对电力系统中电气设备故障诊断与检修分析

　　摘要：本文主要针对电气设备故障情形和日常维修，结合工作实践对故障诊断与检修方法。电气设备功能越多，电气控制就越复杂，这类隐性故障出现的机会就越多，虽是小故障，但分析、查找故障点麻烦，常常需要使用各类测量工具才能找出故障点。
　　关键词：电气设备；电路分析；试验控制；故障检修
　　对于电气设备经过一段过程与时间运行，会产生各种各样的故障，电导致设备停止运行影响生产，严重的甚至会造成人身、设备事故。其故障大致可分为两大类：①具有外特征直观性的故障。如电动机、电器明显发热，冒烟，散发焦臭味，线圈变色，接触点产生火花或异常，熔断器断开，断路器跳闸等。这类故障往往是电动机，电器绕组过载，线圈绝缘下降或击穿损坏，机械阻力过大或机械卡死，短路或接地所致。②没有外特征的隐性故障。这类故障是检修的难点，也是主要故障，其主要问题在电气线路或电器元件本身。如电气元件调整不当、损坏或电气元件与机械操作杆配合不当(如磨损)、松动错位，电气元件机械部分动作失灵，触点及压接线头接触不良或松脱，导线绝缘层磨破，元件参数设置不当或元件选择不当等原因所致。
　　1检修前的调查研究
　　调查研究是设备检修的前奏，是故障分析的第一手资料，调查研究正确、全面，对检修工作往往起到事半功倍的效果。调查研究的主要方法是问、闻、看、听、摸、拽。①问，询问设备使用者故障发生前的情形、异常现象、以往病史情况、故障前有否操作失当或某操作杆、按钮失灵或误动作等。如果是初次检修该设备，还应向使用者了解各操作机构的功能、控制关系、操作顺序等为分析电气故障，迅速查找故障点提供依据。②闻，是否有绝缘漆、塑料、橡胶等过热、烧焦的刺鼻气味。③看，察看熔断器的熔体或熔丝是否熔断，触点是否烧熔或烧灼。如果再现故障(注意不能扩大故障)，看接点间有无火花。④听，电动机、继电器、控制变压器、电磁阀等电器的机械动作机构在运行或运动中是否有异常声音。⑤摸，切断电源，用手背(如果温度过高烫手，人可本能地迅速缩回，避免烫伤)触摸电动机外壳、电器线圈等，判断其是否有明显的温升与局部过热现象。⑥拽，切断电源，轻拽电线是否松动。通过调查研究，一般说来，具有外特征直观性一类故障可找出；对较熟悉的电气设备的电路还可大致确定故障范围。
　　2电路分析确定故障范围与故障点
　　复杂电气设备的电路，应根据电气控制关系和原理图，分析确定故障的可能范围，查找故障点。电气设备的电路总是由主电路和控制电路两部分构成，主电路故障一般简单、直观、易于查找，其复杂性主要表现在控制电路上。一个复杂
　　的控制电路又总是由若干个基本控制单元或环节组成。它们就像积木块一样，根据设备的功能、生产工艺和控制要求，通过设计有机地组合在一起完成控制任务。维修时应根据故障现象结合电气原理图和控制关系，确定故障可能的单元或环节。再据主电路的连线特征，比如正反转的换相连线、降压起动的星—角连线、调速电阻或变频器连线、晶闸管的触发极连线等找到相应的控制电器或控制单元，还可根据电器辅助触点的联锁连线查找相应的电器或单元，在此基础上进一步分析确定准确的故障点以排除故障。
　　3试验控制电路，逐块排除故障以确定故障范围
　　经过外特征直观检查未找到故障点时，可采用通电试验控制电路的动作关系逐块排除故障查找故障点。例如：按工艺要求操作某按钮、开关、操作杆时，线路中相应的接触器、继电器应按规定的动作关系工作，否则，与不动作的电器或
　　动作关系有问题的电器相关联的电路有故障或该电器本身有故障。首先，应检查不动作电器是否有问题，如线圈损坏，触头磨损，变速手柄经常受冲击磨损等。其次再对相关联的电路进行逐项分析与检查，故障即可查出。这种方法一般适用
　　于维修人员较熟悉待修的电气设备的电气控制关系。试验时应断开电动机等运动电器的电源线，以免发生故障。
　　4利用电工常用仪表进行故障诊断
　　应用常用电工仪器仪表对电路进行电阻、电流、电压等参数测量，是维修电工查找或判断故障常用的方法，使用恰当能迅速查找故障点。以工厂行车位置(限位)控制线路(单边分支)中按下起动按钮SB2，接触器KM1不吸合的故障检修实例来说明其检修方法。
　　1.电压测量法
　　将万用表转换开关置于交流电压合适的档位，测量故障电路的线路电压或电器元件的接点电压，判断故障点。
　　
　　(1)电压分阶测量法在检修图1电路时，首先用万用表测量L1、L2间的电压U，如L1、L2为相线，U应为380V，如L1、L2通过控制变压器供电，视情况而定，U有220、127V、110V、36V等几种供电电压。再测1、7间的电压，正常应为电源电压U，否则是熔断器FU熔体熔断。查一查，是否是接触器线圈短路或铁心机械运动受阻或熔体接触不良，额定值偏小等原因，更换后再试，如仍不吸合，按下SB2不放，将一表棒(如黑棒)接到7点上，另一棒(红棒)向前移测量6、5、4、3、2点的电压。正常情况应为电源电压U。若测到某一点如7－6点之间无电压，说明是断路故障，将红表棒前移，当移至某点(如4点)有正常电压，说明该点以前(如3、2、1点)的触头、线路是完好的，该点以后的接点或线路是断路，一般而言，该点之后的第一个触点(图1限位开关SQ1常闭触头)或连线断线，为验证这一诊断的正确性，可用后述的分段电阻测量法确诊。有经验的电工，对接点较多的线路，往往不会逐点去测量而是将红表棒跳跃性向前移和后移相结合测量接点电压，提高故障查找效率。
　　(2)电压分段测量法
　　先用万用表测试图2的1－7点间电压，正常应为电源电压U，然后紧紧按下起动按钮SB2不放，用两表棒逐段测量相邻两标号点1－2、2－3、3－4、4－5、5－6、6－7间的电压。如果接触点接触良好，6－7两点间即线圈KM1电压应为电源电压U，其他任意相邻两点间的电压都应为零，如果不为零且指针不停地摆动，说明该两点所包含的触头、接线似通非通，接触不良；如果电压为电源电压U，说明该两点间包含的触头、接线接触不良或断路。例如2－3点间的电压为U，说明停止按钮SB1触点接触不良或开路。
　　2.电阻测量法
　　必须先断开电源，把万用表转换开关置于合适的电阻(Ω)档位，测量故障电
　　路的线路电阻或触头电阻，判断故障点。如果测试点间的电阻为无穷大，说明电
　　路或触点开路；如果测试点间包含线圈元件，电阻应为线圈的阻值，如果电阻增
　　大许多，说明测试点间的触点或接线接触不良；如果测试点间仅为触点与导线的连接通路，则电阻应为零。
　　(1) 分阶电阻测量法
　　检测时断开电源，按下起动按钮SB2，用R×10电阻档测量1－7两点间的电阻，如电阻为无穷大，说明电路断路；然后逐段分阶测量图1(电压的测试连线去掉)中的1－2、1－3、1－4、1－5、1－6各点的电阻值，其阻值应基本上等于零，若测量到某点(如1－5)的阻值为无穷大或很异常，而此前的点(1－4)阻值为零，说明断路点在这两点(4－5点)之间，即图中SQ1常闭触点无法导通或接触不良。认真检修SQ1或更换即可。
　　(2)分段电阻测量法
　　切断电源，按下起动按钮SB2，将图2中的电压测量改为电阻测量，选用R×10档逐段测量1－2、2－3、3－4、4－5、5－6的电阻，其值应基本上为零，否则说明该两点的触点接触不良或导线断路。6－7间电阻为KM1线圈的电阻，
　　约为50～100Ω左右。
　　3.短接法
　　检修时，在电路带电的情况下，用一根绝缘良好的导线将所怀疑的断路或接触不良的部位短接，如短接到某处，电路接通，说明该处或该段断路。一般采用长短结合短接法，即一次短接一个或多个触点来检查故障电路的方法。短接检修图3前，先用试电笔(或万用表)测试电源1－7端是否正常，若正常，用绝缘导线短接3－4点，如果KM1吸合，说明起动按钮SB2按下后接触不良，如果不吸合，用绝缘导线短接1－6点，如果仍不吸合，说明KM1线圈开路，如果吸合，说明KM1线圈完好，1－6点间电路有断路故障；按下起动按钮SB2不放，再用绝缘导线分别短接1－3、4－6缩小故障点范围，然后采用局部短接逐步找出故障点。例如，短接1－3点时，KM1吸合，说明故障点在1－3点之间，再分别短接1－2、2－3以进一步确定故障的准确位置。
　　电阻测量法必须停电检修，其安全性好，但有时阻值测量不准确易造成判断错误，尤其对并联电路较多而忘记断开的情况更易出现；电压测量法测量判断较准确，检修较快，但是带电检修有一定的危险性；短接法使用器材少(如可只用试电笔和绝缘导线)，没有万用表也能进行故障检修且判断速度也较快，但对电阻、线圈、绕组不可采用短接法，因是带电检修也有一定的危险性，应注意安
　　全。上述方法互相配合，互相佐证，可使检修快捷准确。
　　5应用经验检修故障电路
　　应用在检修中长期积累的一些经验来检修同类或类似设备经常出现的一些常见性故障。例如，起动控制电路发生故障变为点动不能自锁，故障点往往是与起动按钮并联的接触器常开触点通电闭合时接触不良或接线松动。X62W型万能铣床变速冲动失灵，多数原因是冲动开关的常开触点在瞬间闭合时接触不良；其次是冲动行程开关松动，位置发生变化，变速手柄推回原位过程中，机械装置未碰上冲动行程开关所致。
　　6结束语：
　　综上所述，对于电气设备故障与检修，不可忽视机械对电气控制的影响。许多电气设备的电器元件的动作是由机械、液体压力来推动的，因此，在电气故障检修之前，应注意检查、调整和排除机械、液压部分的故障，这对电气检修是很有帮助的。