工业生产中电气设备故障和维护分析

工业生产中电气设备故障和维护分析

在工业生产中，电气设备的良好运作是工业生产开展的保障，如果其出现故障，导致生产中断是一方面，严重的还会发生生产安全事故，造成重大的损失，要对工业生产中电气设备故障和维护进行分析，使工业生产正常进行，尽可能减少损失。

标签： 工业生产；电气设备故障；维护

前言：

在工业生产中，因电机运行事故而造成烧毁事故等不占少数，电机故障的发生不仅给工业的生产造成一定的损失，在一定程度上还降低了工作效率。为改善这种状况，必须加强对电机的维修及养护。电机的维修养护不仅促进生产率的提高。还减少了成本的投入，所以说在电机出现故障时，进行全面的维修是非常必要的。

一、电气设备维修操作顺序

1、先询问，后操作

电气设备出现故障时，在进行维修前应事先向其操作人员、养护人员询问出现故障前的设备运行状态、工作环境条件、故障的具体表现，对于技术性较强、设计结构复杂的电气设备，倘若不具备足够的经验与技巧，应事先查看、了解设备的电路原理、结构特点、主要性能，在充分掌握各电路、器件的实际位置、连接方式、功能作用等信息、数据后，方可进行维修操作。值得注意的是，设备的拆卸应严格按照有关图纸进行。

2、由外及里，由机械到电气

应先检查设备外部有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸。先不要急于更换损坏的电气部件，在确认外围设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。要在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。

3、先外部，后内部

在进行电气设备的维护时，首先需要检查其外部、表面是否存有明显的缺损、破损、断裂等损坏，在充分了解设备的有效使用期限、维修历史等情况后，再进行设备内部的检查。在拆卸设备前，应排除其附近区域、部位的故障因素，待确定为内部故障后方可进行拆除，以此避免随意拆卸而造成的二次损坏。

二、工业生产中电气设备故障和维护分析

1、低压配电柜、直流屏、信号屏及各种电气控制柜的预防性维护

电气设备的控制箱、控制柜往往在车间内，车间的环境要比配电室的环境恶劣的多，因此它们的维修工作量较大。加强对车间内控制柜、控制箱的预防性维护，将大大减少停车率，从而提高生产效率。常见的预防性维护工作总结为以下几点。防尘、扫尘仍然是重点。除尘工作看起来微不足道，其实它的作用很大，很多故障都是与积尘有关。一老印染厂，设备陈旧，车间内布毛乱飞，有一拉幅机控制箱多年缺少维护，箱内元件上积累了大量布毛，造成一接触器触头接触不良而打火，引燃布毛，造成箱体燃烧，幸亏操作人员发现及时，控制了火势。若引燃布匹，后果将不堪设想。定期紧固螺丝。温度的变化，机械振动等因素都容易造成螺丝松动，螺丝松动会引起打火、控制失灵等各种故障。

2、变频器故障的分析及维护

（1）变频器的发热

变频器之所以会发热，是因为其主电路和控制电路存在损耗，其中主电路的损耗是主要的损耗，占了97%，控制电路为3%，变频器如果太热，就会影响正常的工作效率，所以对其进行降温处理很重要，降温的方式主要分为两种：一是对其安装环境进行降温，二是利用风扇降温。从第一种方式来说，变频器内部含有电解电容、电子元等，是一种电子装置，温度过高会大大的降低它的工作壽命，通常来说，适宜其工作的环境温度是负10°～50°，因此要采用一定的方法尽量的对变频器运行环境的温度进行降低，延长其运行的寿命，并使其工作的性能可靠。从第二种方式来说，在变频器的内部安装风扇也是降温的一种有效方式，它可以把其内部产生的热量吹散，达到给变频器降温的目的，如果风扇损坏不能正常工作的话，就要停止运行变频器。

（2）变频器的负载匹配

生产设备有很多的种类，在技术和功能上的要求也不一样，有着复杂的转矩特点，一般来说，分为风机泵类负载、恒转矩负载、恒功率负载三种类型，对于不一样的负载类型，要匹配与之相应的变频器。

泵类负载它是现阶段工业生产中最常使用的设备，市场上风机和泵有着很多的特性，但它主要使用的是离心风机和离心泵，在这种类型的负载上，通用变频器的使用最多。这种负载在变频器的性能上面没有很高的要求，经济可靠就行。在具体的工作过程中，风机负载出于转动惯量很大的原因，变频器在加速和减速时所用的时间就成了一个需要被重视的问题，在设计变频器时，如果变频器开始运行时没有因为电流过大而跳闸，或者是在减速的时候没有因为电压过大而跳闸，那么就尽量把时间缩短。此外，在具体的工作过程中，泵类负载还会出现憋压、水垂效应和喘振，其中憋压就是在泵类负载的运行速度较低的情况下，因为系统憋压造成流量消失，泵被烧坏，如果要防止这种情况发生，可以对变频器的进行限制，使其保持在最低，从而对接近点的系统最低的转动速度进行限定；水

垂效应就是在电流忽然中断的情况下，因为泵管道内存在液体，在其重力作用下发生倒流，如果缺少逆止阀或者是逆止阀没有被关严，电机转动的方向就会相反，出现电流造成变频器出现故障被烧坏，对于这种情况，解决的办法是在

设计变频器系统时，根据减速的曲线停止变频器，等电机彻底停止转动以后再把主电路切断；喘振容易在测量中出现，这种情况可以以限定宽度和跳跃频率点的方式来解决。

恒转矩负载。它的负载转矩不会受转速的影响，不管转速快慢，转矩始终保持不变，它有位能式负载和摩擦式负载两种类型。通常位能式负载在能力回馈和起动转矩方面的要求比较大，以提高正转和反转的速度，拥有四象限工作能力的变频器是首选。摩擦类负载通常对启动转矩的要求是额定转矩的1.5倍，制定转矩和额定转矩一致，因此在转矩特性上比较稳定、起动和制动转矩很大、过载能力较强、过载时间较长的变频器是首要的选择。恒功率负载。它是转速和转矩是反比关系的负载。在通过变频器对恒功率负载进行驱动时，其速度的变化要保持在一定的范围之内，以一个转速点为标准，在它之排放气体气味的分析，认为是高压线有时断火，更换后，故障排除。经验较丰富的维修人员可以根据气味，快速判断气味的形式，以此找出引起机械故障的根源。3、PLC常见故障诊断和处理

（1）电源故障

电源指示灯不亮，5V系统本身故障，则PLC整机停止工作，5V以外系统故障，则输入或输出不动作，需对供电系统进行诊断。首先检查是否有电，如果有电，则下一步就检查电源电压，做适当调整，若电源电压合适，则应该检查熔丝是否烧坏，如果烧坏就更换熔丝，如果没有烧坏，或更换熔丝后反复烧坏，下一步检查受电线路是否有问题，若受电线路无问题，则应更换电源部件。

（2）输入输出故障诊断和处理

输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，能否正常运行，与输入输出单元和联接配线、接线端子，保险管等有关，在诊断输入输出故障时，最佳方法是区分是模块自身还是现场连接的问题。例如：在车胎控制过程中，经查电源、各项指示灯外围元件均完好，输入指示灯不亮，检查后发现继电器无信号，用编程器将输入点更换至另一闲置输入点，使其运行正常工作。如果运行时出现合模、开模、排汽等各工序不动作或超时不动作，就可更换相应的合模保险管、开模保险管、排汽保险管等。若更换后还不能运行，应仔细检查现场的连接按钮、开关、继电器、接触器、电磁阀的线圈等是否有松动或脱落。

4、电动机故障和维护

（1）电动机在运行时，出现异音

故障原因：电动机的轴承缺油，出现干磨；电动机的轴承出现磨损，或者润

滑油内混进有砂粒等异物；电动机的定子，或者转子铁芯出现松动；电动机的转子与定子之间，有异物造成磨擦；电动机的风扇的风叶碰撞风扇罩子；电动机的定转子铁芯之间，间隙过小造成磨擦；电动机外部的电源电压过高，或者三相电压出现不平衡；电动机的定子绕组错接或者出现短路。

解决对策：对电动机的轴承进行加油，如果轴承磨损严重，及时进行更换；及时更换轴承，对润滑油及时进行更换，保证轴承的清洁度；检修电动机的定子、转子的铁芯，发现松动及时进行紧固；对电动机的转子与定子之间的异物进行清理；对电动机的风扇，重新安装设置；重新调整电动机的定、转子铁芯之间的距离，调整间隙避免磨擦；消除擦痕，必要时车内小转子；检查电动机电源，并调整电动机外部电源电压；检查电动机的定子绕组的线路状况，发现错接和短路的现象进行处理。

（2）电动机通电之后，不转有嗡嗡声

故障原因：电动机定、转子绕组有一相断线，或者动力电源有一相失电；电动机绕组内部线路接反；电源回路接点存在松动，造成接触电阻大；电动机负载电流过大；电源电压不稳定，压降过低；电动机轴承装配过紧；轴承内油脂不合格。

解决对策：检查电机绕组和动力电源断点，并予以修复；检查电动机的绕组极性，改变绕组线路状况；检查电机接线端子，如果发现松动，对接线螺丝进行紧固；检查电动机所承受负载的状态，如果过高及时进行减载；检查电动机电源电压，如果发现问题及时处理；对于电动机轴承，重新进行装配保证灵活可靠；更换电动机轴承油脂，使之符合标准。

5、仪表自动控制（DCS）检修与维护

（1）检修

DCS系统使用一定年限后，由于工业现场环境恶劣，如灰尘多、经常有腐蚀性气体等，容易造成元件的老化、损坏等情况，可能导致系统通讯不畅，信号偏移等故障，因此，必须定期（与全厂大修同步）对系统进行全面地维护和检测，清除系统中可能存在的隐患，保证DCS系统的长期稳定运行。

观察监控软件的系统故障指示灯，当系统故障指示灯红/绿交替闪烁并发出报警声响时，说明系统发生了故障。查看监控软件的“故障诊断”画面，当DCS发生故障时，“故障诊断”画面将以红色闪烁的标识故障发生的位置以及故障具体信息，并在“故障诊断”中将故障信息记录到历史故障信息中。通过使用“故障分析”软件SCDiagnose进行故障分析，它可以进行I/O通道的故障分析。检查各主控卡、数据转发卡、I/O的故障指示灯“FAIL”灯的情况，当卡件“FAIL”灯亮时，说明该卡件发生了故障通过其他可察觉异常情况判断系统是否发生故障，如实时监控的数据刷新明显太慢，操作站的监控软件响应速度明显下降等。

（2）维护

文明操作，爱护设备，保持清洁，防灰防水；不可强制性关闭计算机电源；键盘与鼠标操作须用力恰当，轻拿轻放，避免尖锐物刮伤表面；显示器应远离热源，保证显示器通风不被他物挡住；在进行计算机信号电缆、通讯电缆连接或拆除时，请确认计算机电源开关处于“关”状态。

严禁使用非正版的微软公司视窗操作系统软件。系统维护人员应谨慎使用外来软盘或光盘，防病毒侵入。系统维护人员应做好系统所需的各种驱动软件的硬盘备份。系统维护人员应做好控制子目录文件（组态、流程图、SCX语言、图形化编程等）、各自控制回路的PID参数、调节器的正反作用等系统数据的硬盘备份记录工作，同时要求采用书面、软盘、光盘等进行备份；对系统组态、控制参数作必要修改后，系统维护人员应及时做好记录及备份更新工作。

6、加强对电气设备的台账管理

我们需要在日常的工作、检查中不断完善电气设备的台账，通过它也可以起到对电气设备的维护作用。现阶段已经有大量的设备管理软件应用到电气设备的台账管理上面来，例如：其中效果比较好的就是SAP系统的工厂维护模块，它的功能非常全面，集合了设备信息档案、维修记录档案、备件等的库存管理以及维护计划制定等功能，对我们的电气设备台账管理工作起到了极大地帮助。

三、结束语

如果在应用中，电气设备得到了较好的养护不仅可以提高其工作的效率，还延长其使用寿命。为工业的生产做出更多的贡献，减少成本的投入。电气设备在维修中，最重要的就是要注意维修安全，在保证人身安全的前提下，在进行维修，是维修过程中最重要的。

参考文献：

[1]潘晓峰.变频器在热电企业中的应用[J].自动化与仪表，2010（12）.

[2]莫布雷，石磊，谷寧昌译.以可靠性为中心的维修[M].北京：机械工业出版社，2010

[3]徐青山，电力系统故障诊断及故障恢复[M].北京：中国电力出版社，2011.