淺談機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測與診斷

李揚

摘 要：機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷是一門集多種學(xué)科為一體的綜合學(xué)科，而對其的相關(guān)研究也必將推動我國相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，所以我國相關(guān)研究機構(gòu)必須通過不斷地深入研究，在不斷解決各類新型機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷問題的同時，采用世界中多領(lǐng)域的研究成果加深自身的技術(shù)含量，以此更好的進行機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷工作。本文介紹了幾種常用的故障檢測方法，希望能為我國機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷提供一些啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；故障；電氣系統(tǒng)；檢測

由于機械設(shè)備電氣系統(tǒng)大多數(shù)都在比較惡劣的環(huán)境中工作，如受潮受熱或者是震動等，因此經(jīng)常出現(xiàn)各類故障。隨著機電技術(shù)的進一步發(fā)展，機械設(shè)備的電氣化程度越來越高，電氣系統(tǒng)在整個機械設(shè)備的運行中占據(jù)更加重要的位置，如何采用科學(xué)手段對電氣系統(tǒng)的故障進行檢測與診斷是我們必須要思考的問題。

一、機械設(shè)備電氣系統(tǒng)概述

機械設(shè)備電氣系統(tǒng)主要由兩部分組成，其一是電氣設(shè)備，主要包括啟動系統(tǒng)、蓄電池、發(fā)電機以及用電設(shè)備等。總結(jié)來說電氣設(shè)備具有以下特征：電器設(shè)備上的電路都是模擬電路，因此診斷起來具有多樣性的特征。故障診斷過程中會受到很多因素的影響，包括信號的傳播和接收能力、噪聲以及容差等，因此診斷過程中容易出現(xiàn)失誤，一方面是重要故障不容易被診斷出來，另一方面是即使診斷出來，結(jié)果的精度也比較低，不能明確故障原因。因此，目前對模擬電路的診斷并沒有形成一個標(biāo)準(zhǔn)的體系，仍舊需要將技術(shù)人員的經(jīng)驗作為重要依據(jù)。

其二是電子系統(tǒng)，包括電子檢測系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、功率控制系統(tǒng)以及傳感系統(tǒng)等。電子系統(tǒng)最大的特征就是使用低壓直流單線制，采用數(shù)字電路對系統(tǒng)整體進行控制。數(shù)字電路的狀態(tài)有兩個，分別是0和1，只要將真值表列出來，就能夠?qū)⒃蚺c結(jié)果一一對應(yīng)。因此，數(shù)字電路的診斷具有較強的規(guī)范性，且可以實現(xiàn)對檢測過程的實時監(jiān)控，人們對診斷原理的研究也越來越深入，診斷技術(shù)之間成熟，一些診斷程序以及先進的診斷設(shè)備已經(jīng)投入使用，并取得了不錯的效果。

二、機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測與診斷

1、依靠技術(shù)人員的感官進行診斷

電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時，經(jīng)常出現(xiàn)資冒煙、震動以及火花等易于觀察的現(xiàn)象，因此感官診斷是一種重要的故障診斷方法。首先是眼觀，主要是“煙”的顏色進行判斷，如果看到設(shè)備中冒出白煙，可以判斷出電氣設(shè)備過渡受熱，是水分蒸發(fā)產(chǎn)生大量水蒸氣導(dǎo)致的，可以說其并不屬于真正的“煙”，只要對其進行烘干處理就可以解決。如果看到設(shè)備中冒出黃煙，可以判斷出電源過電流導(dǎo)致設(shè)備過熱，設(shè)備上的膠布以及油漆在高溫的烘烤下冒出黃煙，需要進一步檢測過電流產(chǎn)生的原因并及時處理，防止設(shè)備被燒壞。如果看到設(shè)備中冒出黑煙，可以判斷出系統(tǒng)中的某個電氣設(shè)備已經(jīng)被損壞，絕緣系統(tǒng)失去作用，需要馬上斷開設(shè)備，對受損設(shè)備以及損壞原因進行檢查，并及時更換。

其次是耳聽，如果設(shè)備鐵芯中含有線圈，通電后就會發(fā)出聲音。如果發(fā)出嗡嗡聲，聲音比較柔和均勻，就可以判斷出設(shè)備處于正常工作狀態(tài)下；聲音比較急躁，大小不均勻，可以判斷出設(shè)備通電電流發(fā)生急劇變化，有可能是機械故障，也有可能是電氣故障。如果發(fā)出滋滋聲，可以判斷出設(shè)備出現(xiàn)不正常放電問題，有可能是設(shè)備發(fā)生短路，也有可能是導(dǎo)體連接處發(fā)生電弧。如果發(fā)出“啪啪”聲，聲音比較響亮，類似放槍，可以判斷出設(shè)備中的元件可能已經(jīng)被燒熔。如果聲音比較沉悶，可以判斷出故障點不在外側(cè)，而是在深處。

最后是觸摸，技術(shù)人員將手放在設(shè)備外殼上，如果感覺非常燙，說明表明溫度達到了50度，而電器設(shè)備的內(nèi)部溫度一般比外殼要高出10度到20度，說明設(shè)備內(nèi)部溫度很有可能已經(jīng)超過了電動機的工作的極限溫度。如果不采取降溫措施，電動機就會加速老化，降低使用壽命。

2、短路與斷路檢測法

首先是試燈檢測法，就是將發(fā)動機用夾子夾住，接通開關(guān)以后，用測試棒逐段檢測，如果試燈亮了，說明電路正常接通。如果試燈不亮，說明發(fā)生斷路故障，故障點就處于亮燈和不亮燈之間。

其次是利用電壓表對斷路情況進行檢測，需要在發(fā)動機上連接直流電壓表的一個接線柱，將測試棒從另一個接線柱上引出，之后接通開關(guān)，對設(shè)備進行逐段檢查。如果電壓表存在指示電壓，說明電路正常接通。如果電壓表中沒有指示電壓，說明發(fā)生斷路故障，故障點位置就處于有無指示電壓的兩點之間。

最后是電源短接檢測法，這種方法主要用來判斷設(shè)備是否發(fā)生短路故障。按照檢測要求連接好電路后通電，如果保險絲熔斷，說明存在短路故障，檢測短路具體部位時，可以采用電源短接法。將火線從蓄電池上引出，從用電設(shè)備向著開關(guān)方向逐段接觸檢測，根據(jù)設(shè)備反應(yīng)判斷出故障位置。

3、綜合診斷法

電氣系統(tǒng)的檢測有很多種方法，這些方法雖然在維護機械設(shè)備穩(wěn)定運行中發(fā)揮重要作用，但是仍舊不能滿足實際需要。首先，檢測功能比較單一，每次檢測大多數(shù)都是針對一種或者是幾種電氣設(shè)備，綜合性不強；其次，檢測過程中的自動化程度不高，檢測效率還有待提升；最后，故障診斷結(jié)束以后，經(jīng)常出現(xiàn)誤報或者是漏報問題，為后續(xù)維修工作帶來麻煩。為了解決上述問題，人們提出了綜合診斷方法，就是在計算機系統(tǒng)的支持下，將各種診斷方式綜合起來使用，取長補短。該種診斷方式的應(yīng)用范圍較廣，自動化程度高，可以對輸出電壓以及激磁電流等重要設(shè)備信息進行時時采集，系統(tǒng)自動將收集到的數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)處理結(jié)果判斷出故障位置，并在系統(tǒng)中直接顯示出來。技術(shù)人員可以根據(jù)系統(tǒng)顯示的故障位置以及故障類型直接對設(shè)備進行檢查，針對性較強，用最短的時間修復(fù)故障，保證機械設(shè)備的正常運行。

4、紅外線診斷法

在機械設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障檢測中，紅外線診斷法是一種較為先進且技術(shù)含量較高的診斷方法，其主要通過紅外熱像儀進行具體的機械化設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障檢測。具體來說，紅外線診斷法在具體應(yīng)用中通過紅外熱像儀對出故障的機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的表面溫度、熱譜圖、相對溫差進行相關(guān)比較與分析，通過對相關(guān)機械設(shè)備電氣系統(tǒng)不同部位進行紅外線診斷的比較分析，得出相關(guān)機械設(shè)備電氣系統(tǒng)是否存在故障這一結(jié)果。這種機械設(shè)備的電氣系統(tǒng)故障檢測是根據(jù)相關(guān)故障會造成機械設(shè)備短路、繞組、磁路、介損增大等現(xiàn)象，因此紅外線診斷法通過對機械設(shè)備電氣系統(tǒng)是否存在相關(guān)檢測圖像不穩(wěn)定、不規(guī)律進行具體故障的判斷。

在機械設(shè)備中，電氣系統(tǒng)是非常重要的組成部分，系統(tǒng)性能對設(shè)備能否正常運行產(chǎn)生直接影響。因此，需要采用科學(xué)、有效的方法檢測和判斷系統(tǒng)故障，所以我們說機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷是一門集多種學(xué)科為一體的綜合學(xué)科，而對其的相關(guān)研究也必將推動我國相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，所以我國相關(guān)研究機構(gòu)必須通過不斷地深入研究，在不斷解決各類新型機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷問題的同時，采用世界中多領(lǐng)域的研究成果加深自身的技術(shù)含量，以此更好的進行機械設(shè)備電氣系統(tǒng)的故障診斷工作。

（作者單位：神威藥業(yè)集團有限公司）