電氣自動化控制設(shè)備可靠性的認(rèn)識與分析

王博　董志

【摘 要】隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展，電氣行業(yè)的適用范圍越來越廣，所涉及技術(shù)要求越來越高，因此電氣自動化控制設(shè)備的普及對電氣行業(yè)具有重要的意義。本文就電氣自動化控制設(shè)備的可行性進(jìn)行初步認(rèn)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(shè)備的可靠性，為從業(yè)人員與相關(guān)企業(yè)提供建議性思路，推動電氣行業(yè)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備；自動化控制；可行性研究

中圖分類號： TM76 文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)備可靠性的重要意義

電氣自動化控制的設(shè)備開始廣泛應(yīng)用于電器行業(yè)，對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析不僅是對設(shè)備質(zhì)量的保證，更是對電氣行業(yè)整體水平的保證，相關(guān)電器企業(yè)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(shè)備可靠性的研究具有極為重要的現(xiàn)實意義。目前我國電氣自動化的技術(shù)還處于未成熟階段，尤其在自動化設(shè)備控制方面仍存在包括技術(shù)方面與人工方面的許多問題，不僅阻礙了我國電氣行業(yè)的發(fā)展，而且相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品還存在潛在的安全隱患，影響了用戶的生命財產(chǎn)安全。因此對電氣自動化設(shè)備的可靠性研究應(yīng)從技術(shù)與人工兩方面入手，通過提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性提高相關(guān)電氣產(chǎn)品的質(zhì)量，增強企業(yè)在市場中的競爭力，進(jìn)而發(fā)展我國電氣行業(yè)整體水平，提高我國電氣行業(yè)在國際上的地位。

2 電氣自動化控制設(shè)備可靠性相關(guān)問題

2.1 設(shè)備運行環(huán)境

電氣設(shè)備是在電力系統(tǒng)中對發(fā)電機、變壓器、電力線路、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱，因此由于其產(chǎn)品的特性導(dǎo)致其易受自然環(huán)境中各種因素的干擾，因此設(shè)備能否處于合適的運行環(huán)境直接決定了設(shè)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(shè)備存在直接或間接在性能上的影響，甚至造成設(shè)備的損壞。例如強磁場對電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象，以及空氣中的附著物堆積于設(shè)備中造成設(shè)備的溫度過高等，降低了設(shè)備的使用性能。

2.2 設(shè)備的內(nèi)部原因

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

2.3 操作人員的技術(shù)水平

操作人員的職業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)水平也與電氣自動化控制設(shè)備的可靠性有直接影響。由于受限于技術(shù)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(dǎo)作用，因此只有職業(yè)素養(yǎng)高的操作人員才可以完全發(fā)揮電氣自動化對設(shè)備控制的優(yōu)勢。由于我國電氣行業(yè)仍處于發(fā)展階段，且需要相關(guān)操作人員對設(shè)備的運行原理、相關(guān)電氣知識等理論基礎(chǔ)與實際工作經(jīng)驗均有高質(zhì)量的體會與掌握，因此我國現(xiàn)階段對于職業(yè)人員是供小于求的，存在較大的人才缺口。有些企業(yè)不得不雇傭相對不專業(yè)的操作人員進(jìn)行操作，缺乏專業(yè)度的操作人員不僅可能影響工作效率，還有可能缺乏相關(guān)安全知識，由此不僅可能造成操作過程錯誤或缺失導(dǎo)致的無法實現(xiàn)電氣自動化控制設(shè)備，更有可能由于錯誤操作損壞設(shè)備，帶來安全隱患。使用與維護(hù)對于電氣設(shè)備是同等重要的，因此缺乏專業(yè)性的維護(hù)也將導(dǎo)致設(shè)備可靠性的大幅下降，并降低設(shè)備使用壽命。

3 電氣自動化控制設(shè)備可靠性相關(guān)問題的解決方法

3.1 提高設(shè)計的可靠性

設(shè)計的可靠性決定了設(shè)備可靠性的下限，提高設(shè)計的可靠性不僅可以從根本上提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，還避免了大量后續(xù)由于不合理結(jié)構(gòu)、不合格元器件等原因產(chǎn)生的問題，并降低了維護(hù)成本，整體降低電氣自動化控制設(shè)備的成本，因此企業(yè)應(yīng)將重點關(guān)注于提高設(shè)計的可靠性。企業(yè)應(yīng)對技術(shù)人員的技術(shù)水平進(jìn)行嚴(yán)格要求，從源頭對設(shè)計進(jìn)行把關(guān)，并成立專項小組，對設(shè)備的運行原理與運行特點進(jìn)行詳細(xì)研究，分析產(chǎn)品的設(shè)計參數(shù)，研討和保證產(chǎn)品的性能和使用條件。設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)運行環(huán)境與運行空間來設(shè)計；根據(jù)設(shè)備的類型與其生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)批量決定產(chǎn)品大小。在設(shè)計時應(yīng)考慮設(shè)備的安全性能，并設(shè)計相關(guān)的應(yīng)急監(jiān)測裝置，

在保證器件技術(shù)要求的情況下，運用價值工程觀念選擇最合理和最經(jīng)濟的方案對零部件進(jìn)行設(shè)計，以減少生產(chǎn)產(chǎn)品的費用，降低整個設(shè)備的制造成本。在盡可能多的考慮實際情況下進(jìn)行多模式多數(shù)據(jù)的模擬，并將設(shè)備的維護(hù)與設(shè)計成本作為評判標(biāo)準(zhǔn)之一，通過比較研究出最合理的設(shè)計方案。一個合理的設(shè)計方案應(yīng)滿足設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)、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(shè)備的實用性能與操作維修性能，從整體上提高設(shè)備的可靠性。

3.2 選用合適的零部件

設(shè)備中的零件包括除電子元器件以外的組成設(shè)備的零部件，由于電氣設(shè)備所需大量的零部件，因此零部件的規(guī)格與質(zhì)量直接影響了設(shè)備的可靠性，在選擇上需要更加謹(jǐn)慎。理想的設(shè)備零部件狀態(tài)應(yīng)滿足產(chǎn)品規(guī)格少且精確符合所需規(guī)格，因此在選擇設(shè)備零部件以及元器件時，產(chǎn)品的種類規(guī)格應(yīng)盡可能少且盡可能使用專業(yè)廠家生產(chǎn)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(yè)應(yīng)指派專人記錄零部件的生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格等基本信息，以備設(shè)備需要維護(hù)保養(yǎng)時可以及時更換。在購買零部件時應(yīng)提前對市場進(jìn)行調(diào)研，不能因市場的追求經(jīng)濟型而采購質(zhì)量差的零部件，并在購買后進(jìn)行質(zhì)檢，以防任何紕漏的發(fā)生，最大限度地保障零部件對于設(shè)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(guān)系著設(shè)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(shè)備可靠性的上限。元器件應(yīng)根據(jù)運行環(huán)境的技術(shù)條件、技術(shù)性能和元器件的質(zhì)量等級要求等要素來選擇，并在選購時預(yù)購出供更換的元器件，保證發(fā)生故障時可以及時更換，提高設(shè)備的可靠性。電子設(shè)備易受包括溫度在能的多因素的環(huán)境影響，且電氣設(shè)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(shè)備過熱發(fā)生的一系列安全事故。電子元件也易受濕度的影響，例如設(shè)備工作于低溫度高濕度的運行環(huán)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(jié)發(fā)生凝露現(xiàn)象，導(dǎo)致電器元件的電氣性能下降。因此，保證電子元器件的質(zhì)量與規(guī)格是可以有效提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。

3.4 優(yōu)化設(shè)備的管理與維護(hù)

設(shè)備的使用壽命不僅決定于其設(shè)計的好壞與零部件的質(zhì)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(hù)才能最大限度地延長設(shè)備的使用壽命，因此企業(yè)應(yīng)建立明確的設(shè)備管理制度并成立專項督察小組，專項督察小組應(yīng)區(qū)別于設(shè)備管理小組，并在權(quán)利與等級上高于設(shè)備管理小組，從源頭對設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)督，防止由于內(nèi)部腐敗造成的劣質(zhì)元器件混入設(shè)備、非專業(yè)人員被編入設(shè)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(shè)備的可靠性。設(shè)備的管理與維護(hù)技術(shù)應(yīng)與時俱進(jìn)，因此企業(yè)應(yīng)定期組織操作人員的技能培訓(xùn)，提高操作人員的職業(yè)素養(yǎng)與技術(shù)水平，從人員方面最大限度地提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性。

4 結(jié)語

電氣行業(yè)在信息時代的適用范圍將會越來越廣，電氣行業(yè)的發(fā)展水平將決定國家在自動化、人工智能、軍工等高端領(lǐng)域發(fā)展上限，因此對電氣自動化的認(rèn)識不應(yīng)該只局限于電氣行業(yè)。電氣自動化控制設(shè)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(xiàn)的。本文僅對電氣自動化控制設(shè)備可靠性可能發(fā)生的幾點問題做出簡單分析，并在設(shè)計、零部件的選取以及維護(hù)管理三方面提出建議行解決方案。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)在本文啟發(fā)的基礎(chǔ)上結(jié)合實際，對電氣自動化控制設(shè)備的可靠性上做出更多角度的分析與研究，進(jìn)一步提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，為電器行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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