試析電工電路故障檢修方法與技術(shù)

遼寧省大連市大連長(zhǎng)豐實(shí)業(yè)總公司 吳宇鵬

在電力系統(tǒng)中，電工電路的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行至關(guān)重要。然而，由于各種原因，電路故障是不可避免的。因此，掌握電工電路故障檢修方法與技術(shù)，對(duì)于保障電路的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有重要意義。

1 電路故障的特點(diǎn)

電路故障主要有兩種，一種是易于查詢(xún)和確定的故障，其主要特點(diǎn)是故障比較明顯，如一些電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，則其繼電器、接觸器的線(xiàn)圈會(huì)出現(xiàn)異常響動(dòng)和振動(dòng)及不良的轉(zhuǎn)動(dòng)，或者發(fā)生燒焦、冒煙燒，以及接觸點(diǎn)熔化等情況。另一種隱蔽性比較強(qiáng)的故障，因其故障沒(méi)有明顯的特征，所以無(wú)法直接做出判斷，需要通過(guò)輔助故障檢測(cè)工具檢測(cè)。例如，電工線(xiàn)路的繼電器參數(shù)設(shè)置不正確、導(dǎo)致觸電無(wú)法同步，線(xiàn)路內(nèi)部絕緣導(dǎo)體裸露等。

2 電路故障檢修步驟及診斷方法

2.1 故障檢修的基本步驟

故障調(diào)查：首先需要詳細(xì)了解故障現(xiàn)象，包括故障發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、現(xiàn)象等，以便確定故障的性質(zhì)和可能的原因。

初步檢查：對(duì)電路的外觀(guān)、連接點(diǎn)、元件等進(jìn)行檢查，看是否有明顯的損壞或異常。

測(cè)試與測(cè)量：使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試儀器對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量，以確定故障的具體位置和性質(zhì)。

故障定位：根據(jù)測(cè)試和測(cè)量的結(jié)果，結(jié)合電路圖，確定故障的具體位置。

修復(fù)：對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)或更換損壞的元件。

復(fù)查：修復(fù)后，需要對(duì)電路進(jìn)行復(fù)查，確保故障已被完全排除。

2.2 分析方法

電工線(xiàn)路的故障診斷方法，其出發(fā)點(diǎn)主要是依據(jù)電氣設(shè)備的工作原理和控制原理及控制方法，及早地發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路和設(shè)備的缺陷或者故障，研究分析判定故障發(fā)生的位置和原因。分析判定故障發(fā)生的位置時(shí)應(yīng)充分利用邏輯原理，逐步從主電路到各個(gè)控制回路及其他業(yè)務(wù)回路。例如，新購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)交流弧焊機(jī)和50m 焊絲，施焊時(shí)焊工的操作位置距離焊機(jī)比較近，焊接電纜沒(méi)有全部拆開(kāi)，只把尾部電纜拆下連接到兩側(cè)，施焊時(shí)，因電流小無(wú)法起?。ê笝C(jī)兩側(cè)電壓表不顯示70V），檢查焊線(xiàn)后發(fā)現(xiàn)連接正常但未接好，故將所有焊縫拆除并校直[1]。

開(kāi)路法：所謂開(kāi)路法也稱(chēng)開(kāi)口法。其主要原理是對(duì)機(jī)械及電器疑似故障的負(fù)載（下游）進(jìn)行移除，負(fù)載移除后連接臨時(shí)的空載或者做一個(gè)假負(fù)載，對(duì)于多級(jí)連接，可以刪除每個(gè)級(jí)別或選擇下一個(gè)級(jí)別，處理完成后，可以先查看當(dāng)前階段。如果電路正常工作，則擾動(dòng)發(fā)生在下一階段；如果電路仍然異常，則可判定故障在電路開(kāi)路點(diǎn)之前。開(kāi)路方法檢查識(shí)別故障只適用于低壓和過(guò)載故障，同時(shí)對(duì)于電工線(xiàn)路中的正常使用點(diǎn)偏差的識(shí)別檢查和判別電工線(xiàn)路的頻率特性變化。

切割法：對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行切割和細(xì)分，逐步減少不確定性。例如，要查找無(wú)法正常使用的設(shè)備上的故障點(diǎn)或者出現(xiàn)問(wèn)題的電工線(xiàn)路上的故障點(diǎn)，則可以采用切割方法。首先找出接地位置（饋線(xiàn)），再安裝分支開(kāi)關(guān)、分支點(diǎn)切割劃分進(jìn)行研究分析，或者重點(diǎn)識(shí)別薄弱點(diǎn)的連接作為排查對(duì)象查找電子設(shè)備中的故障，通?；陔娮釉O(shè)備的電子特性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是分界點(diǎn)。

更換法：更換法是改變方法，更換可疑或損壞的電氣設(shè)備，找出問(wèn)題的原因和不能發(fā)揮作用的部件。對(duì)于插件、嵌入式繼電器等電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，更改簡(jiǎn)單易行。三極管、晶閘管等電子器件通過(guò)一般分析很難確定，也可以采用換算方法。采用更換方法時(shí)，應(yīng)注意更換所用電氣設(shè)備必須符合原電氣設(shè)備的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，接線(xiàn)必須正確、牢固，避免出現(xiàn)新的故障。

干擾方法：人為干擾電子設(shè)備的運(yùn)行，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行的變化，檢測(cè)錯(cuò)誤的后果。有些電氣設(shè)備的故障不是永久性的，而是在短時(shí)間內(nèi)間歇性地發(fā)生，給診斷帶來(lái)困難。為了評(píng)估故障的直接影響，人們常常采用干擾電氣設(shè)備運(yùn)行的方法，如電流、電壓的增減、外界影響等。

重現(xiàn)錯(cuò)誤：打開(kāi)電源，按啟動(dòng)按鈕，讓錯(cuò)誤重新出現(xiàn)，找到錯(cuò)誤的位置。重新定位故障時(shí)，請(qǐng)務(wù)必檢查繼電器和接觸器是否起到臨時(shí)控制的作用。如果有干擾則進(jìn)一步分析電路。

總的來(lái)說(shuō)，先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜。根據(jù)目標(biāo)目的，優(yōu)先使用容易使用的方法，必要時(shí)使用難用的方法或難用的方法。即維修錯(cuò)誤應(yīng)先用最簡(jiǎn)單、最好的方法解決，然后再用復(fù)雜、精確的方法解決；解決問(wèn)題時(shí)，首先消除那些消極的、明顯的、簡(jiǎn)單的和錯(cuò)誤的假設(shè)，然后把以前沒(méi)有解決過(guò)的困難假設(shè)去除。

3 電路故障檢測(cè)方法

第一，電阻測(cè)量：斷開(kāi)電源后，用萬(wàn)用表測(cè)量產(chǎn)品電阻值。如果測(cè)量值與所需的電阻值不同，則表明有故障存在。電阻測(cè)量控制電路如圖1所示。

圖1 電阻測(cè)量控制線(xiàn)路圖

第二，電流測(cè)量方法：電工線(xiàn)路及其他控制器件電流測(cè)量的主要工具是萬(wàn)用表和鉗形電流表，當(dāng)實(shí)際電流值測(cè)量值超過(guò)設(shè)計(jì)電流值的10%，則證明電路電流相位不可靠。檢查和評(píng)價(jià)三相異步電動(dòng)機(jī)性能的主要指標(biāo)是測(cè)量電動(dòng)機(jī)的各相位電流，主要采用鉗形電流表測(cè)量。

第三，絕緣電阻測(cè)量：檢查線(xiàn)路或測(cè)量電器元件的相距及對(duì)地絕緣值的主要目的是查明絕緣是否損壞。檢查前應(yīng)提前把電源斷開(kāi)，主要測(cè)量工具是兆歐表。對(duì)于低壓設(shè)備其絕緣電阻應(yīng)大于等于0.5MΩ。針對(duì)絕緣值的檢查結(jié)果進(jìn)行分析研究絕緣層是否損壞及損壞的原因，為做決策提供依據(jù)[2]。

4 電路故障實(shí)際案例

4.1 PLC 控制系統(tǒng)故障分析

PLC 已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，減少了控制的故障，提高了可靠性，減少了維護(hù)，PLC 控制系統(tǒng)的電氣故障主要分為電氣設(shè)備故障、PLC 內(nèi)部故障，PLC 內(nèi)部制作非常好，很少有因自身故障引起的停機(jī)，很多故障是PLC 設(shè)備外圍故障和PLC 控制系統(tǒng)故障引起的。檢查故障時(shí)，必須了解設(shè)備的工作原理和各種動(dòng)作的原因；使用電源狀態(tài)指示器、警報(bào)、錯(cuò)誤、反饋和發(fā)光二極管確定故障。如圖2所示，PLC 控制系統(tǒng)故障原理。

圖2 PLC 控制系統(tǒng)故障原理

利用輸入輸出燈的狀態(tài)判斷PLC 控制系統(tǒng)的故障。當(dāng)PLC 控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不必急于檢查PLC 中間的電子設(shè)備，而應(yīng)像往常一樣重點(diǎn)檢查PLC 接收和發(fā)送信號(hào)是否損壞，是否可以正常通過(guò)面板上的指示燈來(lái)影響。如果輸出燈有信號(hào)，輸出點(diǎn)有電壓或電流，但外圍電源不工作，則應(yīng)檢查設(shè)備外圍電源是否正常，傳輸線(xiàn)是否斷路或短路。

在PLC 面板上，根據(jù)各信號(hào)的輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)，有指示燈顯示各部分的工作狀態(tài)。當(dāng)源有信號(hào)輸入或輸出時(shí)，連接燈會(huì)亮起。主管人員只要利用這些指標(biāo)的全部工況，就可以輕松地進(jìn)行決策、分析和審批。

4.2 電動(dòng)機(jī)燒毀故障分析

第一，相間短路：相間發(fā)生短路，可能是絕緣層沒(méi)有做好隔離。由潮濕、腐蝕等環(huán)境因素引起。第二，匝間短路：短路可能是由于漆包線(xiàn)的絕緣問(wèn)題，也可能是潮濕、腐蝕等環(huán)境因素造成的。圖3所示為匝間短路圖。第三，局部短路對(duì)地繞組單相短路：原因可能是絕緣層沒(méi)有隔好或電壓不相等。第四，恒壓：電壓的不平衡會(huì)造成以上結(jié)果。可能導(dǎo)致電源、連接端子、接觸器等損壞。注意，1%的電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致6～10倍的電流不足。第五，全黑燒壞：三相繞組全部燒壞，可能是過(guò)載、過(guò)壓、欠壓。

圖3 匝間短路照片

4.3 三相異步電動(dòng)機(jī)燒毀的原因及對(duì)策

4.3.1 燒毀的原因

電機(jī)本身：電機(jī)自身密封不良，運(yùn)行過(guò)程中，滴水或腐蝕性液體進(jìn)入電機(jī)腐蝕繞組絕緣，導(dǎo)致相間短路或繞組之間短路，造成電機(jī)繞組短路、部分燒毀。

軸承損壞：由于軸承損壞、軸彎曲等原因，定子和轉(zhuǎn)子之間的摩擦使鐵芯溫度升得太高，燒壞溝槽絕緣而產(chǎn)生干擾，繞組短路或“擊穿”接地。嚴(yán)重時(shí)，定子鐵芯松動(dòng)，轉(zhuǎn)軸磨損，端蓋剝落。

常見(jiàn)的損壞原因有以下幾個(gè)。一是裝配不當(dāng)，例如冷裝配時(shí)軸承內(nèi)圈不平，造成軸磨損，造成軸承內(nèi)圈安裝過(guò)小。和軸以及內(nèi)圈運(yùn)行的后果；發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋安裝不均勻，導(dǎo)致端蓋軸承空間和軸承外圈過(guò)松而從外側(cè)脫落。二是型腔內(nèi)有未清理干凈的異物或油渣未清理干凈。三是由于定子鐵芯和轉(zhuǎn)子的軸向不對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈不在同一切割平面，導(dǎo)致運(yùn)行后軸承溫度升高到燒毀的程度。四是潤(rùn)滑油或不同油混合造成軸承損壞。五是軸承自身質(zhì)量存在問(wèn)題，如銹痕、轉(zhuǎn)動(dòng)不良、間隙過(guò)大、保持架變形等。六是備用發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期不工作，油質(zhì)下降，軸承生銹，沒(méi)有進(jìn)行中間保養(yǎng)[3]

4.3.2 解決方案

電機(jī)本身：防止機(jī)械設(shè)備漏電；保養(yǎng)時(shí)注意機(jī)體各部位的密封性；如有必要，請(qǐng)?jiān)诮泳€(xiàn)盒或整個(gè)車(chē)身上安裝防護(hù)罩。

軸承損壞：第一，拆卸軸承時(shí)，應(yīng)使用加熱器或者油沸騰變壓器等將軸承加熱到80℃～100℃，保證軸承的質(zhì)量。第二，軸承安裝前必須徹底清洗，保證內(nèi)腔沒(méi)有污垢，加油時(shí)必須清潔。第三，裝配電機(jī)時(shí)，應(yīng)確保定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯位于中間，不能錯(cuò)位。第四，及時(shí)給軸承加注潤(rùn)滑油，嚴(yán)禁多摻潤(rùn)滑油。第五，軸承安裝前完成并仔細(xì)檢查軸承。第六，對(duì)長(zhǎng)期不用的電機(jī)，使用前要進(jìn)行必要的拆解檢查，更換軸承后盡量避免過(guò)度的運(yùn)動(dòng)，確保電機(jī)清潔，通風(fēng)散熱良好，不要主動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

電路維修電控技能是非常重要的要點(diǎn)，通過(guò)電子維修的不斷努力，各級(jí)維修和電路的效率會(huì)更好，從而促進(jìn)國(guó)家各個(gè)生活領(lǐng)域的發(fā)展，并為隨著主要受益，同時(shí)，為了滿(mǎn)足人們對(duì)電力的需求，對(duì)電力運(yùn)行不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行發(fā)展的目標(biāo)，為社會(huì)提供安全、穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的電力供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)以及正常的社會(huì)生活。