗中未關閉導致短耐試驗失敗等等。

電流和電壓信號控制系統是低壓電器試驗短耐控制系統的主體和核心，在整個試驗操作過程中發揮至關重要的主導作用，詳細部件組成內容如圖1所示。

3低壓電氣故障診斷分析

3.1傳感器、采集卡故障

低壓電器試驗短耐控制系統中的主要參數測量設備就是電流和電壓信號控制系統。傳感器內部包含多種不同類型的故障，但是最終表現的結果是傳感器讀數和現實測量值的偏差超出了具體規范允許的范圍[2]。傳感器的常見故障形式主要包含斷線故障，主要表現為傳感器處在斷開狀態;超限故障，主要是其輸出超出規定范圍;超速故障形式，主要是傳感器輸出的變化速度突然轉變;恒偏差故障，主要是傳感器輸出和實際信號產生一定程度的恒定偏差;恒增益故障形式，主要是輸出增益出現減少或者增大的現象;卡死故障，主要是傳感器不會跟隨被測量轉變，始終保持固定值;漂移故障，主要是傳感器輸出不斷偏離實際信號。

3.2接觸器故障

接觸器主要包含直流、交流和中頻等多種類型的接觸器，尤其交流接觸器被廣泛應用，主要為電磁自動式的開關，在遠距離控制較大的功率電器中被有效應用，開啟電動機、其他負載是電力系統中常用的控制電氣。電流接觸器產生故障問題的情況下，容易造成電動設備破損和人員傷亡等事故。因此，相關工作人員需要制定相適應的方案策略有效排除接觸器故障，保證系統安全高效地運行。電流接觸器在實際應用運行中通常容易發生以下兩種類型的故障：①電流接通過程中，接觸器動作出現異常現象。②線圈斷電之后，接觸器產生釋放異常，不發生釋放、產生釋放延長的現象。線路中控制電路出現短路和線圈損壞的情況下，容易造成線圈動作出現異常。相關工作人員針對這些原因，可以詳細觀察線路中有無發生斷線或者松脫現象，及時更新導線，加固接線端。線圈損壞造成線路中斷，工作人員需要采用萬用表測量線圈電阻，當電阻值是正無窮的情況下，及時更換線圈，保證線路正常運行。一般情況下，線路電壓相比額定電壓較低，需要及時換上相適應的電路電壓線圈。磁系統中柱不存在氣隙，具有較大剩磁。工作人員需要將剩磁間隙去掉一部門極面，保證間隙在0.1mm-0.4mm之間，或者將線圈兩頭并聯0.2uF電容。接觸器應用過程中鐵芯處有油，需要全面清理鐵芯表面的油脂，保證其表面干凈整潔，同時不能太光，避免產生延時釋放現象。觸頭的抗溶性性能相對較差，強大電流會焊勞觸頭造成其不能釋放。

4低壓電器試驗短耐控制系統診斷方案策略

4.1BE490采集卡自診斷信息

該采集卡主要包含I/O通道、微處理器的關鍵核心功能模件。I/O同時是BE490采集卡類型最多、應用數量最大的一種模件，能夠有效實現傳感器和執行器信號通道的聯系，同時是聯系微處理器的主要橋梁，當系統產生相關故障問題的情況下，就會造成采集數據不精準、控制信號不能正常順利執行。這些功能模件大部分都具備相應的自檢功能[3]。因此，在試驗前要對I/O通道等功能控制模塊進行模擬，確保狀態及信號正常，模件自身的狀態信號能夠有效輔助傳感器和執行器的故障診斷。

4.2信號分析方法

相關工作人員對低壓電器試驗短耐控制系統故障進行診斷和處理過程中，廣泛應用信號幅值檢測、變化速率檢測等現場傳感器故障檢測措施，針對傳感器出現斷線和超速等相關故障起到良好的檢測效果，但是針對緩變故障、漂移故障等相關故障形式是不敏感的，僅僅在系統出現嚴重故障問題的情況下才能有效檢測。信號平均值、方差的變動檢測在檢測過程變量正常時處于較小范圍內平穩變化的場合呈現出良好的適用性，但是不適用于大幅度變化的信號。振動等信號分析中采用頻譜特性分析展現出良好的分析效果。

4.3部件知識和信號趨勢分析結合策略

通常情況下，采集卡的輸出和輸入信號都能夠采集到，結合其趨勢轉變特性能夠有效反映出故障特性，同時根據采集卡自身動作過程的相關知識，能夠有效達成采集卡的典型故障問題診斷。低壓電器試驗短耐控制系統中大量的參數和變量，呈現逐一定程度的相連性，不是全部處于完全獨立的狀態，包含大量相關性，該種關系被稱為是低壓電器試驗短耐控制系統冗余。我們結合該系統冗余的角度進行分析，充分應用系統中變量之間的相關性有效獲得故障問題信息內容，進而高效實現系統故障診斷和檢測[4]。例如，相關工作人員在故障診斷過程中，可以分析變量間直接關系，獲取故障信息。我們可以采用動態模型和靜態模型表達低壓電器試驗短耐控制系統中不同變量之間的關系，主要區別于回路層基于模型的方法。變量從單個控制回路進行充分考慮，同時還包含多個控制回路;工作人員根據大量信息和數據進行統計分析。過程變量之間的相關性主要是蘊藏在低壓電器試驗短耐控制系統長時間的運行信息和數據中。因此，工作人員可以從數據挖掘的角度，有效分析和發現變量之間的相關性，進而將其應用在系統故障診斷和檢測工作中。過程中的數據量相對較大，維數高，在多變量統計分析方法中具有良好的適用性;工作利用網絡構造變量的相關系分析方法。網絡通過訓練能夠獲取多個變量之間的相關性，同時在網絡權值中保存該種相關性。神經網絡通過訓練之后，能夠利用其他變量有效預測其他變量的能力，進而采用其有效預測輸出和實際輸出構造產生的故障殘差。

結束語：本文主要闡述低壓電器識別和故障診斷任務內容，分析低壓電氣故障診斷，介紹短耐控制系統傳感器和采集卡故障原因等，提出了低壓電器試驗短耐控制系統故障診斷的幾種診斷方案。相關工作人員可以結合系統實際情況，科學合理的選擇診斷方案策略，有效診斷系統故障，采用相應措施，保證系統運行安全穩定性。

參考文獻

[1]謝千振. 電梯電氣控制系統故障診斷及維修研究[J]. 大科技， 2020， 000（011）：170-171.

[2]馬銳. 電氣控制系統的常見故障診斷與維修策略探析[J]. 百科論壇電子雜志， 2019， 000（021）：104-104.