孔慶波

摘 要：隨著電能標(biāo)準(zhǔn)逐步提升，電氣控制電路技術(shù)的應(yīng)用日益普遍。電氣控制電路可能會(huì)因?yàn)闄C(jī)器設(shè)備老化或線路問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備效率降低或暫停運(yùn)行，從而使電氣控制電路面臨安全隱患或運(yùn)行失穩(wěn)。因此，有效排查和檢修電氣控制電路故障問(wèn)題，探究故障案例中的規(guī)律和特點(diǎn)，有利于提高故障排查和檢修效率。

關(guān)鍵詞：電氣控制；電路檢修；故障；方法

中圖分類號(hào)：TU8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2023）06-0096-03

0 引言

電氣設(shè)備故障的因素比較多，故障情況也存在差異，這增加了電氣控制電路故障排除和檢修的困難。為此，電氣控制電路的排除與檢修要求工作者具備較高的技能和素養(yǎng)，這是確保電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。而想要高效地檢修電氣控制電路，還應(yīng)根據(jù)各種故障實(shí)施不同的方法和技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況持續(xù)累積檢修經(jīng)驗(yàn)等。為此，文章主要分析了電氣控制電路故障種類及其檢修的方法與技術(shù)問(wèn)題，旨在促進(jìn)電氣控制電流檢修工作的順利開展。

1 電氣控制電路概述

電氣控制電路是結(jié)合相應(yīng)控制功能的需要，以導(dǎo)線組合各種元件為一個(gè)電氣控制回路系統(tǒng)，其主導(dǎo)組成部分是控制電路和主電路，重點(diǎn)涵蓋受令、判斷分析、執(zhí)行3個(gè)環(huán)節(jié)。各種設(shè)備開展回路和控制模式存在差異性，并且各個(gè)回路具備自動(dòng)控制、保護(hù)、測(cè)量等一系列作用。

2 常見(jiàn)故障類型分析

2.1 接觸不良、斷路現(xiàn)象

在常見(jiàn)故障中，接觸不良、斷路現(xiàn)象是比較常見(jiàn)的，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)引發(fā)電氣設(shè)備控制指令斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)或者直接導(dǎo)致失靈。通常來(lái)說(shuō)，在線路的連接點(diǎn)處、電接觸點(diǎn)以及銅鋁導(dǎo)線直接的連接點(diǎn)中最容易發(fā)生這種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的發(fā)生可能與內(nèi)部線路的質(zhì)量有關(guān)，即線路在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用中會(huì)受到氧氣、水分等的腐蝕，或者雜質(zhì)等物質(zhì)粘連在線路表面，從而導(dǎo)致接觸不良、斷路現(xiàn)象的發(fā)生[1]。當(dāng)發(fā)生這類故障的時(shí)候，工作人員首先應(yīng)當(dāng)先檢查線路的連接是否有效，對(duì)導(dǎo)線的連接點(diǎn)進(jìn)行一一排查，看是否存在污染、損壞等情況。

2.2 短路

相對(duì)與接觸不良、斷路來(lái)說(shuō)，短路故障的危害性更大，如果出現(xiàn)短路故障，將會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成非常不良的影響，輕則會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障，各類電氣設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。重則對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生非常大的損害，甚至還會(huì)引起火災(zāi)。

導(dǎo)線相連、絕緣層被破壞是導(dǎo)致短路現(xiàn)象出現(xiàn)的兩種常見(jiàn)原因。導(dǎo)線相連主要是指架空的導(dǎo)線在外力的影響下產(chǎn)生直接接觸的情況，從而引發(fā)短路現(xiàn)象。這種情況可能是操作工作在工作中不細(xì)致，導(dǎo)致了導(dǎo)線相連的情況。而絕緣破壞指的是導(dǎo)線外部包裹的材料受到了破壞，使得不同位置的導(dǎo)體直接連接。絕緣破壞的最主要原因是外力因素，一旦絕緣被破壞電氣設(shè)備將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的損害，而且可能會(huì)導(dǎo)致整條線路故障。

3 電氣控制電路常見(jiàn)檢修方法與技術(shù)

3.1 電氣控制電路的檢修方法

3.1.1 調(diào)查法

結(jié)合望、問(wèn)、聞、摸法調(diào)查故障，以明確故障形成的部位和因素。

“望”即查看線路說(shuō)明書與設(shè)備說(shuō)明書，探究電路功能、組成、型號(hào)，根據(jù)檢查經(jīng)驗(yàn)探究電氣線路控制方式、結(jié)構(gòu)組成、安裝原理等，結(jié)合元件組合方式和型號(hào)功能深入探究線路運(yùn)行原理，熟悉系統(tǒng)彎管損壞、接觸點(diǎn)接觸、元件等一系列問(wèn)題。

“問(wèn)”即詢問(wèn)有關(guān)工作者故障形成時(shí)的狀態(tài)以及故障形成前后設(shè)備和線路的運(yùn)行狀態(tài)。詢問(wèn)故障形成前后是否存在正反轉(zhuǎn)、過(guò)載、啟動(dòng)頻繁等現(xiàn)象，明確故障先兆、故障問(wèn)題、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能等，然后對(duì)詢問(wèn)的結(jié)果進(jìn)行綜合，提取有價(jià)值的信息[2]。

“聞”主要是聞電氣控制電路運(yùn)行過(guò)程中是否存在線路燒焦等異味。

3.1.2 邏輯分析法

根據(jù)電氣控制電路的運(yùn)行原理分析電氣控制電路中的線路與一系列元件間的聯(lián)系，結(jié)合控制線路運(yùn)行的次序，探究固有電氣運(yùn)行過(guò)程中的異?，F(xiàn)象，明確故障存在的部位和形成因素。具體有以下4種方法。

一是實(shí)施例行檢修保養(yǎng)的方法，保障一系列元件符合電路的各種運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

二是對(duì)比較明顯的故障進(jìn)行排除，例如觸頭燒損、繼電路損壞、導(dǎo)線斷路、電源故障等，以減少排查應(yīng)用的時(shí)間量[3]。

三是在很多故障同時(shí)存在于某個(gè)電路中時(shí)，根據(jù)主次關(guān)系探究形成事故的主導(dǎo)因素，逐步核實(shí)，根據(jù)判斷、分析、檢查、檢修的流程，實(shí)時(shí)糾正分析和判斷結(jié)論，逐一排除會(huì)存在的故障。

四是結(jié)合電氣控制電路的運(yùn)行原理以及組成、排查結(jié)論探究故障范圍，判斷次序能夠結(jié)合電路彼此間是否存在聯(lián)鎖聯(lián)系、優(yōu)化范圍的變化動(dòng)態(tài)、可調(diào)部分是否有效、控制部分的異常和正常逐步進(jìn)行，將故障范圍基本鎖定。

3.2 電氣控制電路的檢修技術(shù)

3.2.1 機(jī)械設(shè)備電氣檢修技術(shù)

基于電力傳導(dǎo)作用而實(shí)現(xiàn)了電氣控制電路中電氣設(shè)備的功能，當(dāng)電氣控制電路機(jī)械設(shè)備存在故障問(wèn)題時(shí)，可應(yīng)用檢修電氣法檢修固有電氣設(shè)備，從而達(dá)到維修機(jī)械設(shè)備的目的。

3.2.2 外部調(diào)試技術(shù)

外部調(diào)試技術(shù)，即電氣設(shè)備的檢修首先對(duì)外部特征進(jìn)行觀察，明確固有電氣設(shè)備中一系列指示燈、開關(guān)、按鈕的作用，然后再解決內(nèi)部問(wèn)題。

3.2.3 靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)

靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)，即在電氣控制電路故障檢修中保持不通電狀態(tài)下檢測(cè)故障，以防范擴(kuò)大故障問(wèn)題，再認(rèn)真比較電氣圖紙和構(gòu)造，通過(guò)測(cè)量法與直觀法判斷故障部位。動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)則是在保持通電狀態(tài)下，遵循安全的原則分析和觀察設(shè)備故障問(wèn)題，從而準(zhǔn)確描述設(shè)備故障問(wèn)題。

4 實(shí)例分析

本文針對(duì)三相電機(jī)拖動(dòng)控制電路故障檢測(cè)與排除，從故障斷電檢測(cè)和故障診斷兩個(gè)方面開展相應(yīng)的研究，以便更好實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電機(jī)的故障檢測(cè)，同時(shí)也為電機(jī)的故障檢測(cè)提供一定的理論支撐。

4.1 電路運(yùn)行中的工作原理分析

關(guān)于電路運(yùn)行中的基本工作原理，需要結(jié)合電氣元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)完成對(duì)電力系統(tǒng)工作原理的進(jìn)一步分析。在實(shí)踐分析中，要明確系統(tǒng)組件的作業(yè)原理，對(duì)操控角色和操控過(guò)程中的電路圖、正反電路作業(yè)原理進(jìn)行系統(tǒng)的分析和掌握。在主電路運(yùn)行的過(guò)程中，電機(jī)功率需進(jìn)行交替設(shè)置，這主要是為了避免接觸器同時(shí)作業(yè)加大負(fù)荷的問(wèn)題。若作業(yè)負(fù)荷過(guò)大，還有可能進(jìn)一步造成短路。因此，在操控電路設(shè)置時(shí)，應(yīng)當(dāng)預(yù)先按照連鎖設(shè)置的方式，隨后推進(jìn)后續(xù)的設(shè)置流程。具體來(lái)說(shuō)，電路工作的過(guò)程中，包括的主要流程要點(diǎn)有以下3部分。

4.1.1 驅(qū)動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)

這一環(huán)節(jié)的工作需要首先對(duì)上部開關(guān)實(shí)行關(guān)閉操作，隨后將三相電源接通按動(dòng)SB2啟動(dòng)按鈕，將接觸器線圈的功能進(jìn)一步啟動(dòng)。自鎖功能的實(shí)現(xiàn)則主要需要借助觸點(diǎn)的多次開啟實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐操作中電機(jī)的工作順序應(yīng)按照常規(guī)的L1、L2、L3進(jìn)行正向設(shè)置。

4.1.2 電機(jī)反轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)

這一環(huán)節(jié)需要將開關(guān)處在閉合狀態(tài)，隨后接通三相電源、啟動(dòng)SB3按鈕。這時(shí)，接觸器可通過(guò)吸收作用的發(fā)揮達(dá)到自鎖狀態(tài)。關(guān)閉接觸器，打開電機(jī)后，電機(jī)即可達(dá)到反轉(zhuǎn)。

4.1.3 電路互鎖環(huán)節(jié)分析

此環(huán)節(jié)在運(yùn)行的過(guò)程中，電機(jī)處在向前運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，接觸器電路處在切斷狀態(tài)。這時(shí)，為了確保線圈的電吸引力，需切斷接觸器，并復(fù)位其正常閉合接觸狀態(tài)。這主要是為了避免電源相位之間出現(xiàn)短路接觸，同時(shí)達(dá)到閉鎖功能的目標(biāo)。只有了解電路運(yùn)行原理，才能更好地為故障表現(xiàn)的判斷和故障點(diǎn)位的確認(rèn)奠定基礎(chǔ)。進(jìn)一步運(yùn)用科學(xué)的故障診斷和維修方式，及時(shí)有效地排除故障，保證電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。

4.2 故障斷電的檢測(cè)法

故障斷電檢測(cè)法指運(yùn)用斷電測(cè)量法對(duì)電機(jī)控制電路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，萬(wàn)用表的電阻擋位、鉗形電流表的歐姆擋位以及兆歐表等都可以選用。例如，多地控制電動(dòng)機(jī)電氣控制線路，各類大型的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)，基本都用該電路控制單元，對(duì)于多地控制的操作者非常方便。

4.2.1 檢測(cè)控制回路

圖1為電機(jī)電氣控制原理與檢測(cè)電路圖。由圖1可知，電源接通后，如果將SB2或者SB4的啟動(dòng)按鈕按下，KM接觸器不得電，說(shuō)明控制回路出現(xiàn)故障。檢測(cè)故障時(shí)，應(yīng)該將電源斷開，對(duì)1-2、1-3、1-4以及5-6之間的電阻值分別進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合測(cè)量的結(jié)果，就可以將電機(jī)控制電路的故障點(diǎn)找出來(lái)。

4.2.2 檢測(cè)主回路

若要檢測(cè)主回路，可將主回路中QS電源開關(guān)斷開，先對(duì)KM接觸器主觸點(diǎn)電源端的V1-V2、U1-U2以及W1-W2之間的電阻分別進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量電阻值如果都比較小，主回路FU1熔斷器就是正常的，否則，就是熔斷器被燒毀，必須要更換。然后對(duì)KM接觸器主觸點(diǎn)兩端V2-V3、U2-U3以及W2-W3之間的電阻分別進(jìn)行測(cè)量，對(duì)KM接觸器進(jìn)行手動(dòng)模擬閉合。測(cè)量時(shí)如果電阻值較小，KM主觸點(diǎn)就是正常的。反之，對(duì)應(yīng)的KM主觸點(diǎn)就是接觸性不良好，應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)。再對(duì)熱繼電器FR熱元件的觸點(diǎn)V3-V、U3-U以及W3-W之間的電阻分別進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量時(shí)電阻值較小，F(xiàn)R熱繼電器熱元件和觸點(diǎn)都正常。反之，熱元件或者觸點(diǎn)有故障，應(yīng)該將熱繼電器進(jìn)行修復(fù)或者直接更換，最后，對(duì)FR熱繼電器下方的V、U以及W到電動(dòng)機(jī)接線的端子處進(jìn)行測(cè)量，找到故障，進(jìn)行排除[4]。

4.3 排除方法的研究

三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△降壓起動(dòng)電路原理圖如圖2所示。對(duì)于其電路故障檢測(cè)分析，主要可以從兩個(gè)方面考慮，即：短路故障和斷路故障。

4.3.1 短路故障

在三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△降壓起動(dòng)電路的布線階段，故障出現(xiàn)頻率比較多的就是短路。在KMY、KM2與KM△接觸器主觸點(diǎn)的連接中，最容易出現(xiàn)的故障就是主回路短路。進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將萬(wàn)用表或者鉗形電流表放置在歐姆擋位上，在三相線V、U和W任意的兩相間接兩表筆。檢測(cè)時(shí)，指數(shù)如果為無(wú)窮大，則說(shuō)明在該點(diǎn)處電路的連接屬于正常的。檢測(cè)時(shí)如果指數(shù)為零，則兩相之間有短路的情況出現(xiàn)，對(duì)其連線端進(jìn)行排查，將故障排除。

短路故障在控制回路中的檢測(cè)法如下：對(duì)4-13、5-13以及6-13之間電阻值分別檢測(cè)，顯示如果為一定的數(shù)值，電路就屬于正常的；若某支路的電阻如果為零，說(shuō)明該支路有短路故障發(fā)生，檢測(cè)7-13點(diǎn)中該支路電阻，將相應(yīng)的故障點(diǎn)找到即可。

4.3.2 斷路故障

三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△降壓起動(dòng)電路，主要是由1個(gè)時(shí)間繼電器和3個(gè)接觸器構(gòu)成的。對(duì)于三相電機(jī)星形接法與三角形接法運(yùn)行起動(dòng)接換的時(shí)間長(zhǎng)短控制，是由時(shí)間繼電器延時(shí)觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)Y-△降壓起動(dòng)電路布線階段，故障出現(xiàn)的頻率非常高是斷路故障，接觸器Y的Y點(diǎn)沒(méi)有連接是主回路斷路故障主要的原因，目測(cè)就很容易檢測(cè)出這種故障[5]。斷路故障在控制回路中的檢測(cè)法如下：將萬(wàn)用表或者鉗形電流表放置在歐姆擋位，電路1和13點(diǎn)處接兩表筆，將按鈕SB2或者按鈕SB3按鈕按下，表指數(shù)應(yīng)為無(wú)窮大。

5 結(jié)束語(yǔ)

為減少電機(jī)的損壞和設(shè)備故障，提高電機(jī)運(yùn)行的可靠性，降低損耗，節(jié)約成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文從實(shí)例出發(fā)，從電機(jī)故障檢測(cè)和故障排除兩個(gè)方面探究了電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障，并詳細(xì)闡述了解決該故障的方法，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 林詩(shī)莊，蔡澤祥.大型電動(dòng)機(jī)故障診斷與保護(hù)理論綜述[J].廣東電力，2001，14（6）：9-12+22.

[2] 丁卯.三相異步電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)及其保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].江西：南昌大學(xué)，2013.

[3] 胡順斌，李金芳，高亮，等.網(wǎng)絡(luò)型三相異步電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)及控制系統(tǒng)的研制[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25（2）：82-85.

[4] 郝婧.基于網(wǎng)絡(luò)的異步電機(jī)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)[D].陜西：西安理工大學(xué)，2008.

[5] 雷楊，谷立臣，劉沛津.電力拖動(dòng)設(shè)備三相電信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2013，32（8）：1149-1152.