论大型机电设备复杂电气故障排除.docx

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论大型机电设备复杂电气故障排除

论大型机电设备复杂电气故障排除

大型机电设备复杂电气故障的排除,关键诊断。

所谓故障诊断，简单地说就是查找故障元器件，电气故障不同于机械故障是故障查找难，排除容易。

如果要从一批类型各异，但相互孤立的电子元件中挑出失效或不合格，只有一个简单而又直接的办法，就是逐一进行测试检查。

如果这批元器件都已经用锡焊或其他方法固定在盘或印刷电路板上，由元件间的电气关联关系组成单元，而各单元相互之间形成了电气关联的完整系统，那么有什么办法可以把坏的元器件找出来呢？

由于电路中的元器件总数很多，显然不可能也没有必要将每个元器件都拆下来测试检查。

一般是把整个电路看成一个整体，通过一系列的分析、测试、研究、查找故障点。

就是说，先分析判断出现了什么故障，该故障最应该在哪个单元里出现，而在这个单元里哪些元件最易引起该类型的故障，以此找出故障点和故障元件，从而排除电气设备故障。

当然这些都是基于维修人员必须对所使用的元件的物理性能很好地掌握，对所修理的电气设备的系统原理十分清楚的情况下，否则去检修，就如“盲人骑瞎马”。

丰富的实践经验有助于维修人员对各种电气设备故障的排除。

只要充分掌握多种线路的基本理论的基本知识注意勤学多练，就不难用逻辑思维的方法判断和排除故障。

一、电气控制系统的主要故障类型

1）电源故障

电源主要是指为电气设备及控制电路提供能量的功率源，电源参数的变化会引起电气控制系统的故障，在控制电路中电源故障一般占故障总数的20%左右。

如果电压的异常升高或降低体统的部分功能时好时坏，屡烧保险，故障控制系统没有反应，各种指示全无，部分电路工作正常，部分不正常；电源去耦不良产生的干扰等。

且不同电源具有不同的特点，不同的用点设备在相同的电源参数下有不同的故障表现。

因此电源故障的分析查找难度很大。

2）线路故障

导线和导线连接部分故障均属于线路故障导线故障一般是由导线绝缘层老化破损或导线折断引起的；导线连接故障是由连接出松脱、氧化、发霉等引起的。

当发生线路故障时，控制线路会发生导通不良、时通时断或严重发热等现象。

接触不良是一种常见而又使维护人员头痛的故障，故障症状似于开路，但却具有一定的偶然性，故障的初期难被发现。

造成接触不良的常见原因有插件松动、焊接不良、接电表面氧化、端子接线不牢固（有时为环境振动大造成）、接触簧片弹性退化等。

3）元器件故障

在一个电气控制电路中，所用的元件种类有数十种甚至更多，不同元件发生故障模式也不同，就元器件故障分为两类：

元器件损坏。

元件损坏一般是由工作条件超限，外力作用或自身的质量问题等原因引起的，它能造成系统功能异常，甚至瘫痪。

这故障特征一般比较明显，往往从元件的外表就可看到变形、烧焦、冒烟、部分损坏等现象，因此诊断起来相对容易一些。

元器件性能度差，是一种“软故障”，故障的发生通常是由工作状况的变化，环境参量的改变或其他故障连带引起的。

当电气控制电路中某个元器件出现了性能极差的情况，经过一段时间的发展，就会发生元件损坏，引发故障，这种故障在发生前后均无明显征兆，因此查找难度较大。

二、电气系统故障诊断方法

电气系统故障一般是指电气控制线路的故障，从结构上讲，电气控制线路由电气元件、电源、导线及连接的固定部分组成。

虽然数字化技术的发展，使得数字电路在电气电路整体中所占比例在逐步增加，但电路人机界面部、模拟量输入/输出接口部分，功率器件的驱动与控制部分、电源电路部分等。

尚不可能完全数字化。

因其具有非线性、容差，以及电路组态多样性等特点，诊断难度较大。

而就是这些部分的故障发生概率最高，故模拟电路部分的故障诊断问题，始终是难点和重点。

引起电气系统故障的原因很多。

由各种损耗引起的发热和散热条件的改变，电弧的产生电源电压，频率的变化以及环境因素等。

它们都会引发各种电气故障。

间歇出现的暂时性故障也称“软故障”，或存在时间短暂、或需要在特定情况下才会出现，随机性大。

1、故障现场调查

现场调查和外观检查是进行设备电气诊断的第一步，对迅速查出故障原因和部分准确地获得第一手资料相当重要。

依靠人的感官功能（视听、触、嗅等）对故障进行调查，常用的调查手段主要有查看，问询、听诊和出测等。

、查看

故障发生后，从以下几个发面对故障的痕迹进行查看，检查外观变化如熔断指示装置动作，绕组表面绝缘脱落，变压器油箱漏油、接线端子松动脱落、各种信号装置发生故障显示等；观察颜色变化、温开会带来颜色的变化，如变压器绕组发生短路故障后，变压器油受热由原来的黄色变黑、变暗，电机定子槽楔的颜色也因为过热发黑变色。

、问询

向操作者了解故障发生前后的情况，询问的内容包括：

故障发生在开车或后，还是发生在运行中；是运行中自行停车，还是发现异常情况下操作者停车的；发生故障时，设备工作在哪个程序，都动了哪个按钮或开关；设备有无异常（如响声、气味、冒烟或冒火等）；以前是否发生过类似的故障，是怎样处理的；等等通过问询往往能得到一些很有用信息，有利于根据工作原理来分析发生故障的原因。

、听诊

通过设备正常运行和故障状态下的声音进行分析，判断故障的性质。

如电动机正常运行时，声音均匀，无杂声或特殊响声；如有较大的“嗡嗡”声，则表示负载电流过大；若“嗡嗡”声特别大，则表示电动机处于缺相运行；如果有“咕噜”声，则说明轴承间隙不正常或滚珠损坏；如有严重的碰擦声，则说明有转子扫膛及鼠笼条断裂脱槽现象；如有“咝咝”声，则说明轴承缺油。

、触测

用手的触觉可以监测设备的温度振动及间隙的变化情况。

如电动机、变压器和一件元件的线圈发生故障时，温度会明显升高，通过用手触摸可以判断有无故障发生。

通过资料表明，人手上的神经纤维可以准确地分辨出80℃的温度，如在0℃左右时手感冰凉，但一般能忍受，20℃左右时手感微凉，随着接触时间延长，手感渐温；30℃时手感微温，有舒适感；40℃左右时，手感较热微烫感觉；50℃左右时，手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感；60℃左右时，手感很烫，一般可忍受10s左右；70℃左右时，手感灼痛，一般只能忍受3s左右，手的触摸处很快边红。

2、利用仪表和诊断技术确定故障

1）、线路故障的确定

利用仪器仪表确定故障的方法，比较常用的仪表是万用表，通过万用表对电压、电阻、电流等参数进行测量，根据测得的参数等情况，即可判断电路的通断情况，进而找出故障部位。

（1）电阻测量法。

常用有分析测量法和分段测量法

分阶测量法

图1分析测量法

例如图1电路按下启动按钮SB2，接触器KM1不吸合测量方法：

首先断开电源，用万用表的电阻“Ω”挡，按F启动按钮SB2不放松，测量1—7两点之间的电阻值，如果电阻为无穷大，说明电路断路。

再分步测量1—2、1—3、1—4、1—5、1—6，两点见的阻值，当测量到某标号间的电阻值突然增大，则说明该点的触头或连接线接触不良或断路。

分段测量法

图2分段测量法

例如图2所示，测量时先断开电源，按下启动按钮SB2，然后逐段测量相邻两标号点1—2、2—3、3—4、4—5、5—6间的电阻值，如测得某两点间的电阻值很大，说明该段的触头接触不良或导线的断路，如当测得2—3两点间电阻很大时，说明停止按钮SB1接触不良或连接断路。

2）电压测量法。

同电阻测量一样，也可以分阶测量法和分段测量法，不同的是量取对象为电压，在此不再祥述。

3）短接法。

是用一根绝缘良好的导线把所怀疑的部位短接，如电路突然接地，就说明该出断路。

短接法有局部短接法和长短接法两种。

1、局部短接法。

用局部短接法检查例图3故障。

检查前先万用表测量1—7两点间的电压值，若电压正常，可按下启动按钮SB2不放松。

然后用根绝缘良好的导线分别短接1—2、2—3、3—4、4—5、5—6点。

当短接到某两点时，接触器KM1吸合，说明断路故障就在这两点之间。

图3局部短接法

2、长短接法（图4）是指一次短接两个或多个触头，来查故障方法。

上例中当FR的常闭触头和SB1常闭触头同时接触不良，如用上述局部短接法接1—2点，按下启动按钮SB2，KM1仍然不会吸合故可能会造成判断错误。

而采用长短接法1—6短接；如KM1吸合，说明1—6这段电路上有断路故障，然后再局部短接法来逐段找出故障点。

长短接法另一个作用是把找故障点缩小到一个较小的范围。

例如：

第一次接3-6点，KM1不吸合，在短接1-3点，此时，KM1吸合，这说明故障在1-3点见范围内。

所以，可以利用长短结合的短接法，能够很快的排除电路的断路故障。

使用短接法检查故障是用手拿绝缘导线带电操作的，所以一点要注意安全，避免触电事故发生；只适用于检查压降极小的导线和触头之类的断路故障。

图4长短接法

3、利用经验确定故障

1）、弹性活动部件法

弹性活动部件法主要用于活动部件、如接触的衔铁、行程开关滑轮臂、按钮等故障这种方法通过反复弹压活动部件，检查哪部件动作灵活，哪些有问题，另外会使一些接触不良的触头得到摩擦，达到接触、导通的目的。

例如，对于长期没启动用的控制的系统，启用前采用弹性活动法全部动作一次，可以消除动作卡滞与触头氧化现象。

2）、电路敲击法

电路敲击法是在电路带电状态下进行故障确定的，检查时可用一个小的橡皮锤，轻轻敲击工作中的元件，如果电路故障突然排除，或者故障突然出现，都说明被敲击元件附近或者被敲击元件本身存在接触不良。

3）、观察火花法

电路存在接触不良故障时，在电源电压作用下，常产生火花并伴随着一定的响声。

因为火花和声音比较微弱，因此应在比较黑暗和安静的情况下，观察电路有无火花产生，聆听是否有放电时的“嘶嘶”声或“啪啪”声。

如果火花产生，则可以肯定此处存在接触不良或放电现象。

4）、非接触测量法

温度异常时，元件性能常会发生改变，同时元件温度的异常也反映了元件本身存在过载或内部短路等现象。

实际中可采用感温贴片或红外辐射测温计进行温度测量，感温贴片具有一定的变色温度点超过这一温度就会改变颜色。

5）、元件替换法

对被怀疑有故障的元件，可采用替换的方法进行验证。

如果故障依旧，说明故障点怀疑不准，可能该元件没有问题；如果故障排除，则与该元件相关的电路部分存在故障，应加以确认。

6）、比较法

如果电路有两个或两个以上相同部分时，可以对两部分的工作情况进行对比。

因为两个相同部分同时发生相同故障的可能性极小，所以通过比较可以方便的测出各种情况下参数差异，通过合理分析即可确定故障范围和故障情况。

7）、交换法

当有两个及两个以上相同的电气控制系统时可把系统分成几个部分，将不同系统的部件进行交换，当换到某一部分时，电路不能正常工作，而将故障部分换到其它设备上时，该设备也出现了相同的故障，则说明故障就在该部分，同理，当控制电路内部存在相同元件时，也可将相同元件交换位置。

8）、加热法

当电气故障与开机时间成一定的对应关系时，可采用加热法促使故障更加明显。

因为随着开机时间的增加，电气线路内部的温度上升，在温度的作用下，电气线路故障元件的电气性能发生改变而引起故障，因此采用加热法可诱发故障，使用电吹风或其它加热方式，对元件进行局部加热，如果诱发故障；说明元件存在故障，使用这种方法时应注意安全，加热面不要太大，温度不能过高，以达到电路正常工作时所能达到的最高温度为限，否则会造成绝缘损伤及元件损坏。

8）、分割法

首先将电路分成几个相互独立的部分，弄清它们的联系方式，再对

部分电路进行检测，确定故障的大致范围。

然后再将电路存在故障部分细分，对每一个小部分在进行检测，确定故障的范围，继续细分到每一个支路，最后将故障查出来。

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张

张旭