試析電力拖動控制線路故障的原因與排除方法

遼寧省鞍山市鞍山技師學(xué)院 劉 艷

1 電力拖動控制線路故障原因分析

1.1 硬故障

電力拖動控制線路硬件故障多為電器元件發(fā)熱導(dǎo)致的損壞，包括控制回路斷線；機(jī)械故障；電氣系統(tǒng)故障，如接觸器、電動機(jī)等故障；半導(dǎo)體元件損壞、電源線路短路、接地線斷開等。其中硬件故障多伴有發(fā)熱、燒焦、冒煙、出現(xiàn)閃電火花等現(xiàn)象。

1.2 軟故障

軟故障包括電力拖動線路原因包括：電壓波動，或電源電壓過低；接觸器線圈斷路；接觸器主觸點(diǎn)接觸不良或接觸器本身質(zhì)量問題；觸頭磨損；時(shí)間繼電器等輔助觸點(diǎn)接觸不良。

1.3 間歇故障

間歇故障是指在特定條件下，由器件老化、容差不足、接觸不良等因素引起的一種故障。

2 電力拖動控制線路故障檢修流程

在對電力拖動控制線路進(jìn)行檢測的時(shí)候，其檢測過程很長，發(fā)現(xiàn)問題的所在，需要采用多種方法并且需要較長的時(shí)間，來進(jìn)行一系列的檢測，首先要確定問題所在的區(qū)域，以及確定這個(gè)區(qū)域的范圍大小，然后對其進(jìn)行首次檢測，進(jìn)行細(xì)致地分析，縮小其范圍，然后再逐步地對電力拖動控制線路進(jìn)行檢驗(yàn)和測量，最后確定出問題的確切位置，并進(jìn)行檢修工作。要做好線路測試工作，確定故障范圍，在測試期間，不得將失效區(qū)域擴(kuò)大，保證電力拖動控制線路的穩(wěn)定，嚴(yán)禁破壞已有的原部件及機(jī)器裝置。要確定故障的大致范圍，必須先對部分故障進(jìn)行通電處理，接通電源后，對機(jī)器的各部位設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢查，檢查其運(yùn)行情況是否正常，從而找出故障的根源，判斷出線路可能出現(xiàn)的故障范圍。在確定故障范圍的同時(shí)，要認(rèn)真地觀察控制階段的異常情況，將二者有機(jī)地結(jié)合起來，然后根據(jù)故障引起的現(xiàn)象，縮小故障范圍，這種方法在維修復(fù)雜的線路故障時(shí)同樣適用，而且其檢查結(jié)果非常顯著[1]。

3 電力拖動控制線路的檢測方法

3.1 判斷故障范圍

當(dāng)發(fā)生電氣設(shè)備故障時(shí)，需要進(jìn)行故障排除。首先需要進(jìn)行的是判斷是機(jī)械問題還是電氣問題。如果是機(jī)械問題，故障往往與設(shè)備操作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)或者機(jī)械構(gòu)件有關(guān)，需要通過機(jī)械知識或者傳動學(xué)等方法進(jìn)行排查。如果是電器問題，需要進(jìn)一步判斷是電源問題還是線路問題。如果是電源問題，往往是電源設(shè)備損壞或者電源線路接觸不良等問題，需要通過對電源設(shè)備或電源線路的測試檢測來判斷。如果是線路問題，需要進(jìn)一步判斷是主電路還是控制線路問題。主電路故障往往與電路的電阻、電容、電感等元件有關(guān)，需要進(jìn)行電路分析并進(jìn)行測量。而控制線路故障往往與電路中的控制元件、傳感器等相關(guān)，需要進(jìn)行控制信號分析以及控制元件的測試檢測來判斷哪一個(gè)環(huán)節(jié)、哪一個(gè)元件出現(xiàn)問題。

在進(jìn)行故障排除的過程中，需要注意安全問題，并確保測試儀器的準(zhǔn)確性和精度，遵循相關(guān)安全操作規(guī)范，進(jìn)行全面的故障分析和判斷。通過系統(tǒng)化的方法，結(jié)合機(jī)械知識、電路分析以及控制信號分析等多種手段，可以快速準(zhǔn)確地檢測出故障并進(jìn)行排除。

3.2 電力拖動控制線路故障不帶電檢測方法

3.2.1 電阻測量法

將電阻測定方法分為兩種，即分段測定法和分階測定法。分階電阻測定方法是先切斷供電，再將SB2按住，再用萬用表進(jìn)行分階式測定，一般情況下，各接點(diǎn)間的電阻均為0。在某一個(gè)標(biāo)號上進(jìn)行檢驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)其阻值突然增加，說明其接觸不良或斷路故障。例如，對其他觸點(diǎn)進(jìn)行測量前，各點(diǎn)的電阻值都是正常的，而在測量到電阻觸點(diǎn)5時(shí)，電阻值顯示閾值，這表明輔助常閉觸頭和某個(gè)連接節(jié)點(diǎn)導(dǎo)線有問題；采用萬用表分段測量法，能在不同位置上檢測到不同的電阻值。如果數(shù)值為0時(shí)，則表明其電阻值是正常的，而當(dāng)其電阻值在0～5時(shí)，則屬于線圈電阻值。如果在兩個(gè)點(diǎn)之間，電阻會急劇增大，則表明兩個(gè)點(diǎn)之間的接線有接觸問題。阻測量法如圖1所示。

圖1 電阻測量法

3.2.2 短接檢測法

短接法主要有長短接法和局部短接法兩種方法。局部短接法，是將疑似斷路的故障點(diǎn)短接，從而判斷出真正的故障位置，用專門的儀器對FU2的兩端進(jìn)行測量，將SB2壓在一起，用同樣的電線將兩個(gè)線路連在一起，萬用表顯示出線圈的直流阻抗，就是兩個(gè)線路。如3～4接觸點(diǎn)的短接，導(dǎo)線導(dǎo)電，則可判定為SB2接觸件的接線有問題；長短接法指的是一次短接多個(gè)觸頭，從而對短路故障進(jìn)行檢測。當(dāng)懷疑短路故障出現(xiàn)在一定區(qū)間的時(shí)候，就可以利用萬用表的電阻檔對FU兩端進(jìn)行測量，并且按住SB2不松開，短接1～3接點(diǎn)。采用局部短接頭的方式，對其他接頭逐一進(jìn)行檢測，找出準(zhǔn)確的故障點(diǎn)所在。在檢修過程中，可以長短接法和局部短接法相結(jié)合，以取得更好的應(yīng)用結(jié)果。短接法如圖2所示。

圖2 短接法

3.2.3 可視化檢測

可視檢查是一種簡單直接的檢測方法，通過人眼觀察、感性認(rèn)知實(shí)現(xiàn)對電力拖動控制線路中部件、連接處、連接線等進(jìn)行檢查，以確定故障點(diǎn)位置或發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象。在進(jìn)行可視檢查時(shí)需要斷電并切斷電源，以避免電擊或損壞元件等危險(xiǎn)情況的發(fā)生；檢查時(shí)需要注意安全，避免觸碰高壓、高溫以及其他危險(xiǎn)物品或區(qū)域；同時(shí)，檢查時(shí)需要認(rèn)真觀察，仔細(xì)檢查，以盡可能地發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)或異常情況； 對于檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題，需要記錄下來，以備后續(xù)的故障處理和維護(hù)工作。可視檢查適用于以下一些情況。一是檢查電力拖動控制線路中的部件是否存在損壞、腐蝕、變形等情況；二是檢查電力拖動控制線路中連接處的接線是否穩(wěn)固、接觸良好等；三是檢查電力拖動控制線路中連接線的接頭是否松動、斷裂等狀況；四是檢查電力拖動控制線路中的線路布局是否合理、規(guī)范等；五是檢查電力拖動控制線路中的絕緣情況[2]。

3.2.4 電路圖分析

電路圖分析是一種常見的電力拖動控制線路故障不帶電檢測方法，通過對電路圖進(jìn)行分析，以確定故障點(diǎn)位置或發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象。

在進(jìn)行電路圖分析時(shí)，需要進(jìn)行以下幾個(gè)步驟。一是確定電路圖所表示的電路類型、連接方式、元件規(guī)格等信息，并對電路圖進(jìn)行初步分析。二是對電路圖中的元件進(jìn)行逐一檢查，檢查是否存在損壞、腐蝕、變形等情況，并確認(rèn)其規(guī)格、型號、安裝方式等信息。三是檢查電路圖中的連接線路，檢查接頭是否松動、接觸不良等情況，并確認(rèn)連接線的大小、材料、線路布置等信息。四是根據(jù)電路圖中的電路連接方式，對電路進(jìn)行分段分析，并追蹤分析信號流動路徑。五是對于分析過程中發(fā)現(xiàn)的問題和疑點(diǎn)，需要進(jìn)行排查和調(diào)試，并記錄下來。需要注意的是，在進(jìn)行電路圖分析時(shí)，需要依據(jù)相關(guān)知識和技能，避免因操作不當(dāng)而引起的危險(xiǎn)和誤操作。同時(shí)，對于復(fù)雜的電路圖分析，也需要進(jìn)行有計(jì)劃的工作和有條理的思維，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 帶電檢測方法

檢修電力線路時(shí)，工作人員應(yīng)在帶電狀態(tài)下查找故障原因，通過測得的交變電壓，找出準(zhǔn)確的故障位置。

3.3.1 電壓測量法

電壓測量法是通過萬用表交流電壓檔來測量電路電壓，以確定故障位置，有兩種方法，一種是分階測量法，另一種是分段測量法。

分階測量法，接觸器觸點(diǎn)根據(jù)帶電的環(huán)境起動按鈕SB2，表現(xiàn)出非吸合（non-sink）現(xiàn)象，該現(xiàn)象指示線路發(fā)生了斷路故障。這時(shí)要及時(shí)對線路進(jìn)行檢測，首先對首個(gè)連接點(diǎn)間的電壓進(jìn)行測量，正常值為380V，然后繼續(xù)緊按SB2，直至一支表筆連接零點(diǎn)，另一支表筆連接到其他標(biāo)號，然后對不同連接節(jié)點(diǎn)的電壓值進(jìn)行測量。若測得的某一標(biāo)號為零，則表示這一結(jié)點(diǎn)的前端電路發(fā)生了開路故障。持續(xù)往上測量，當(dāng)測定到某個(gè)點(diǎn)時(shí)，電壓處于正常的狀態(tài)，指示這個(gè)節(jié)點(diǎn)之前的線路運(yùn)行是正常的，此時(shí)可以將故障范圍縮小在兩個(gè)點(diǎn)之間的連接線上，依次類推，就可以找到具體的故障點(diǎn)。

分段測量法，在線路發(fā)生斷路故障的時(shí)候，可以使用萬用表的交流電壓來進(jìn)行檢測。首先，對0-1節(jié)點(diǎn)間的電壓進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其電壓在正常的范圍之內(nèi)，然后，按下SB2，用兩支表筆來分段地對其他節(jié)點(diǎn)的電壓值進(jìn)行測量。一般情況下，只有0～5個(gè)點(diǎn)之間的電壓是380V，其余兩個(gè)點(diǎn)之間的電壓都是0V。當(dāng)測量到某個(gè)階段時(shí)，其電壓值小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值（380V），則表明該階段的常閉觸頭接觸不良，若測量5～0節(jié)點(diǎn)的電壓為380V，則說明該階段電壓值正常，若此時(shí)接觸器出現(xiàn)不吸合現(xiàn)象，則可判定為接觸器自身有質(zhì)量問題。

3.3.2 短接檢測法

在故障線路帶電時(shí)，還可以利用短接檢測法，但是，在帶電情況下，短接法有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，不推薦初次使用，也不能用導(dǎo)線直接短接線圈，否則會造成嚴(yán)重的人為短路事故，需要指出的是，在對電力拖動控制線路的檢測方法進(jìn)行實(shí)踐的時(shí)候，應(yīng)該使用不帶電的短接法和電阻測量法，這樣可以有效地提升檢測的安全性，在對各類不帶電檢測法進(jìn)行熟悉之后，再逐步地學(xué)習(xí)帶電檢測。與此同時(shí)，在進(jìn)行故障檢測的時(shí)候，除了要找到常見的故障點(diǎn)之外，還需要對造成這些問題的具體原因進(jìn)行深入的分析，在進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，要盡量避開新類型的故障，并且在每次維護(hù)之后都要對其進(jìn)行總結(jié)，并做好詳盡的維護(hù)計(jì)算，這樣才能夠切實(shí)地提升維護(hù)水平。

3.3.3 便攜式紅外熱像儀檢測法

在故障線路帶電的情況下，使用便攜式紅外熱像儀需要注意安全問題，務(wù)必遵循相關(guān)帶電操作的規(guī)范。確保在進(jìn)行帶電檢測前，所有操作人員均已接受帶電作業(yè)的相關(guān)安全培訓(xùn)，并穿戴好相應(yīng)的防護(hù)裝備；將便攜式紅外熱像儀設(shè)定為“帶電”模式，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合適的測溫范圍和相對應(yīng)的溫度單位；對帶電線路進(jìn)行掃描，并記錄下熱點(diǎn)圖像；對熱點(diǎn)圖像進(jìn)行處理，篩選出溫度異常的區(qū)域作為故障點(diǎn)；根據(jù)故障點(diǎn)的位置和溫度，判斷可能出現(xiàn)故障的具體部位；根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的帶電檢測工具，例如絕緣棒、筆形電壓表等，對疑似故障點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的檢測；如果找到了故障點(diǎn)，根據(jù)具體情況進(jìn)行必要的修理或更換操作，并及時(shí)匯報(bào)上級領(lǐng)導(dǎo)。需要注意的是，在進(jìn)行故障點(diǎn)檢測時(shí)，要遵循帶電作業(yè)相關(guān)安全規(guī)范，同時(shí)在操作過程中保持冷靜，確保安全。

4 結(jié)語

綜上所述，對于電力拖動控制線路的檢修與排除，除了要有很高的理論水平外，還必須有豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，才能使檢修時(shí)不至于太過緊張，才能提高檢修的效率。在檢修、排除故障時(shí)，技術(shù)人員必須有耐心，不能錯(cuò)過每一個(gè)細(xì)節(jié)，要準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)。每一種工作都不是一件容易的事情，工作內(nèi)容都很復(fù)雜，所以在維修中，技術(shù)人員要積累更多的經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。