电气控制线路故障分析与处理解析.docx

1、电气控制线路故障分析与处理解析1 电气控制柜的安装步骤及注意事项电气控制柜的安装步骤和方法取决于生产机械设备的结构特点、运动方式、操作要求和电气控制线路的情况。对控制线路较简单的生产机械设备，可直接用生产机械设备的机身作为电气控制柜(箱或板)，而对控制线路较复杂的生产机械设备，常把电气控制线路的相关电器元件及连线安装在独立的电气控制柜内。1）电气控制柜安装前的准备工作(1)熟悉生产机械设备的电气控制原理图及生产机械设备的主要结构和运动形式。熟悉电气控制原理图时应首先了解以下几个方面： 生产机械设备的主要结构和运动形式。 电气控制原理图的基本构成部分，各部分又有哪几个控制环节以及各部分、各环节之

2、间的相互关系。 电器元件的种类、数量、规格以及各电器元件之间的连接和控制关系等。 电气控制线路的动作顺序。为安装接线及维护检修方便，应对电气控制原理图标注线号。标注时，将主电路和控制电路分开，各自从电源端开始，且各相线分开，顺次标注到负荷端，做到每段导线均有标号，一线一号，不许重复。(2)检查电器元件。在安装前，对所使用的电气设备和电器元件逐一进行检查，确保安装质量，检查包括以下几个方面： 依据电器元件明细表，检查各电气设备和电器元件的数量、规格是否符合设计要求， 如电动机的台数、容量，电器元件的电压等级和电路容量，时间继电器的类型，热继电器的额定电流等。若不符合要求，应更换或调整。 检査各电

3、器元件的外观是否完好，各接线端子疼紧固件有无短缺、生锈等，特别是电器元件中触点的质量，如触点是否光滑，接触面是否良好等。 检查时间继电器的延时动作、延时范围及整定机构的功能是否符合要求。 检查各操作机构和复位机构转动是否灵活。 用兆欧表检査电器元件及电气设备的绝缘电阻是否符合要求，用万用表或电桥检査接触器、继电器等电器元件的线圈以及电动机等电气设备的通断情况。（3）根据电动机的额定功率、控制线路的电流容量、控制回路的子回路数及配线方式选择导线，包括导线的类型、绝缘等级、截面积和颜色等。（4）根据电器元件布置图和电气安装接线图，对电器元件在电气控制柜、配电板或其他安装底板上进行布局。布局的原则是

4、：连接导线最短，导线交叉最少。为便于接线和维修， 控制柜所有的进出线要经过接线端子板连接，接线端子板安装在柜内的最下面或侧面，接线端子的节数和规格应根据进出线的根数及流过的电流容量进行选配组装，且根据连接导线的线号进行编号。（5）准备好安装工具和检查仪表等。2)电气控制柜的安装配线（1）制作安装底板。根据电器元件布置图及电气安装接线图，安装底板有柜内电器板（配电盘）、床头操作显示面板和刀架操作板，对于柜内电器板，可采用4mm的钢板或其他绝缘板作其底板。(2)安装电器元件。根据安装尺寸先进行钻孔，并固定电器元件。（3）电气控制柜内部配线的基本要求。 配线之前应熟悉电气控制原理图、电器元件布置图和

5、电气安装接线图，确保配线的速度和质量。 根据负荷的大小、配线方式及回路的不同，选择导线的规格、型号，并考虑导线的走向。 先对主电路进行配线，然后对控制电路进行配线。 配线时，做到横平竖直、交叉少、转弯成直角、成束的导线用线束固定、导线端部套有标注线号的套管、与接线端子相连接的导线头弯成羊角圈等。 导线的敷设不应妨碍其他电器元件的维修或拆卸。 配线完毕后，须根据相关图纸再次进行检査，在确保无误的情况下，方可将各种紧固件压紧。配线方式。电气控制柜的内部配线方式有明配线、暗配线和线槽配线等。明配线和线槽配线综合的方法应用较多，而暗配线方法较少采用。 明配线：又称板前配线。这种配线方式适用于电器元件少

6、，电气控制线路比较简单的电气设备。该配线方式导线的走向较清晰，对于安全维修及故障的检査较方便。采用明配线时应注意如下事项：连接导线优先选用BV型的单股塑料硬线；导线和接线端子必须保持可靠的电气连接。当不同截面的导线连接在同一接线端子时，大截面在上，且每个接线端子按原则不应超过两稂导线。 暗配线：又称板后配线。这种配线方式的面板整齐美观，配线速度快。采用暗配线时应注意如下事项：电器元件的安装孔、导线的穿线孔位置应准确，孔的大小应合适； 板前与电器元件的连接线应接触可靠，穿板的大小应与板面垂直；为便于检查和维修，配电盘固定时，应使安装电器元件的一面朝向控制柜的门，板与安装面要留有适当的余地。 线槽

7、配线：这种配线方式综合了明配线和暗配线的优点。适用于电器元件较多，电气控制线路较复杂的电气设备，这种配线方式不仅安装、检査维修方便，而且整个面板整齐美观。采用线槽配线时应注意如下事项：采用线槽配线时，线槽装线不能超过线槽容积的70%，以便安装和维修；线槽外部的配线，对装在可拆卸门上的电气接线必须采用互联端子板或连接器，它们必须牢固固定在框架、控制箱或门上；由外部控制线路、信号电路进入控制箱内的导线超过10根时，必须接到端子板或连接器上进行过渡，动力线路和测量电路的导线可以直接接到电器的端子上。（5）电气控制柜柜外配线方式及注意事项。当设备底座用作导线通道时，不必再加预防措施，但必须能防止液体、

8、铁屑和灰尘的侵入。移动部件或可调整部件上的导线必须用软线；运动的导线必须支撑牢固，使得在接线上不致产生机械拉力，也不会出现急剧的弯曲。不同电路的导线可以穿在同一管内或处于同一电缆中，如果他们的工作电压不同，则所用导线的绝缘等级必须满足最高一级电压的要求。一般柜外配线采用线管配线，要求具有适用于一定的机械压力和不宜遭受机械损伤、耐潮、耐腐蚀的地方。线管配线包括以下两种配线方式： 金属软管配线：金属软管配线方式适合于对生产机械设备本身所属的各种电器或设备之间的连接方式。根据穿管导线的总截面确定软管的规格，软管的两端有保证连接的接头；在敷设时，中间部分采用合适的管卡加以固定；禁止使用已经受损或有缺陷

9、的软管。 铁管配线：铁管配线应注意如下事项。铁管类型和管径应根据使用场合、导线截面积和导线根数来选择，且管内应留有40%的余地。敷设线管时，应尽量使距离最短，弯曲最少，必须弯曲时，弯曲半径应大于管径的46倍。弯曲后不应有裂痕，如管路引出地面，离地面高度应在0.2m以上。对同一电压等级或同一回路的导线可穿在同一线管内，管内的导线不准有接头，也不准有绝缘破损之后修补的导线。在敷设线管时，首先要清除管内的杂物和水分；明面敷设的线管须做到横平竖直， 必要时可采用管卡支持。采用线管穿线时，可采用直径1.2mm的钢丝作引线。铁管配线须有可靠接地和接零的保护措施。（6）导线标志。 导线颜色标志：保护导线采用

10、黄绿双色；动力电路的中性线和中间线采用浅蓝色； 交、直流动力线路采用黑色；交流控制线路采用红色；直流控制线路采用蓝色，等等。 导线线号标志：导线的线号标志必须与电气控制原理图和电气安装接线图相符合， 且将标明该导线线号的套管套在每一根连接导线接近端子处。(7)导线的选择。控制线路中的导线截面应按规定的截面流量来选择。考虑到机械强度需要，对于低压电控设备的控制导线，通常采用1.5mm2或2.5mm2的导线。所采用的导线截面不应小于0.75mm2的单芯铜绝缘线。对于电流很小的线路(如信号电路)导线最小截面不得小于0.2mm2。(8)导线的连接。 导线连接注意事项：电器板、控制板、机床电气的部件进出

11、线必须通过接线端子， 端子规格按电流大小和端子上进出线数选用(一般一个端子接一根导线，最多不超过两根。若将23根导线压入同一接线端子内时，可看做一根导线，但应考虑其载流量)电器柜(箱）与被控设备或电气柜(箱)之间应采用多孔接插件，以便拆装和搬运。导线的接头除必须采用焊接方法外，都应当采用冷压接线头。若电气设备在运行时承受的振动很大，是不允许采用悍接方式的。 导线连接的要求与方法如下：必须熟悉电器元件之间连接走向和路径。所有导线的连接必须牢固，不得松劲；根据导线连接的走向和路径及连接点之间的长度，选择合适的导线长度，并将导线的转弯处弯成90角；剥去导线端子处的绝缘层，套上导线的标志套管，将剥除绝

12、缘层的导线弯成羊角圈， 按电气安装接线图套入接线端子上的压紧螺钉并拧紧；所有导线连接完毕之后进行检査整理，做到横平竖直，导线之间没有交叉、重叠且互相平行。接线：根据接线的要求，先接控制柜内的主电路、控制电路，再接柜外的其他电路和设备，包括床头操作显示面板、刀架拖动操作板、电动机和刀架快速按钮等。特殊的、需外接的导线接到接线端子排上，引入车床的导线需用金属管保护。3、电气控制线路的调试方法电气控制线路的调试是生产机械设备在正式投入运行之前的必经步骤。具体要求如下： 1）调试前的准备工作调试前必须熟悉各电气设备和整个电气控制线路的功能。2)调试前的检查工作调试前应检査以下几方面内容：(1)根据电气

13、控制原理图、电器元件布置图和电气安装接线图检查各电器元件的安装位置是否正确，外观有无损伤；触点接触是否良好；配线导线的规格、颜色选择是否符合要求；柜内和柜外的接线是否正确、接线的各种具体要求是否达到；电动机有无卡阻现象； 各种操作、复位机构动作是否灵活；保护电器的整定值是否符合要求；各种指标和信号装置是否按要求发出指定信号等。(2)用兆欧表检査电动机和连接导线的绝缘电阻，应分别符合各自绝缘电阻值要求，如连接导线的绝缘电阻大于7M，电动机的绝缘电阻大于0.5 M等。(3)在其他操作人员和技术人员的配合下，检查各电器元件的动作是否符合设计和生产工艺要求。(4)检查各主令电器如控制按钮、行程开关等电

14、器元件是否处在原始位置；调速装置的手柄是否处在最低速位置等。3）调试注意事项(1)调试人员在调试前应熟悉生产机械的结构、操作规程和电气控制线路的工作要求。(2)通电时，先接通主电源；断电时，顺序恰好相反。(3)通电后，注意观察各种生产机械设备、电器元件等的动作情况，随时做好停车准备，以防意外事故发生。如有异常，应立即停车，待原因査明并处理后方可继续通电，未査明原因不能强行送电。4）调试步骤及方法(1)空操作试车。断开主电路，接通电源开关，使控制电路空操作，检査控制电路的工作情况，如按钮对继电器、接触器等自动电器的控制作用，自锁、联锁环节的功能能否实现，急停器件的动作是否灵活、可靠及行程开关的控

15、制作用是否符合要求，时间继电器的延时时间是否整定等。如有异常，应随时切断电源，检查原因并处理故障。(2)空载试车。在空操作试车成功的基础上，接通主电路即可进行空载试车。此时应首先点动检查各电动机的转向及转速是否符合电动机铭牌要求；然后调整好保护电器的整定值，检査指示信号和照明灯的完好性等。(3)带负荷试车。在空操作试车和空载试车成功之后，即可进行带负荷试车。此时，在正常的工作条件下，验证电气设备所有部件运行的正确性，特别是验证在电源中断和恢复时对人身和设备的影响。并进一步观察机械设备的动作和电器元件的动作是否符合原始设计要求；调整行程开关的位置及运动部件的位置；对需要整定参数的电器元件的整定值

16、作进一步的检查和调整。2 典型电气控制线路的故障检查方法对于各种生产机械设备进行日常维护保养的目的是使电气故障率降低，但是在运行中各种可能的故障也是难以避免的，严重时甚至会引发事故。这些故障通常可分为以下两大类：（1）有明显的外部特征：例如电动机、变压器、电磁铁及接触器或继电器的线圈过热冒烟等。在排除这类故障时，不仅要更换损坏了的电动机、电器元件，而且还必须査找和处理造成该类故障的原因。（2）没有明显的外部特征：这类故障最常见的是在控制电路中由于电器元件调整不当、动作失灵、小零件损坏、导线断裂、开关击穿等原因引起的，常出现在机床电气设备中。由于没有外部特征，故需要花费很长的时间去査找故障部位，

17、有时还需动用相关测量仪表才能找出故障点，进而进行调整和修复，使电气设备恢复正常运行。为此，须正确掌握分析判断故障现象。当生产机械设备发生电气故障后，不能再通电试车或盲目动手检修。通过观察法来了解故障成因，是实施正确的维护、维修的必由之路。特别注意的是：了解故障前后的操作情况和故障发生后出现的异常现象，以便根据故障现象判断出故障发生的部位，进而准确地排除故障。在生产实际中，常用以下方法进行故障检査。1.直观检查法直观检査法是根据故障的外部表现来判断故障的一种检查方法。其执行步骤如下：（1）调查故障情况，包括故障的大致位置、发生故障时的周围环境以及是否有人操作过等。（2）仔细观察电气设备及电器元件

18、外部有无损坏、连线是否断线或松脱、绝缘有无明显烧焦或击穿痕迹、熔断器的熔体有无熔断、电器有无进水、行程开关位置是否正确、时间继电器的整定值是否符合要求等。（3）通过上述初步的外观检查后，确认故障不会再扩大，方可进行初步试车。如有严重跳火、冒火、异常气味、异常声音时，应立即停车。（4）若初步试车无异常情况时，可继续通电试车。用观察火花的方法， 如果正常紧固的连接导线与螺钉间有火花，则说明线头松动或接。 如果三相火花都比正常大，则可能是电动机过载或机械部分卡住。1宙并时 接触器线圈通电后，衔铁不吸合，可按一下启动按钮，当按钮动合触点再断计时，有轻微的火花，说明电路通路，接触器本身机械部分卡住。直观

19、检査法的优点是简单、迅速；缺点是准确性差。在实际査找故障时， 方法配合使用。2，通电检查法通电检査法是指生产机械设备发生电气故障后，根据故障的性质，在条件许可情况下，通电检査故障发生的部位和原因的一种方法。1）通电检查要求 在通电检査时，必须注意人身和设备的安全。严格遵守安全操作规程，不得随意碰触导电部位，要尽可能切断主电路电源，只在控制电路通电的情况下进行检查；如需电动机运转，则应使电动机与机械传动部分脱开，使电动机在空载下运行，这样不但减小了试验电流，同时也避免了机械设备的运转部分发生误动作和碰撞，进而避免故障扩大。在检修时应预先估计到局部线路动作后可能产生的不良后果。2）通电检查法的注意

20、事项通常用试电笔、校验灯、万用表、钳形电流表、兆欧表等检测工具，通过对电路进行通电或不通电时的相关参数如电压、电阻、电流、绝缘等进行测量，依此来判断电器元件的好坏、设备的绝缘情况以及线路的通断情况。在用仪器仪表检査故障点时，首先要保证各种检测工具的完好性和使用方法的正确性，特别要注意防止感应电、回路电及其他并联电路的影响，以免产生误判断。3）通电检查法的具体方法 在检査故障时，经外观检査未发现故障点，可根据故障现象，结合电路图分析可能出现的故障部位，在不扩大故障范围、不损伤电器元件和生产机械设备的前提下，进行直接通电试验，以分清故障可能是在电气部分还是在机械设备等其他部分，是电动机本身的原因还

21、是电器元件的原因，是在主电路上还是在控制电路上等。一般情况下先检查控制电路，具体做法是：操作某个按钮或控制开关时，发现动作不正确，表明该电器元件或相关电路有问题。再在该电路中进行逐项分析和检査，即可发现故障点。只有当控制电路的故障排除恢复正常后，才可接通主电路，检査控制电路对主电路的控制作用，观察主电路的工作情况是否正常等。常用的方法有：(1)校验灯法。用校验灯检查故障的方法有两种，一种是380 V 校验灯（如图2-5所示） ，另一种是降压后校验灯法(如图2-6所示)。对于380V的控制电路，首先，将校验灯的一端接通工作在低电位处，再用另外一端分别碰触需要判断的各点。如果灯亮，则说明电路接通，

22、工作正常；如果灯不亮，则说明电路有故障。对于380V的控制电路应选用220V的灯泡，低电位端应接在N线上。对于降压后的控制电路，应选用高于电路电压的灯泡，校验等一端应接在被测点的对应电源端(如图2-6中的0点)，再用另外一端分别碰触需要判断的各点(如图2-6中的接点(1、 2、 3、 4)图2-5 380 V校验灯法 图2-6降压后校验灯法(2)试电笔法。用试电笔检査电路故障的优点是安全、灵活、方便；缺点是受电压限制， 并与具体电路结构有关(如变压器输出端是否接地等)。因此，测试结果不是很准确。另外， 有时电器元件触点烧断，但是因有爬弧，用试电笔测试，仍然发光，而且亮度也较强，这样也会造成判断

23、错误。用试电笔检査电路故障也有两种方法，即380 V电路试电笔判断法和降压后试电笔判断法，如图2-7和图2-8所示。图2-7 380 V电路试电笔判断法 图2-8降压后试电笔判断法在图2-7中，如果按下SB1或SB3后接触器KM不吸合，在此情况可以用试电笔从1点开始依次检测2、 3、 4、 5和6点，观察试电笔是否发光，且亮度是否相同。如果在检査过程中发现某点发光变暗，则说明被测点以前的元件或导线有问题。停电后仔细检査，直到查出问题消除故障为止。但是，在检査过程中也会出现各点都亮，而且亮度都一样，接触器也没问题，但是接触器不吸合。其原因可能是启动按钮SB1本身触点有问题，导致电路不通；也可能是

24、按钮SB2或热继电器FR动断触点断路，电弧将两个静触点接通或因绝缘部分被击穿使两触点接通。针对这类情况就必须用电压表进行检査。图2-8是经变压器降压后供给控制电路电源的，当变压器二次侧不接地时，如果用试电笔就不能有效地检测故障点，因此用试电笔检查这种供电线路故障是具有局限性的。3，断电检查法断电检查法是将被检修的电气设备全部或部分与外部电源切断后进行检修的方法。采用断电检查法检修设备故障是一种常用而且比较安全的检修方法。这种方法特别适应于有明显的外表特征，容易被发现的电气故障，或者为避免故障未排除前通电试车，造成短路、漏电，再一次损坏电器元件，扩大故障、损坏设备等后果所采用的一种检修方法。下面

25、以图2-9为例，分析在设备出现故障后进行检修时应注意的问题。图2-9三相笼型异步电动机单向启、停自锁电气控制原理图1）设备发生短路故障故障发生后，除了询问操作者短路故障的部位和现象外，主要仔细观察故障迹象。如果未发现故障部位，就要用兆欧表分歩检査（不能用万用表代替兆欧表，因万用表中干电池电压只有几伏或几十伏)。在检査主电路接触器KM主触点上面部分的导线和开关是否短踔时，注意应将该图中控制变压器TC次侧的A或B点断开，否则会因变压器一次线圈的导通而造成误判断。在检査主电路接触器主触点下面部分的导线和开关是否短路时， 也应在端子板处将电动机三根电源线拆下，否则也会因为电动机三相绕组的导通影响判断的

26、准确性。如果检查控制线路中是否存在短路故障，就应将熔断器FU中的熔体拆下一个, 以免影响测量结果。2）按下启动按钮SB2后电动机不转电动机不转的原因应从两方面进行检查分析。一方面检査当按下启动按钮SB2后接触器KM是否吸合，如果不吸合应首先检査电源和控制线路部分；如果按下启动按钮SB2后接触器請吸合而电动机不转，则应检查电源和主电路部分。另一方面，有些生产机械设备出现故障是因机械原因造成的，但是从反映出的现象来看似乎是电气故障，这就需要电气维修人员遇到具体情况一定要认真分析，对各种可能情况一一排査。在具体操作过程中还应根据故障的性质采用合理的处理方法。有时发现控制变压器在使用过程中冒烟，在处理

27、这类故障时，应首先判断造成故障的原因，是由于电气线路造成的，还是由于控制变压器本身造成的。对于这类故障只能采用断电检查法，而不能采用通电检查法。4、电压检查法电压检查法是利用电压表或万用表的交流电压挡对线路进行通电测量，是査找故障点的有效方法。电压检査法有电压分段测量法和电压分阶测量法两种。1）电压分段测量法测量电路如图2-10所示，测量检查时，将万用表打到交流电压500 V的挡位上。首先用万用表测量0点和1点之间的电压，若电压为380V，则说明控制电路的电源电压正常， 熔断器FU也完好。然后，按下启动按钮583或384，若接触器01不吸合，则说明控制电路有故障。这时在按下SB3或SB4的情况

28、下，可用万用表的红、黑两根表棒逐段测量相邻两点1 一2、 23、 34、 4一5、 50之间的电压，正常情况应当为0V、 0V、 0V、0V和380V，根据其测量结果即可找出故障点。图2-10电压分段测量法2)电压分阶测量法测量电路仍如图2-10所示，测量检查时，首先将万用表打到交流电压500 V的挡位上，断开主电路，接通控制电路的电源。若按下启动按钮SB3或SB4时，接触器KM不吸合， 则说明控制电路有故障。检查时，先用万用表测量0和1两点之间的电压。若电压为380 V， 则说明控制电路的电源电压正常。然后按下按钮SB3不放，将黑表笔接到0点上，将红表笔依次接到2、 3、 4、 5各点上，分

29、别测量出02、 03、 04、 05两点间的电压，正常情况下，均应为380 V，根据测量结果即可找出故障点。3）测量电压法如图2-11所示电路，故障现象是按下启动按钮SB2，接触器KM2不吸合。图2-11测量电阻(或电压)法用万用电表测量电压的方法查找故障，若UAB=380 V，上述故障现象表明电路有断路处，可用万用表测相邻两点间的电压。如电路正常，除接触器线圈的6与7两点间电压等于电源电压380 V外，其他相邻两点间的电压都应为0；如有相邻两点间的电压为380 V， 说明该两点间的触点或导线接触不良或断线，例如5与6两点间的电压为380 V，说明接触器KM1的动断触点接触不良或5、 6号线有

30、断线。如果各点间的电压均正常，只有接触器线圈6与7两点间电压为380 V，但不吸合，则说明线圈断路或机械部分卡住。5，电阻检查法电阻检査法是利用万用表的电阻挡，对线路进行断电测量。电阻检查法有电阻分阶测量法和电阻分段测量法两种。1)电阻分阶测量法电阻分阶测量法电路如图2-12所示，测量检査时，首先将万用表的转换开关置于合适的电阻挡。测量前先断开主电路电源，接通控制电路电源。若按下启动按钮SB2或SB3时接触器不吸合，则说明控制电路有故障。检查时应切断控制电路电源(这一点与电压分阶测量法不同)，然后按下启动按钮SB2 不放，用万用表依次测量01、 02、 03、 04各点间电阻值，正常情况下，阻

31、值相同， 且为线圈的阻值(有限值)，根据测量结果可找出故障点。2)电阻分段测量法电阻分段测量法电路如图2-13所示。图2-12电阻分阶测量法 图2-13电阻分段测量法电阻分段测量法的优点是安全，缺点是测量电阻值不准确时容易造成判断错误，为此应注意以下几点：(1)用电阻分段测量法检査故障时，一定要先切断电源；(2)所测量电路若与其他电路并联，必须先断开并联电路，否则所测电阻值不准确；(3) 测量高电阻电器元件时，要将万用表的电阻挡转换到适当挡位。按图2-13所示方法测量时，首先切断电源，然后按下启动按钮SB2或SB3不放，将万用表的转换开关置于合适的电阻挡，用万用表的红、黑两表表笔逐段测量相邻两

32、点12、23、 34、 45、 50之间的电阻。如果测得某两点间电阻值很大()，则说明该两点间触点接触不良或导线脱落。6、短接检查法在电气设备的各类故障中，常见故障为断路，包括导线断线、虚连、松动、触点接触不良、虚焊、假焊、熔断器熔断等。对这类故障，除用电压法和电阻法检査外，还有一种更为简便可靠的方法，就是短接法。短接法就是用一根绝缘良好的导线将所怀疑的断路部位短接起来，若电路工作恢复正常，说明该部位断路。此法要注意安全，勿触电；且该方法只适用于电压降极小的导线及电流不大的触点(5A以下)否则容易出事故。对于电压降较大的电器，如电阻、线圈、绕组等断路故障不能采用短接法，否则会出现短路故障，如图2-10所示。此外，对于生产机械设