淺談電氣控制系統(tǒng)故障原因分析及檢修策略

佘愛榮

摘要：隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略有條不紊地實施，電氣設(shè)備的運用越來越廣泛，涵蓋了工業(yè)、制造業(yè)和生活領(lǐng)域，電氣控制系統(tǒng)是電氣自動化技術(shù)的核心，關(guān)系著整套設(shè)備的安全運行和工作效率。電氣設(shè)備維修人員要積極學(xué)習(xí)最新的電氣控制系統(tǒng)檢修技術(shù)，定期對電氣設(shè)備電路、電源、元器件等進(jìn)行檢修，運用智能化檢測設(shè)備進(jìn)行全面檢測，運用信息技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)存在的安全隱患，為企業(yè)和市民提供安全的使用環(huán)境，更好地為社會發(fā)展服務(wù)。

Abstract： With the orderly implementation of the "Made in China 2025" strategy， the use of electrical equipment is more and more extensive， covering the industrial， manufacturing and life fields， electrical control system is the core of electrical automation technology， related to the safe operation and efficiency of the whole set of equipment. Electrical equipment maintenance personnel should actively learn the latest maintenance technology， the electric control system on a regular basis on the circuit， the power of electric equipment， components for maintenance， such as using intelligent detection equipment to conduct a comprehensive inspection， using information technology to equipment to conduct a comprehensive monitoring， timely find the hidden trouble in security control system， and the use of citizens to provide a safe environment for the enterprise， to better serve social development.

關(guān)鍵詞：電氣控制;系統(tǒng)故障;故障原因;檢修策略

Key words： electrical control;system failure;cause of failure;maintenance strategy

中圖分類號：TQ320.52;TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0128-02

0? 引言

隨著智能制造理念的提出，電氣自動化在機械制造、特種設(shè)備中的運用越來越廣泛，電氣控制系統(tǒng)主要是由是輸入、邏輯與執(zhí)行三大模塊組成，不僅可以顯示電氣設(shè)備運行過程中的電流、溫度等數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)智能化控制，維護(hù)整個設(shè)備的安全運行。我們要針對不同類型電氣設(shè)備進(jìn)行分析，根據(jù)其電路、電子元件功能、計算機控制系統(tǒng)等制定維修計劃，定期對設(shè)備和控制系統(tǒng)進(jìn)行檢修，及時排除安全隱患;運用智能化檢測設(shè)備快速對電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測，檢查電流、電子元件等性能，及時更換損壞的電子元件和;規(guī)范常規(guī)檢測法，對電氣設(shè)備電線、電動機、電氣繞組和變壓器等進(jìn)行檢查，快速定位故障位置，提升維修效率;積極學(xué)習(xí)信息化檢測技術(shù)，對電氣控制系統(tǒng)溫度、電流和電壓等進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，及時安排維修人員進(jìn)行排查，保證電氣控制系統(tǒng)的安全、順暢運行。

1? 常見的電氣控制系統(tǒng)故障

1.1 電源故障? 電氣設(shè)備主要有電動機、發(fā)電機等提供動力，電力供應(yīng)直接關(guān)系著電氣控制系統(tǒng)的運行，長期高負(fù)荷的運轉(zhuǎn)很容易發(fā)生電源故障，一旦設(shè)備發(fā)生電壓、頻率偏差、極性接反、三相電源混亂、交直流電混淆等故障，電源就會中斷供電，電氣控制系統(tǒng)無法正常運行。一旦發(fā)生電源故障，很容易損壞電子元件，如果頻繁斷電還可能損壞電路，影響整個電氣設(shè)備運行。

1.2 電路故障? 電氣控制系統(tǒng)主要由電路和各種電子元件組成，電路運行過程中難免會出現(xiàn)一些故障，例如短路、短接、接線錯誤和斷線等故障，這些故障會影響電氣控制系統(tǒng)的供電，一旦發(fā)生電路故障會影響整個電氣設(shè)備的運行。檢修人員在工作中要重視電路故障，先用專業(yè)設(shè)備檢測電路電流量、電壓大小，電路溫度、電路接觸點等，一旦導(dǎo)線連接不合理、電氣元件接觸不良很容易發(fā)生電路故障。

1.3 設(shè)備和元件故障? 電氣自動化需要依靠專業(yè)設(shè)備和元件來實現(xiàn)，電動機、變壓器等設(shè)備在運行中很容易發(fā)生故障，電子元件在運行過程中會發(fā)熱，可能會出現(xiàn)過熱燒毀等故障。例如整個電氣控制系統(tǒng)斷電，這種情況下優(yōu)先檢查電動機，對電動機的電路、正負(fù)極、導(dǎo)線連接點等檢查，確認(rèn)電動機是否可以正常供電，如果電動機檢查正常，需要對電子元件進(jìn)行檢查，例如三相電連接是否正常、變壓器是否正常以及電氣元件焊接點是否牢固等，盡快確定故障位置。

2? 電氣控制系統(tǒng)故障成因分析

2.1 過電流? 電氣控制系統(tǒng)離不開電，電流會流經(jīng)整個設(shè)備和控制系統(tǒng)，電路和電氣元件能承載的電流是有限的，一旦流過電氣元件或電路的電流超過了其自身的額定電路，這種問題就稱作“過電流”。一般情況下過電流的數(shù)值要低于短路電流值，但是依然高于額定電流，如果這種問題長時間存在，會加重電氣元件負(fù)擔(dān)，很容易燒毀電氣元件，維修人員需要關(guān)注設(shè)備的啟動流程和電路負(fù)載電流。如果流經(jīng)電機的電流超過了額定電流，容易誘發(fā)“過負(fù)載”問題，這也是誘發(fā)電氣控制系統(tǒng)故障的主要原因之一，檢修人員需要重點關(guān)注設(shè)備額定電流和電壓，避免電氣設(shè)備缺相運行。

2.2 電源缺相? 電機是電氣控制系統(tǒng)不可或缺的部分，電氣控制系統(tǒng)最常用的是交流異步電機，這種電機包括了三相電源，一旦出現(xiàn)一相熔斷器熔斷問題，就會導(dǎo)致電機缺相運行。電機運轉(zhuǎn)三相缺一不可，由于電機線路長期暴露在空氣中，導(dǎo)線和電氣元件很容易被氧化，一旦被氧化后很容易發(fā)生絕緣層脫落或破損問題，電路出現(xiàn)短路故障，容易燒毀熔斷器，導(dǎo)致電機缺相。

3? 電氣控制系統(tǒng)故障帶來的安全隱患

3.1 引起設(shè)備異常停電或帶電? 如果電氣設(shè)備發(fā)生斷路、短路或缺相運行等故障，很容易導(dǎo)致讓不帶電的部分異常帶電，例如電氣設(shè)備因為絕緣不良產(chǎn)生漏電，導(dǎo)致設(shè)備金屬外殼帶電，一旦有人接觸到金屬外殼或電氣設(shè)備，很容易發(fā)生觸電事故。電氣控制系統(tǒng)故障還會誘發(fā)高壓電故障接地，在接地處形成跨步電壓，這會讓周邊區(qū)域都帶電，一旦有人員經(jīng)過這一區(qū)域，也容易發(fā)生嚴(yán)重的觸電事故。此外，一些特殊設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障會直接導(dǎo)致停電，例如電梯電氣控制系統(tǒng)故障會導(dǎo)致電梯下墜，容易誘發(fā)安全事故，總體上來說控制系統(tǒng)故障會帶來經(jīng)濟和人身安全風(fēng)險。

3.2 誘發(fā)火災(zāi)和爆炸事故? 電氣控制系統(tǒng)故障主要是發(fā)生在電能轉(zhuǎn)換和控制信息在傳遞、分配和轉(zhuǎn)化過程中失控，誘發(fā)短路、斷路、異常接地和掉閘，導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)軟件或軟件失效。電氣設(shè)備離不開電動機、導(dǎo)線和電氣元件，一旦發(fā)生電氣控制系統(tǒng)故障，很容易導(dǎo)致電流異常，誘發(fā)電火花和電弧等事故，這些事故會誘發(fā)明火，如果電氣設(shè)備周圍對方有一些可燃燒物，很容易誘發(fā)火災(zāi)和爆炸事故，危害人身安全。

4? 電氣控制系統(tǒng)故障檢修策略

4.1 堅持“問、嗅、看、聽、摸”檢修原則? 檢修人員首先要“問”，了解電氣設(shè)備故障發(fā)生后是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，重點詢問操作者的操作流程，例如故障發(fā)生頻率、故障發(fā)生前是否存在頻繁啟動、是否經(jīng)歷過維修、檢修和改動線路等，以便盡快確定故障位置?！靶帷眲t是要注意電動機和電氣元件運行過程中是否有異味，如果存在異味需要進(jìn)一步查看電動機、電氣繞組是否存在燒損等故障?！翱础敝傅氖遣榭措妱訖C運行情況，例如電動機是否存在異常抖動、冒煙、接線處打火、熔體是否熔斷、觸頭熔焊接線是否松動、導(dǎo)線絕緣層是否完整等，還可以用儀器檢測電氣元件是否存在發(fā)熱，及時發(fā)現(xiàn)并更換破損的電氣元件、導(dǎo)線和熔體等。檢修人員還可以仔細(xì)聆聽電氣設(shè)備聲音，觀察電動機、變壓器額電氣元件運行中是否存在異響，例如電動機電流負(fù)荷過大時，會發(fā)出嗡嗡的聲音，接觸器發(fā)生故障后會聽不到聲音或出現(xiàn)噠噠的抖動聲音。觸摸是直觀檢測的重要環(huán)節(jié)，檢修人員在穿好絕緣鞋、戴好絕緣手套后觸摸電動機和電氣設(shè)備外殼，如果溫度過高要積極進(jìn)行詳細(xì)檢查，避免出現(xiàn)電動機或電氣繞組燒毀的故障。

4.2 定期對電氣設(shè)備線路進(jìn)行故障排查? 線路是電氣設(shè)備最容易發(fā)生故障的部分，也是電氣控制系統(tǒng)故障檢修的重點，檢修人員要定期對電氣設(shè)備線路進(jìn)行檢測，主要是對繼電器、電氣元件、導(dǎo)線和電動機的線路進(jìn)行檢測。檢修人員可以先從主電路開始，分析幾臺電動機各自特點，仔細(xì)查看電動機額定功率和電流，檢查各個連接點是否牢固，使用了哪些電氣元件，控制系統(tǒng)原理等，根據(jù)電動機主電路圖區(qū)號、控制要求等來找到相應(yīng)的控制電路，分析出可能發(fā)生故障的部位，再通過詳細(xì)檢查確定最終的故障點。檢修人員要先切斷電源，再對可能故障點進(jìn)行詳細(xì)檢測，可以先檢查電源進(jìn)線處是否存在破損，電源接地是否合理，用電流表檢測是否存在短路，觀察螺旋式熔斷器的熔斷警示器是否跳出，繼電器運轉(zhuǎn)是否正常等。在通電檢查時可以先單獨操作某一個按鈕或開關(guān)，觀察線路中的接觸器、繼電器動作順序，如果動作符合操作規(guī)范，則證明該按鈕或開關(guān)線路正常，如果發(fā)現(xiàn)動作不符合要求，說明該元件或電路存在問題，需要對此段電路進(jìn)行逐項分析，故障排除后再連接主電路，檢查主電路運轉(zhuǎn)是否正常，及時解決電氣控制系統(tǒng)線路故障。

4.3 運用智能化檢測系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢修? 隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，一些智能化檢測儀器和技術(shù)開始運用在電氣自動化設(shè)備上，這給電氣控制系統(tǒng)檢修提供了新的技術(shù)支撐。檢修人員可以把故障代碼、電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)和說明書等資料錄入智能化檢測系統(tǒng)，利用手機掃描故障代碼，利用系統(tǒng)快速篩選出對應(yīng)的故障代碼，并調(diào)出對應(yīng)的線路圖、設(shè)備參數(shù)等，快速確定故障點，幫助檢修人員盡快制定維修方案，縮短檢修時間，減少對正常生產(chǎn)的影響。此外，維修人員可以借助智能化機器人對電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，例如一些工作環(huán)境比較惡劣的石油化工企業(yè)，可以用一些工業(yè)機器人對設(shè)備進(jìn)行拍照、掃描等檢測，對大型鉆探設(shè)備、發(fā)電機等設(shè)備進(jìn)行檢測，把電氣設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況、外表溫度和線路運行等情況會傳到系統(tǒng)，檢修人員通過影像、溫度曲線和電流數(shù)值等分析電氣控制系統(tǒng)運行是否正常。智能化檢測系統(tǒng)可以保存設(shè)備維修記錄、電氣元件更換和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)，檢修人員可以科學(xué)預(yù)判出容易發(fā)生故障的位置，及時更換老舊電子元件、導(dǎo)線和熔斷體等零部件，保證電氣控制系統(tǒng)安全運行。

4.4 建立完善的信息化檢測系統(tǒng)，提升檢修效率? 由于電氣設(shè)備運用了很多細(xì)小的電氣元件、傳感器，部分控制線路和電機都隱藏在設(shè)備內(nèi)部，檢修難度比較大，為了實現(xiàn)全方位電氣控制系統(tǒng)檢修，很多企業(yè)開始建立信息化檢測系統(tǒng)，運用一些信息化檢測設(shè)備對電氣設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行檢測。例如汽車主要使用電子點火系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)磨損比較大，很容易發(fā)生電路斷路或電子元器件接觸不良的問題，汽修人員可以運用高抗阻萬用表檢測相關(guān)測量點的電壓和電阻，并把這些數(shù)值和正常值進(jìn)行對比，盡快確定故障部位，不用用刮火的方式來檢查線路，避免電路中自感線圈產(chǎn)生的電壓擊穿電子元件。維修過程中一旦啟動點火開關(guān)，不可進(jìn)行斷開任何電氣設(shè)備的操作，避免電路中的感應(yīng)電動勢損壞電子元件，維修人員需要斷開蓄電池，關(guān)閉點火開關(guān)，先檢查汽車自診斷故障代碼是否存在，如果出現(xiàn)故障代碼，根據(jù)故障碼進(jìn)行檢修即可。

5? 結(jié)語

控制系統(tǒng)是電氣設(shè)備的“大腦”，企業(yè)要重視電氣控制系統(tǒng)檢修，制定科學(xué)的檢修制度，定期對電氣控制系統(tǒng)的線路、元器件等進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)老化和破損的元器件，利用信息技術(shù)和先進(jìn)的工業(yè)機器人進(jìn)行全方位檢測，堅持一絲不茍、精益求精的維修工作態(tài)度，保障電氣控制系統(tǒng)安全運行，為企業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航，為提升企業(yè)經(jīng)濟效益出一份力。

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