電氣控制系統(tǒng)的故障成因及維護對策研究

楊恢政

[摘 ? ?要 ]在我國工業(yè)以及科技不斷發(fā)展、完善的背景下，電氣控制系統(tǒng)逐漸成為制造業(yè)發(fā)展過程中應用頻率較高的系統(tǒng)，不僅有效實現(xiàn)了制造自動化，而且很大程度上提升了生產效率。但是在電氣控制系統(tǒng)的實際運行過程中，產生了一些故障，對相關行業(yè)的日常運行造成了一定程度的影響，限制了制造行業(yè)的進一步發(fā)展。介紹電氣控制系統(tǒng)的常見故障以及故障的成因和危害，闡述電氣控制系統(tǒng)的故障的常見診斷方法以及相應維護對策。

[關鍵詞]電氣控制系統(tǒng);故障;維護對策

[中圖分類號]TM507 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]In the context of the continuous development and improvement of my country's industry and science and technology， electrical control systems have gradually become a system with a higher frequency of application in the development process of the manufacturing industry， which not only effectively realizes manufacturing automation， but also greatly improves production efficiency. However， during the operation of the actual electrical control system， some failures occurred， which caused a certain degree of harm to the daily operation of related industries and restricted the further development of the manufacturing industry. The article introduces the common faults of the electrical control system and the causes and hazards of the electrical control system faults， and elaborates the common diagnosis methods of the electrical control system faults and the corresponding maintenance countermeasures in detail.

[Keywords]electrical control system; failure; maintenance countermeasures

電氣控制系統(tǒng)是電氣自動化的關鍵組成部分，科學技術的發(fā)展與完善有效實現(xiàn)了我國電氣控制系統(tǒng)安全性以及穩(wěn)定性的增強。在實際的應用過程中，相關的工作人員對于電氣控制系統(tǒng)故障的研究一直越來越關心，若不能對故障進行準確地判斷以及合理地維修、維護，將對整個電氣自動化系統(tǒng)的運行效率產生嚴重影響，同時還可能影響電氣控制系統(tǒng)的使用壽命。在這種情況下，對電氣控制系統(tǒng)的故障成因及維護對策的研究具有十分重要的意義。

1 電氣控制系統(tǒng)的常見故障以及形成原因

大量歷史數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)電氣控制系統(tǒng)產生故障的原因在于設計不合理、設備有缺陷、操作不正確以及管理不科學。這些現(xiàn)象的產生，嚴重影響了電氣控制系統(tǒng)的電流、電壓以及頻率等，進而對整個電氣控制系統(tǒng)的電網、電機、相關設備造成了嚴重的威脅。通常情況下，電氣控制系統(tǒng)產生的故障包括：①過電流。過電流指的是流過電氣元件以及電氣設備的電流遠遠超過其自身的額定電流，在這種狀況下，正常運作的電氣元件以及相關的電氣設備非常容易遭到損壞。通常情況下，過電流通路的值會小于短路電流的值。造成過電流的原因有很多，主要包括負載轉矩過高或不正當?shù)膯拥?。②過負載。過負載指的是經過電機的電流過大，遠遠超過了額定電流，致使直擊功率超出定額功率。在電氣控制系統(tǒng)的實際運行過程中，最為常見的故障就是過負載。很多工作人員在實際工作的過程中，并不能意識到這個問題的重要性。造成電氣元件以及電氣設備過負載情況的原因非常多，主要包括負載、電壓突然大幅度地增高，相關的電氣設備缺相運行等。③短路。在日常的電氣控制系統(tǒng)的運行過程中，經常會產生短路的狀況。可能產生的短路故障主要有：相接地短路、兩相短路、一電機或變壓器相繞組中的匝間短路、三相短路等。

2 電氣控制系統(tǒng)故障的危害

在實際的電氣控制系統(tǒng)的運行過程中，上述故障的產生對整個電力系統(tǒng)的影響非常大，產生的危害也是非常嚴重的，主要包括：①缺相電源在堵轉或保持低速運行過程時，交流異步電源故障時容易造成電動機組的燒毀。②當電氣控制系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，一旦產生負載短路、接線錯誤或是絕緣破損后，短路現(xiàn)象容易形成高于額定電流的瞬時故障電流，這種情況下故障電流造成的強大動力容易造成電氣設備的損壞以及配電線路的破損，甚至容易產生火災。③一旦電流過大，不僅會使電氣控制系統(tǒng)停轉，而且容易造成電氣設備內部的損壞，進而造成電動機轉矩的增大，進而對機械內部的轉動部件造成不同程度的損壞。④電氣控制系統(tǒng)產生故障時，還容易造成電網電壓的持續(xù)變低，進而影響相關設備以及用戶正常工作，甚至會導致整個電力系統(tǒng)癱瘓。

3 電氣控制系統(tǒng)故障的常見診斷方法

在對電氣控制系統(tǒng)故障進行維護的過程中，選擇正確的診斷方法具有重要的意義，通常情況下，可以選擇的方式如下。

（1）直接觀察法。在此方法的運行過程中，檢修人員按照自身的實際工作經驗，對設備的運行狀況進行詳細地觀察并判定，需要檢修人員，通過視覺觀察，檢查外形是否存在異常，通過嗅覺檢查是否有異味，通過聽覺檢查是否存在異響，通過觸覺感受設備溫度，然后對故障進行綜合判定。直接觀察法的使用，主要檢修人員應具有相當豐富的經驗，在檢修的過程中，應用到的輔助設備相對較少?，F(xiàn)階段，可以通過直接觀察法判定的故障包括電子管故障、繼電器故障以及開關故障等。

（2）電阻檢測法。通過萬能表對電阻進行檢測，觀察萬能表的實際變化，判斷短路還是開路，電阻檢測還可以用于電子管以及其他元件的故障檢測。應當注意的是，在檢測過程中，應當對被檢測設備進行斷電處理。

（3）電壓檢測法。對于電氣控制系統(tǒng)的正常運行而言，電壓不穩(wěn)將造成其無法進行正常的日常運作。所以在電氣故障診斷過程中，應當對電壓值進行高效比對，進而判斷電路中是否存在故障。這種檢測方法通常被應用于直流供電的情況。

（4）信息調查法。要想切實提高故障判斷效率，需要專業(yè)檢修人員對相關的電氣運行線路進行詳細地觀察，對相關人員進行仔細地詢問以及觀察，發(fā)現(xiàn)故障之處在故障前后的變化，進而對故障發(fā)生的現(xiàn)象進行全面地了解。在此過程中，對于電氣線路而言，應該在故障發(fā)生之前觀察其是否有冒煙、響聲、停機、啟動頻繁等情況，與此同時，也應當對原件的更換情況以及是否有私自維修的現(xiàn)象進行詳細了解，進而準確地找到故障的原因和故障出現(xiàn)的位置。

（5）實驗法。一旦常規(guī)的檢修方法不能發(fā)揮相應的作用，可以通過通電實驗判斷系統(tǒng)的應用，對電氣控制線路的故障產生原因進行判斷。在實驗法的運用過程中，需要注意的是保證電氣設備的完整，同時應當做好實驗之前的檢查工作，通過分開傳動機以及電動機，若傳動機和電動機不能有效分開，可以通過主線路的切斷，縮小檢查范圍，最大限度地避免事故的發(fā)生。

（6）邏輯分析法。按照電氣控制系統(tǒng)的內部運行原理以及相關的工作環(huán)節(jié)，對故障進行具體分析，最大限度地減少故障檢查的工作量，有效避免了無效檢查浪費時間以及人力資源，實現(xiàn)了故障檢驗準確性的提升，對于維護方案的選擇具有重要的意義。電氣控制系統(tǒng)內部具有非常復雜的內部構造和零件線路，對于檢修人員而言，這是非常不利的，容易浪費大量時間，甚至會造成嚴重的偏差以及遺漏，最終降低工作效率。在這種情況下，應當按照設計圖，在正確邏輯和機械原理的指導下對相關的操作進行合理分析。

4 電氣控制系統(tǒng)的故障的維護方法

4.1 電氣控制系統(tǒng)故障檢修與自動化

電氣控制系統(tǒng)在實際運行過程中，不僅對電流的控制具有關鍵的作用，對于相應的電壓以及電能變化也有很重要的控制作用。在變壓器的作用下，通過其實際應用，能夠實現(xiàn)不同級的電壓之間的有效聯(lián)系，進一步實現(xiàn)電流因驟停而產生的中斷或者減少超負荷運行狀況。與此同時，通常情況下，電氣控制自動化技術在變電站的信息處理和傳輸系統(tǒng)中應用的比較頻繁，現(xiàn)階段，我國很多變電站都采用了計算機實時檢修技術，在實際維修維護過程中實現(xiàn)了高效的遠程操控，大大節(jié)省了人力資源，全面實現(xiàn)了電氣控制系統(tǒng)的自動化維修、維護。此外，變壓功能的遠程無間隙的繼電保護、故障記錄、運行日志生成等功能的產生，有效提高了電力工作人員的日常工作和檢修維護的便利性。

4.2 電氣控制系統(tǒng)的主動檢修

電氣控制系統(tǒng)中存在大量的主動檢修方法，這些方法的主要依據(jù)在于控制系統(tǒng)短路現(xiàn)象的發(fā)生，進而出現(xiàn)各種電氣量的變化。在實際主動檢修過程中，通過分析故障產生的原理以及相應變量，制定出與其相適應的保護以及檢修的手段，按照電壓的降低特點，進行相應的低壓保護。按照相應的電流保護以及電壓、電流之間的相位角之間的變化，檢修整體電氣控制系統(tǒng)是否存在斷相以及漏電情況。其中常見的有3種：①設備的狀態(tài)檢修，對設備經營狀態(tài)檢修指的是按照設備的實際運行狀況進行事后維修，按照被檢修的設備實際呈現(xiàn)出的狀態(tài)以及相關參數(shù)，反映設備運行狀態(tài)的好壞。在實際的設備狀態(tài)檢修過程中，可以通過定期的建筑以及對重點位置的不定期檢修，選擇不同的檢修方法。由于狀態(tài)檢修能夠對設備發(fā)生故障前的狀態(tài)進行判新和預測，與此同時，在一定程度上有助于維修成本的減少以及提升相關運行效率，所以這種方式具有非常高效的全面性和針對性。②設備短路檢修。在實際的電路運行過程中，短路現(xiàn)象產生的整個過程基本上都是在瞬間形成的。因此，很多影響也都是瞬間造成的。在這種情況下，對日常對電力系統(tǒng)維護的過程中應當注意檢查相關的短路保護裝置的工作狀態(tài)，以便出現(xiàn)短路情況時，能夠第一時間做出反應，切斷電源。對短路進行保護裝置檢修的重要之處集中于熔斷器以及低壓斷路器所在的位置。在實際的電氣控制系統(tǒng)中，使用頻率最好的短路保護裝置就是與三相供電系統(tǒng)對應的三相短路保護裝置。電動機將在電氣控制系統(tǒng)運行的過程中，實施正反轉及頻繁啟動，一旦設備產生短路，將會在瞬間產生超大電流，使電動機的轉矩處于不斷增大的狀態(tài)，直到引發(fā)機械的轉動部件發(fā)生嚴重損壞為止。也正是因為這個原因，所以在電機檢修過程中，可以直接將常閉觸頭串聯(lián)進接觸器的控制回路中，與此同時，使過流繼電器線圈串聯(lián)進主回路，進而有效形成過流繼電保護裝置。這種保護裝置通常被應用于啟動時間相對較長的大容量電動機控制系統(tǒng)中。③設備的檢修維護。正常情況下，可以通過現(xiàn)場循環(huán)濾油的方式，實現(xiàn)設備運行可靠性的提升。同時有效實現(xiàn)了設備故障發(fā)生頻率的降低，為電力電氣設備的運行正常和設備使用壽命延長提供了充分的保障。此外，可以對設備進行交替運行，除此之外，可以及時添加潤滑油以及清潔設備，進而為電力電氣設備的保護以及維修提供充分保證。

5 結束語

綜上所述，面對現(xiàn)階段我國電氣控制系統(tǒng)自動化逐漸發(fā)現(xiàn)的大環(huán)境，但是在實際的電氣控制設備的運行過程中，產生的故障對整個系統(tǒng)的運行造成了嚴重影響，在這種情況下，采取相應的措施，對故障進行高效的控制具有非常重要的意義。在實際的運行過程中，可以通過故障檢修以及自主檢修實現(xiàn)對故障的有效控制。

參考文獻

[1] 趙波.基于西門子828D數(shù)控系統(tǒng)的主軸箱電氣控制系統(tǒng)設計[J].機電信息，2021（12）：42-44.

[2] 白曉晨，楊永坤，荊光瑞.基于紫外脈沖法的電力設備放電檢測系統(tǒng)[J].科學技術創(chuàng)新，2021（9）：61-63.

[3] 隋胄君，肖靖毅.化工生產中電氣自動化控制系統(tǒng)的實踐運用——評《化工生產技術》[J].日用化學工業(yè)，2021，51（3）：268.

[4] 衛(wèi)婷.電廠控制系統(tǒng)中有關電氣自動化控制系統(tǒng)的應用及存在的問題[J].中國設備工程，2020（24）：176-177.

[5] 金旦麗，高麗娜.HXN5型內燃機車空壓機電氣控制系統(tǒng)簡介及案例分析[J].內燃機與配件，2021（2）：49-50.

[6] 蒲天旺.電氣工程中電力拖動系統(tǒng)自動控制與安全保護的分析[J].電子元器件與信息技術，2021，5（1）：103-104，109.