電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)常見故障探析

潘劍鋒

（凱里市第一中等職業(yè)學(xué)校，貴州 凱里 556000）

電工專業(yè)是各領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)內(nèi)容，具有良好的發(fā)展前景，就業(yè)條件好，吸引眾多學(xué)生報(bào)考電工專業(yè)。又因?yàn)殡姽I(yè)具有理論與實(shí)踐相融合的特點(diǎn)，所以電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)在整個(gè)電工專業(yè)教學(xué)中承擔(dān)重要角色，負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生提升實(shí)踐能力，提高理論知識(shí)吸收水平。但是，電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)會(huì)出現(xiàn)一些故障問題，影響實(shí)踐教學(xué)效果，需要對(duì)其開展系統(tǒng)性研究。

1 電源常見故障分析

電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)中的電源常見故障，可以細(xì)分為電壓源、電流源、三相交流電源三種故障。

1.1 電壓源

故障分析：在驗(yàn)證電路疊加定理與戴維南定理實(shí)訓(xùn)活動(dòng)中，有電源疊加、等效簡化等操作需求，在實(shí)訓(xùn)過程容易出現(xiàn)電壓數(shù)據(jù)異常情況，例如可調(diào)電壓電源的電壓值難以調(diào)節(jié)，或是無法穩(wěn)定供電，獲得電壓數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確?？赡苁菍?shí)訓(xùn)人員誤操作，比如將導(dǎo)線兩端直接與電壓源兩端進(jìn)行連接，造成短路現(xiàn)象，電流不會(huì)通過后續(xù)線路，造成電力資源無法正常供應(yīng)。也有可能是可調(diào)電壓電源使用時(shí)間過長，產(chǎn)生一定程度的磨損、老化，造成其內(nèi)部可調(diào)電阻出現(xiàn)接觸不良等情況，無法使用調(diào)節(jié)旋鈕，將可調(diào)電壓電源的電壓準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。

排查方案：針對(duì)電壓源故障，實(shí)訓(xùn)人員需要先對(duì)可調(diào)電壓電源的供給電壓進(jìn)行檢查。使用萬用表直流擋可以檢測到電源兩端的輸出電壓，則排除電源自身故障問題，再檢查顯示屏電路能否正常工作；如果檢測出電源兩端輸出電壓的不正?，F(xiàn)象，需要對(duì)保險(xiǎn)管、內(nèi)部電路做進(jìn)一步排查，檢查電源內(nèi)部是否正常，是否出現(xiàn)可變電阻器接觸不當(dāng)或斷路問題。確認(rèn)是使用時(shí)間過長，產(chǎn)生可調(diào)電壓電源的老化問題，則要及時(shí)更換新可調(diào)電壓電源，繼續(xù)本次的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)[1]。

1.2 電流源

故障分析：對(duì)于電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)的直流電源故障，會(huì)表現(xiàn)出直流電源無法啟動(dòng)，或是輸出電壓不正常，造成連接直流電源的外部電路接收不到足夠的電力資源，無法正常運(yùn)行。出現(xiàn)電流源故障，可能是電流源自身存在短路情況，或者外部電路對(duì)電流源產(chǎn)生過大的負(fù)載，輸出端子和連接線連接中斷也會(huì)表現(xiàn)相同故障現(xiàn)象。

排查方案：先對(duì)外部電路進(jìn)行檢查，分析是否電路短路、電路電阻數(shù)值是否過大、電路是否長時(shí)間保持開路狀態(tài)，再對(duì)開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢查，詳細(xì)觀察輸出端子和連接線的連接情況?？梢詫?duì)外部電路做二次組裝，進(jìn)一步排查電流源故障。也可以關(guān)閉電流源，時(shí)間控制在5min，等到內(nèi)部寄存器恢復(fù)到初始狀態(tài)后，再將本次電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)使用的外部電阻連接在電流源兩端，檢查電流源是否恢復(fù)正常狀態(tài)。這種方式也可以讓電路保持正常的開路狀態(tài)，避免下次出現(xiàn)同樣故障問題。

1.3 三相交流電源

故障分析：在調(diào)制三相交流電源過程中，容易產(chǎn)生三相電壓缺相故障，只輸入兩相電壓或一相電壓，造成三相交流電源難以持續(xù)、穩(wěn)定的輸出電壓值，外部連接負(fù)載也無法保持正常運(yùn)行狀態(tài)。出現(xiàn)這種故障問題，可能是供電線路電源線出現(xiàn)一路或兩路短路、斷路情況，即三相交流電源自身出現(xiàn)故障，造成缺相故障。如果插座與插頭沒有充分連接，或是變壓器故障，則會(huì)讓一路線路出現(xiàn)斷路故障。如果沒有正確連接電流表，即以串聯(lián)形式連接在線路的電流表，此時(shí)以并聯(lián)形式連接在線路中，會(huì)造成線路發(fā)生短路故障，保險(xiǎn)絲熔斷[2]。

排查方案：首先檢查保險(xiǎn)絲是否熔斷。如果已經(jīng)熔斷，則證明當(dāng)前線路存在短路問題，需要先確認(rèn)并解決短路原因后，更換保險(xiǎn)絲，恢復(fù)正常線路運(yùn)行；其次對(duì)連接負(fù)載的導(dǎo)線、開關(guān)、線路等進(jìn)行檢查，是否出現(xiàn)連接松動(dòng)現(xiàn)象。如果有連接松動(dòng)情況，則要更換新導(dǎo)線進(jìn)行修復(fù)；最后對(duì)三相交流電源、變壓器進(jìn)行檢查，可以使用萬用表對(duì)三相交流電源相間電壓進(jìn)行檢查，分析具體問題線路，并展開相應(yīng)的修復(fù)工作。

需要注意，使用三相交流電源連接燈泡組時(shí)，需要以電路設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)確連接。在進(jìn)行連接操作時(shí)，要讓開關(guān)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，避免出現(xiàn)帶電操作情況，保護(hù)實(shí)訓(xùn)人員人身安全。完成線路連接作業(yè)后，需要對(duì)線路連接情況逐一檢查，保證線路負(fù)載保持平衡狀態(tài)，并讓燈泡組擁有相同的并聯(lián)狀態(tài)，再接通電源，開始后續(xù)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。如果線路負(fù)載不平衡，或者燈泡組并聯(lián)不一致，會(huì)導(dǎo)致三相交流電源中的某一相電壓、電流數(shù)值超過閾值，造成負(fù)載燒毀、線路短路等次生問題。

2 可變電阻器常見故障分析

故障分析：作為電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)中使用頻率最高的實(shí)訓(xùn)器材，可變電阻器需要以實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，對(duì)電路支路電阻阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能出現(xiàn)調(diào)節(jié)后，電阻阻值無變化的故障。因?yàn)榭勺冸娮杵髟O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要比普通電阻更為復(fù)雜，所以出現(xiàn)故障現(xiàn)象也存在多種情況。比如，可變電阻器使用時(shí)間過長，導(dǎo)致其產(chǎn)生較為嚴(yán)重的磨損情況，在滑動(dòng)過程中可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)片與碳膜接觸不良，造成兩者接觸電阻趨于無限大。如果可變電阻器在過去使用中出現(xiàn)短路故障，和其連接的保險(xiǎn)管可能被燒壞，也會(huì)出現(xiàn)電阻無窮大的故障，導(dǎo)致電阻無法使用常規(guī)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果碳膜表面出現(xiàn)破損情況，或是內(nèi)部被燒壞，即使再調(diào)節(jié)動(dòng)片，也無法對(duì)電路支路的電阻阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果在可變電阻器表面上存在例如水滴、灰塵等雜物，則會(huì)讓接入線路的電阻受到影響，進(jìn)而造成電路短路故障。排查方案：針對(duì)可變電阻器故障，可以使用歐姆表進(jìn)行檢測。先使用歐姆表對(duì)可變電阻器的兩個(gè)引腳間電阻值進(jìn)行測量，將歐姆表讀數(shù)與可變電阻器最大阻值進(jìn)行對(duì)比，再使用歐姆表隨機(jī)測量動(dòng)片和定片間的電阻值。當(dāng)動(dòng)片沒有移動(dòng)到測量定片一側(cè)的端子處，此時(shí)動(dòng)片和定片間的電阻值應(yīng)該大于零。當(dāng)歐姆表讀數(shù)為0，則證明此時(shí)可變電阻器出現(xiàn)損壞情況，動(dòng)片和測量的定片中間存在短路故障；如果歐姆表測量動(dòng)片和某一側(cè)的定片間讀數(shù)超過標(biāo)稱阻值，則證明動(dòng)片和測量一側(cè)的定片中間存在開路故障。除這種測量方式外，也可以將定片連接在歐姆表的一端，將動(dòng)片連接在歐姆表的另一端，緩慢對(duì)動(dòng)片位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，并觀察此時(shí)的歐姆表讀數(shù)是否跟隨動(dòng)片位置變化，從初始的0 逐漸增加至最大阻值。如果歐姆表讀數(shù)可以跟著動(dòng)片移動(dòng)，均勻增加至最大阻值，則證明可變電阻器可以正常工作；如果不能均勻增加，或者無法增加至最大阻值，則證明可變電阻器內(nèi)部存在故障，使用新的可變電阻器進(jìn)行替換即可。

3 燈管常見故障分析

故障分析：日光燈電路由供給電力資源的電源、控制啟動(dòng)停止的開關(guān)、燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器等，通過串聯(lián)方式構(gòu)成。鎮(zhèn)流器負(fù)責(zé)對(duì)日光燈電路電壓進(jìn)行穩(wěn)定控制，確保燈管可以在恒定功率情況下持續(xù)工作，起到提升燈管使用壽命的效果。啟輝器負(fù)責(zé)對(duì)燈管燈絲進(jìn)行預(yù)熱處理，從而正常點(diǎn)亮燈管。在日光燈電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)中，需要根據(jù)燈管是否可以正常點(diǎn)亮，判斷實(shí)訓(xùn)人員是否完成本次實(shí)訓(xùn)。如果在閉合開關(guān)后，日光燈燈管并沒有亮起，證明日光燈內(nèi)部電路出現(xiàn)斷路故障。

排查方案：首先，對(duì)日光燈的線路、插座連接情況進(jìn)行檢查，觀察連接是否牢固，是否出現(xiàn)連接松動(dòng)或是接觸不良等情況；再對(duì)電線絕緣皮進(jìn)行檢查，觀察內(nèi)部金屬絲是否保持正常狀態(tài)，或者出現(xiàn)變形、斷裂等情況。建議將燈管插座、導(dǎo)線進(jìn)行拆卸，再次連接，啟動(dòng)開關(guān)，觀察燈管是否點(diǎn)亮，進(jìn)而排除接觸不良故障。再使用萬用表，對(duì)日光燈導(dǎo)線內(nèi)部進(jìn)行檢查，分析導(dǎo)線是否出現(xiàn)斷裂情況，檢查保險(xiǎn)管是否被燒壞、燈管燈絲是否熔斷。如果出現(xiàn)問題，則要對(duì)保險(xiǎn)管、燈絲進(jìn)行更換，或是重新更換新的日光燈即可[3]。

4 電流表常見故障分析

故障分析：電流表是電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)使用頻率較高的儀表，主要用于測量電路支路電流數(shù)值。常見故障是電流表無法顯示讀數(shù)，或是按鍵失靈。實(shí)訓(xùn)人員將無法獲得準(zhǔn)確的電流數(shù)據(jù)，也容易出現(xiàn)電路短路現(xiàn)象，對(duì)電流表等儀表或電路造成毀壞，增加電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)成本。

排查方案：當(dāng)電流表無法正常顯示讀數(shù)時(shí)，要根據(jù)接入電路的電壓表，進(jìn)行綜合性的故障分析：當(dāng)電流表沒有顯示讀數(shù)，但是電壓表可以正常顯示讀數(shù)，證明電流表接線柱正負(fù)極存在接錯(cuò)情況，或是實(shí)訓(xùn)人員沒有正確選擇電流表量程，導(dǎo)致電路真實(shí)電流數(shù)值大于此時(shí)電流表的最大檢測值，進(jìn)而影響電流表無法正常顯示當(dāng)前的電路電流數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)候需要實(shí)訓(xùn)人員立刻將電源切斷，如果保持長時(shí)間過大電流流經(jīng)電流表，不僅會(huì)對(duì)電流表造成損傷，還會(huì)出現(xiàn)電流表損壞情況；如果調(diào)整電流表量程，在小量程情況下可以獲得正常電流數(shù)據(jù)，但是調(diào)整到大量程后，無法實(shí)現(xiàn)正常讀數(shù)，有可能是電流表內(nèi)部和大量程連接的電阻存在問題，造成大量程無法正常使用。可以通過更換電阻、檢查電阻焊接情況等方式，再調(diào)整到大量程，檢查電流表是否可以正常讀數(shù)；如果無法正?？刂齐娏鞅戆存I，無法做出復(fù)位動(dòng)作，可能是電流表內(nèi)部的彈簧出現(xiàn)老化情況，或是按鍵頻繁按動(dòng)，造成按鍵電路短暫失靈。實(shí)訓(xùn)人員可以使用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式處理按鍵，查看電流表是否可以正常復(fù)位。如果仍然存在故障，則要將內(nèi)部彈簧進(jìn)行更換，或是使用新的電流表繼續(xù)當(dāng)前電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)。

5 電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)常見故障分析

故障分析：電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)是院校電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)常見設(shè)備，可以在其上面放置多種元器件，例如三相電源、直流電源、萬用表等有效節(jié)省空間，也能讓實(shí)訓(xùn)室保持整潔，方便元器件安全管理。實(shí)訓(xùn)人員可以根據(jù)實(shí)訓(xùn)需求，使用導(dǎo)線在元件盒上組建電路。在實(shí)際應(yīng)用中，電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)故障有電路連接錯(cuò)誤、電源無法正常工作、元器件損壞等。

排查方案：

第一步，需要先對(duì)元件盒上的電路連接情況進(jìn)行檢查，要將電源切斷，避免電路帶電，降低實(shí)訓(xùn)人員觸電安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)的電路圖，對(duì)照當(dāng)前電路連接情況，逐一檢查導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與元器件是否保持緊密連接，電路是否發(fā)生斷路現(xiàn)象，保障元件盒電路的正確連接。

第二步，對(duì)電源供電情況進(jìn)行檢查。在對(duì)直流穩(wěn)壓電源、單相交流電源檢查時(shí)，需要啟動(dòng)電源開關(guān)。當(dāng)電源兩端電壓表指針指向0，證明這時(shí)電源沒有向外部電路提供電力資源。在旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕后，電壓表指針仍然沒有出現(xiàn)變化，繼續(xù)保持?jǐn)?shù)值0，則證明是電源出現(xiàn)故障，存在保險(xiǎn)絲熔斷或開關(guān)故障。對(duì)三相交流電源進(jìn)行檢查時(shí)，則要先打開電源開關(guān)，再對(duì)實(shí)訓(xùn)臺(tái)三相交流電的指示燈亮滅情況進(jìn)行觀察。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)按鈕，對(duì)電源電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)后，指示燈仍然沒有亮起，證明此時(shí)電源出現(xiàn)故障，進(jìn)行相應(yīng)的維修、更換即可[4]。

第三步，對(duì)電路元器件進(jìn)行檢查?？梢詫?dǎo)線連接在萬用表電阻檔的兩端，觀察萬用表指針變化。如果觀察萬用表有阻值，或是出現(xiàn)阻值無窮大情況，證明此時(shí)導(dǎo)線已經(jīng)斷開的。在對(duì)電阻箱進(jìn)行檢查時(shí)，需要使用萬用表連接到電阻箱兩端，查看萬用表指針變化。當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)，萬用表指針為0 或無限大，或是出現(xiàn)跳變、抖動(dòng)等情況，證明此時(shí)電阻箱電阻值無法正常調(diào)整，即電阻箱出現(xiàn)故障。如果萬用表指針無法保持穩(wěn)定狀態(tài)，可能是電阻箱的引線即將中斷，或是電阻箱內(nèi)部存在接觸不良情況，造成電阻箱阻值無法保持穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)日光燈、熒光燈檢查時(shí)，則要對(duì)燈絲進(jìn)行觀察，是否出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。也可以將日光燈、熒光燈連接到正常使用的實(shí)訓(xùn)臺(tái)上，檢查其是否可以正常發(fā)光。如果無法正常發(fā)光，則證明日光燈、熒光燈的自身出現(xiàn)問題，及時(shí)更換即可。如果可以正常發(fā)光，則要對(duì)電路連接情況、電源做進(jìn)一步檢查。在通常情況下，電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的電流表、電壓表等儀器不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，如果出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)問題，可能是實(shí)訓(xùn)人員選擇的量程不正確，或是紅黑表筆接法存在問題，可以在閉合電路前，對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)的連接情況進(jìn)行檢查，分析儀器量程選擇是否正確，避免損壞儀器指針。

6 結(jié)論

在開展電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)時(shí)，不僅要對(duì)常見故障進(jìn)行合理分析，還要向?qū)W生提供實(shí)訓(xùn)操作、注意事項(xiàng)等專業(yè)指導(dǎo)，讓學(xué)生在電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)中合理應(yīng)用理論知識(shí)，以此達(dá)到理論與實(shí)踐相融合，提升學(xué)生專業(yè)能力的效果。希望更多的教師可以對(duì)電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)故障做深入研究，合理吸納本文理論內(nèi)容，參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)一套完整的電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)操作規(guī)范，培養(yǎng)一批綜合能力強(qiáng)、專業(yè)素質(zhì)高的優(yōu)秀電工專業(yè)人才。