礦山大型電氣設(shè)備的故障診斷和排除

郭宏兵

礦山大型機(jī)電設(shè)備電氣設(shè)備故障的排除,關(guān)鍵是故障的診斷。故障診斷,其實(shí)就是查找故障元器件。一般是把整個(gè)電路看成一個(gè)整體,通過(guò)一系列的分析、測(cè)試、研究,查找故障點(diǎn)。也就是說(shuō),先分析判斷出現(xiàn)了什么故障,該故障最應(yīng)該在哪個(gè)單元里出現(xiàn),而在這個(gè)單元里那些原件最易引起該類(lèi)型的故障,以此找出故障點(diǎn)和故障元件,從而排除電氣設(shè)備的故障。一般要從以下的步驟進(jìn)行查找判斷。

1 故障診斷的主要工作環(huán)節(jié)

故障診斷系統(tǒng)的工作過(guò)程可以劃分為4個(gè)主要環(huán)節(jié),即信息采集、信息分析處理、工況狀態(tài)識(shí)別和故障診斷環(huán)節(jié)。

1.1 信息采集環(huán)節(jié)

根據(jù)具體情況選用適當(dāng)檢測(cè)方式,將能反映設(shè)備工況物理量信息測(cè)量出來(lái)。如利用人的聽(tīng)、摸、視、嗅或選用溫度、速度、位移、電流、電壓、電場(chǎng)及應(yīng)力等不同種類(lèi)的傳感器來(lái)感知設(shè)備運(yùn)行中能量、介質(zhì)、力、熱、摩擦等各種物理和化學(xué)參數(shù)的變化,并把有關(guān)的信息傳遞出來(lái)。

1.2 信息分析處理環(huán)節(jié)

直接檢測(cè)信息大都是隨機(jī)信息,它包含了大量與故障無(wú)關(guān)的信息,一般不宜用做判別量,而是通過(guò)對(duì)信息的分析處理,找到工況狀態(tài)與特征量的關(guān)系,把反映故障的特征信息和與故障無(wú)關(guān)的信息分離開(kāi)來(lái)。

1.3 工況狀態(tài)的識(shí)別環(huán)節(jié)

工況狀態(tài)的識(shí)別就是狀態(tài)分類(lèi)問(wèn)題,其目的是區(qū)分工況狀態(tài)是正常還是異常,或哪一部分正常,以便進(jìn)行處理。

1.4 故障診斷環(huán)節(jié)

故障診斷主要任務(wù)是針對(duì)異常狀態(tài),查明故障部位、性質(zhì)、程度綜合考慮當(dāng)前設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行工況、歷史維修資料和相關(guān)人員的知識(shí),對(duì)故障做出正確的診斷。

2 電氣系統(tǒng)故障的診斷方法

電氣系統(tǒng)故障一般是電氣控制線(xiàn)路的故障。引起的原因有很多,由各種損耗引起的發(fā)熱和和散熱條件的改變,電弧的產(chǎn)生,電源電壓、頻率的變化以及和環(huán)境因素等,都會(huì)引起故障。

2.1 故障的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

現(xiàn)場(chǎng)檢查和外觀檢查是進(jìn)行設(shè)備電氣診斷的第一步,對(duì)迅速進(jìn)行故障診斷,查找故障的原因和部位,準(zhǔn)確地獲得第一手資料相當(dāng)重要。主要是感覺(jué)檢查:

(1)查看。故障發(fā)生后,檢查外觀變化,如熔斷指示裝置動(dòng)作、繞組表面絕緣脫落、變壓器油箱漏油、接線(xiàn)端子松動(dòng)脫落、信號(hào)裝置出現(xiàn)故障顯示等;觀察顏色變化,電氣設(shè)備溫度升高會(huì)帶來(lái)顏色變化,變壓器發(fā)生短路故障后,其油的顏色會(huì)由黃變黑、變暗,發(fā)電機(jī)定子槽楔的顏色也會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱發(fā)黑變色。

(2)問(wèn)詢(xún)。向操作者了解故障發(fā)生前后的情況:故障發(fā)生在開(kāi)車(chē)前或后,還是在運(yùn)行中;是運(yùn)行中自行停車(chē),還是發(fā)現(xiàn)異常情況由操作者停車(chē)的;發(fā)生故障時(shí)設(shè)備發(fā)生在哪個(gè)程序,都動(dòng)了哪個(gè)按鈕或者開(kāi)關(guān);故障發(fā)生前后,設(shè)備有無(wú)異?，F(xiàn)象;以前是否發(fā)生過(guò)類(lèi)似的故障,是怎樣處理的等等。通過(guò)詢(xún)問(wèn)往往能得到一些有用的信息,有利于根據(jù)電氣設(shè)備的工作原理來(lái)分析發(fā)生故障的原因。

(3)聽(tīng)診。通過(guò)設(shè)備正常運(yùn)行和故障狀態(tài)下的聲音進(jìn)行分析:電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),聲音均勻、無(wú)雜聲或特殊響聲;如有較大的“嗡嗡”聲時(shí),則表示電流負(fù)載過(guò)大;若“嗡嗡”聲特別大,則表示電機(jī)處于缺相運(yùn)行(一相熔斷器熔斷或一相電源中斷等);如果有“咕嚕”聲,則說(shuō)明軸承間隙不正?；驖L珠損壞;如有嚴(yán)重的碰擦聲,則說(shuō)明有轉(zhuǎn)子掃膛及鼠籠條斷裂脫槽現(xiàn)象;如有“咝咝”聲,則說(shuō)明軸承缺油。

(4)觸測(cè)。用人的觸覺(jué)可以監(jiān)測(cè)設(shè)備的溫度、振動(dòng)及間隙的變化。如電動(dòng)機(jī)變壓器和一些電器元件的線(xiàn)圈發(fā)生故障時(shí)溫度會(huì)明顯升高,通過(guò)用手觸摸可以判斷有無(wú)故障發(fā)生。

2.2 利用儀表和診斷技術(shù)確定故障

(1)電阻法。通常指利用萬(wàn)用表的電阻擋,測(cè)量線(xiàn)路、觸電是否通斷的一種方法。

(2)電壓法。指利用萬(wàn)用表的相應(yīng)的電壓擋,測(cè)量電路中電壓值的方法。

(3)電流法。指利用萬(wàn)用表的相應(yīng)的電流擋,測(cè)量電路中電流值是否符合正常值,來(lái)判定故障的原因。

(4)短接法。適用于低電壓、小電流的回路中,將懷疑短路點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)短接進(jìn)行試驗(yàn)。

(5)儀器測(cè)試法。借助各種儀器儀表測(cè)量各種參數(shù),以便分析故障原因。

(6)調(diào)試參數(shù)法。有些線(xiàn)路中元器件無(wú)損壞,線(xiàn)路接線(xiàn)良好,只是由于某些物理量調(diào)整不合適,使系統(tǒng)不能正常工作,這時(shí)應(yīng)根據(jù)電氣工作原理及設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)整。

2.3 利用經(jīng)驗(yàn)確定故障

(1)彈性活動(dòng)部件法。彈性活動(dòng)部件法主要用于活動(dòng)部件,如接觸器銜鐵、行程開(kāi)關(guān)的滑輪臂、按鈕等的故障檢查。這種方法通過(guò)反復(fù)彈壓活動(dòng)部件,檢查哪些部件動(dòng)作靈活,那些有問(wèn)題,以找出故障部位。

(2)電路敲擊法。電路敲擊法是在電路帶電的狀態(tài)下進(jìn)行故障確定的。檢查是可用一只小的橡皮錘,輕擊工作中的元件,如果電路故障突然排除,或者突然出現(xiàn),都說(shuō)明敲擊元件附件或者是被敲擊元件本身存在接觸不良現(xiàn)象。

(3)觀察火花法。電路存在接觸不良故障時(shí),在電壓電源的作用下,常產(chǎn)生火花并伴隨著一定的聲響。因?yàn)榛鸹ê吐曇粢话惚容^微弱,因此應(yīng)在比較黑暗和安靜的情況下觀察電路有無(wú)火花產(chǎn)生,聽(tīng)聽(tīng)是否有放電時(shí)的“嘶嘶”聲或者“噼啪”聲,來(lái)判斷有無(wú)故障或者故障發(fā)生的地點(diǎn)。

(4)非接觸溫法。溫度異常時(shí),元件性能發(fā)生改變,同時(shí)元件溫度的異常也反映了元件本身存在過(guò)載、內(nèi)部短路等現(xiàn)象。實(shí)際中可采用感溫貼片或紅外輻射測(cè)溫計(jì)進(jìn)行溫度測(cè)量,感溫貼片具有一定的變色溫度點(diǎn),超過(guò)這一溫度時(shí)就會(huì)改變顏色。

(5)元件替換法。對(duì)被懷疑有故障的元件,可采用替換的方法進(jìn)行驗(yàn)證。如果故障依舊,說(shuō)明故障點(diǎn)懷疑不準(zhǔn),可能該元件沒(méi)有問(wèn)題;如果故障排除,則與該元件相關(guān)的電路部分存在故障,應(yīng)加以確認(rèn)。

(6)對(duì)比法。如果電路有兩個(gè)或兩個(gè)以上的相同部分時(shí),可以對(duì)兩部分的工作情況進(jìn)行對(duì)比。因?yàn)閮蓚€(gè)部分同時(shí)發(fā)生相同故障的可能性較小,因此通過(guò)比較可以方便的測(cè)出各種情況下的參數(shù)差異,通過(guò)合理分析即可確定故障范圍和故障情況。

(7)交換法。當(dāng)有兩個(gè)及以上相同的電氣控制系統(tǒng)時(shí),可把系統(tǒng)分成幾個(gè)部分,將不同系統(tǒng)的部件進(jìn)行交換。當(dāng)換到某一部分時(shí),電路不能正常工作,而將故障部分換到其他設(shè)備上時(shí),該設(shè)備也出現(xiàn)了相同的故障,則說(shuō)明故障就在該部分。同理,當(dāng)控制電路內(nèi)部存在相同元件時(shí),也可將相同元件調(diào)換位置,檢查相應(yīng)元件對(duì)應(yīng)的功能是否得到恢復(fù),故障是否又轉(zhuǎn)到另外的部分,則說(shuō)明調(diào)換元件存在故障;如果故障沒(méi)有變化,則說(shuō)明故障與調(diào)換元件沒(méi)有關(guān)系。

以上是幾種常用的方法,可以單獨(dú)使用,也可以混合使用,在實(shí)踐的過(guò)程中,我們可以根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。