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1、 技能提升 电气故障的快速诊断一、电气设备的运行规律 1.概述 电气设备经长期运行，其部件磨损、绝缘老化、螺丝松动等原因会引发故障，而各种电气设备却没有自行修复的能力，只有依靠技术人员来处理。技术人员若没有过硬的检修技术，往往无法迅速使设备正常运行，从而严重影响生产。生产过程中，维修工作是保证设备正常运行，减少停工损失的重要环节。2 诊断 如果把电气故障比作病人，检修人员就好比医生。这个医生首先必须具备过硬的技术，对电气设备的工作原理了如指掌。二是要有诊断故障的正确方法。我国医学有一套经典诊断法：“望、闻、问、切”。电气故障的诊断可借鉴这一诊断之法，结合设备故障的特殊性和排除电气故障的成功经验
2、，总结归纳为“六诊”要诀和“六法”要诀。“六诊”、“六法”要诀是一套行之有效的电气设备诊断的思想方法和工作方法。事物往往是千变万化的，电气设备出现的故障也是五花八门、千奇百怪的。对于电气设备的检修有一句话：“只有想不到的故障，没有发生不了的故障”。上述所提到的“六诊”、“六法”电气故障诊断要诀，是一种分析思路和工作方法，并非锦囊妙计，切记不能死搬硬套。检修人员要善于透过现象看本质，善于抓住事物的主要矛盾。3.思路二、电气设备故障的诊断要诀（一）六诊断 1.口问 当一台设备的电气系统发生故障后，检修人员应和医生看病一样，首先要了解详细的“病情”。即向设备操作人员或用户了解设备使用情况、设备故障现
3、象和故障发生的全过程。询问的内容：故障前后，操作方法、步骤、故障现象。总的来讲，了解情况要尽可能详细和真实，这些往往是快速找出故障原因和部位的关键。当一台设备的电气系统发生故障后，检修人员应和医生看病一样，首先要了解详细的“病情”。即向设备操作人员或用户了解设备使用情况、设备故障现象和故障发生的全过程。询问的内容：故障前后，操作内容以及方法、步骤、故障现象。总的来讲，了解情况要尽可能详细和真实，这些往往是快速找出故障原因和部位的关键。例如：车间一台水泵不能抽水，问操作工，说按下按钮时听到电机有振动声而泵不动。根据所述情况判断：电机有振动声说明电机已通电；电机不转动一是断相、二是负荷重；最可能的
4、原因是电机或电源断相。首先查看配电柜保险是否熔断，如完好，查一下控制电机的接触器进线是否三相有电，如有，然后通电核实所述情况。（一）六诊断 2.看现场 根据所问到的情况，仔细查看设备外部状况或运行工况。如设备的外形、颜色有无异常，熔丝有无熔断：电气回路有无烧伤、烧焦、开路、短路，机械部分有无损坏以及开关、刀闸、按钮插接线所处位置是否正确，改过的接线有无错误，更换的元件是否相符等：还要观察信号显示和仪表指示等，如图1所示。看图纸资料，按图分析故障原因与故障发生的部位，出现的故障与控制线路中的那一部分、那些电气元件有关，产生了什么毛病才能有所述现象。接着，在分析决定检查那些地方，逐步查下去就能找出
5、故障之所在了。现场查看内容：1查看接线端子螺丝是否松动！查看显示数字是否正确！查看线路绝缘有无损伤！查看元件是否烧伤！图1 控制柜 （一）六诊断 3.耳听 电气设备在运行中会有一定噪声，这种噪声一般较均匀且有一定规律。带病运行的电气设备其噪声通常也会发生变化，用耳细听往往可以区别它与正常设备运行的噪声之差异。利用听觉判断故障，虽说是一经验之谈，但只要本着“实事求是”的科学态度，从实际出发，善于摸索规律，予以科学的分析，就能诊断出电气设备故障的原因和部位。影响电动机声响的因素有：温度 电动机响声是随着温度变化。负荷 负荷对声响是有很大影响的，响声随着负荷的增大而增强，这是声响的一般规律。润滑 不
6、论什么响声，当润滑条件不佳时，一般都响得严重。听诊器具：可用螺丝刀、金属棍、细金属管等，用听诊器具触到测试点，响声变大，以利诊断。用听诊器具直接触在发响声部位听诊，叫做“实听”，用耳朵隔开一段距离听诊，叫做“虚听,两种方法要配合使用。（一）六诊断 4.鼻闻 利用人的嗅觉，根据电气设备的气味判断故障。如导线短路、绝缘击穿引起过热，则可闻到烧焦味及火烟味；如塑料、橡胶、油漆、润滑油等受热挥发的气味非常明显。对于注油设备，内部短路、过热时其气味也会发生变化，出现酸味、臭味等。（一）六诊断 5.手摸 用手触摸设备的有关部位，根据温度和震动判断故障。如设备过载，则其整体温度会上升：如局部短路或机械摩擦，
7、则可能出现局部过热；如机械卡阻或平衡性不好，其振幅就会加大。注意：实际操作中应掌握触摸的方法和技巧，该摸的摸，不能摸的切不能乱摸。手模时，只能用手背去摸，不能用手掌摸。用手感温估计温度（以电动机外壳为例）温度（）感 觉 具 体 程 度 30 稍冷 比人体温度低，感觉稍冷40 稍暖和 比人体温度高，感到稍暖和45 暖和 手背触及是感到很暖和46 稍热 手背可以长久触及 47 热 手背可停留57S48 较热 手背可停留34S65 很热 手背可停留23S，70 十分热 用手指可停留约3S75 极热 用手指可停留1.52S，80 担心电机坏 手背不能碰，手指勉强停11.5S8590 过热 不能碰，因条
8、件反射瞬间缩回（一）六诊断 6 表测 用仪表仪器对电气设备进行检查测量。根据仪表测量某些参数的大小，经与正常数据对比后，来确定故障原因和部位。测量内容：电阻、电压、电流、温度、压力、流量等参数。用万用表电阻档测量正反转控制电路阻值2图图2 控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路13579682 电动机正反转控制电路测量结果线线 号号13 35 57 79 92测量阻值0 10M 10M0200判 断正 常不正常正 常正 常正 常说 明FR触点闭合SB3触点未闭合所有常开触点断开常闭点闭合线圈阻值（一）六诊断
9、 测量电流法 用钳形电流表或万用表交流电流档测量主电路及有关控制回路的工作电流。如所测电流值与设计电流值不符（超过10%以上），则该相电路是故障可疑处。用钳形电流表检查三相异步电动机各相的电流值是否对称，是判断电动机运行正常与否的重要依据，切不可忽视。（一）六诊断 测量绝缘电阻法 断开电源，用兆欧表测量电器元件和线路对地以及相间绝缘电阻值。低压电器绝缘层绝缘电阻规定不得小于0.5兆欧。绝缘诊断的目的是确定绝缘是否损坏及损坏程度。研究分析出现和可能出现故障的原因并作出判断。注意：用摇表时，表应放平放稳，表的转速应达到120转/分。“望、闻、问、切”实例以电动机为例进行操作：1.听声音；2.摸温度
10、；3.测电流；4.查绝缘。听电动机声音是否正常摸电动机温度是否正确测量电动机电流是否正常检查电动机绝缘是否损伤图 3 电动机故障的诊断（二）六方法 电气设备的故障判断方法有六个，可分为两大类 一类是显性故障：即故障部位有明显的外表特征，容易发现。如继电器和接触器线圈过热、冒烟、焦糊味，触头烧熔、接头松动、声音异常、震动大、移动不灵活、转动不灵等。另一类是隐性故障：没有外表特征，不易发现。如熔丝熔断。绝缘导体内部断裂，热继电器整定值调整不当、触头通断不同步等。1.分析法 根据电气设备的工作原理和控制线路，结合初步感官诊断故障现象与特征，弄清故障所属系统，分析故障原因，确定故障范围。分析时，先从主
11、电路入手，再依次分析各个控制回路，然后分析信号电路及其余辅助回路，分析时要善用逻辑推理。例2 新买的一台交流弧焊机和50米电焊线，由于焊接工作地点就在点焊机附近，没有把整盘电焊线打开，只抽出一个线头接在电焊机二次侧上。通电试机，电流很小不能起弧。分析法的应用 检查电焊线，接头处都正常完好，电焊机的二次侧空载电压为70V也正常，不知毛病出在哪里？按分析法将整盘电焊线打开拉直，检查有无损伤，一试车，一切正常。其实道理很简单，按照电工原理：整盘的电焊线不打开，就相当于一个空心电感线圈，必然引起很大的感抗，使电焊机的输出电压减小，不能起弧。（二）六方法 2 短路法 把电气通道的某处短路或某一中间环节用
12、导线跨接，称为短路法。采用短路法时需要注意不要影响电路的工况，如短路交流信号通常利用电容器，而不随便使用导线短接。另外在电气及仪表等设备调试中，经常需要使用短路连接线。短路法是一种很简捷的检修方法。例如：在自动控制电路中，安装有行程开关、光电开关等多个开关，不知那个开关有故障，可采用此法进行操作，将其开关短接可确定是否有故障。短路法注意事项 采用短路法查找故障时必须使用“试验按钮”不能使用导线代替。短接导线用手拿带电操作不安全，短接线所触及的接线端子易被火花烧出疤痕。另外，切记采用短路法查找故障时，只能短接控制电路中压降极小的导线和触点，绝不允许短接控制电路中压降较大的电阻和线圈，否则会发生短
13、路或触电事故。3.开路法 开路法，也叫断路法。即甩开与故障疑点连接的后级电路，对于多级连接的电路，可逐级甩开或有选择地甩开后级。甩开负载后可先检查本级，如电路工作正常，则故障可能处在后级：如电路仍不正常，则故障在开路点之前。此法主要用于检查过载、低压故障，对于电子电路中的工作点漂移、频率特性改变也同样适用。例如，判断大型设备故障时，为了分清是电器原因还是机械原因时常采用此法。比如锅炉引风机就可以脱开联轴器，分别盘车，查出故障。4.替代法 替代法也叫替换法，即对有怀疑的电器元件或零部件用正常完好的电器元件或零部件替换，以确定故障原因和故障部位。对于电气元件如：继电器、接触器等用替代法简便易行。电
14、子元件如：晶体管、晶闸管等用一般检查手段很难判断好坏，用替代法同样适用。采用替代法时，一定要注意用于替代的电器应与原电器规格、型号一致，导线连接正确、牢固，以免发生新的故障。5.对比法 把故障设备的有关参数或运行工况和正常设备进行比较。某些设备的有关参数往往不能从技术资料中查到，设备中有些电器零部件的性能参数在现场也难于判断其好坏，如有多台电气设备时，可采用互相对比的办法，参照正常的进行调整或更换。此法多在“六诊”的“表测”中运用。例如测量电力变压器的绝缘阻值，可将运行前后的绝缘阻值对比，得出正确结论。对比法的应用 新装和大修后的变压器绝缘阻值应不低于制造厂试验值70%。温度 （）10 20
15、30 40 50 60 70 80 高压绕组 310 450 300 200 130 90 60 40 25 额定电压 2035 600 400 270 180 120 80 50 35 （KV)60220 1200 800 540 360 240 160 100 706.扰动法 对于运行中的电气设备所发生的偶然性故障，采用 扰动法，人为地加以扰动，捕捉故障发生的现象，电气设备的某些故障并不是永久性的，而是短时区内偶然出现的随机性故障，诊断起来比较困难。为了观察故障发生的瞬间现象，通常采用人为因素对运行中的电气设备加以扰动，让设备再次出现故障，以利排除。例如突然升压或降压，增加或减少负荷，外加
16、干扰信号等。三、维修实例例1 一台10t 桥式起重机不能启动。1.问操作工，之前起重机工作正常，停机后上去检查机械并加油，再来开车，结果不能启动，前后、上下、左右均不能启动；2.看现场，观察操作台，电源指示灯亮；3.按电路原理图分析：电源指示灯亮说明电源正常，再看主接触器KM不吸合；4.诊断：KM不吸合，主电源不能达到电机，所以不能启动。根据操作工上去检查，打开了安全门后可能没有关好；5.查看安全门开关SQ7，其触点未闭合，使KM线圈回路不通，如图4所示；6.关好安全门，再次启动起重机，一切正常。图图 13 XQB1型保护箱型保护箱 控制电路图控制电路图图图 14 XQB1型保护箱型保护箱 照
17、明与信号电路照明与信号电路安全门保护过电流保护紧急停机上限位保护前后限位保护左右限位保护零位保护图 4 桥式起重机保护电路例2 10t 桥式起重机上升达不到额定力量1.问操作工，起重机上下、左右均正常，但上升无力；2.看现场，用万用表测量电压正常；3.按图5所示的电路原理分析，大钩上升的力量是通过切除电机转子电阻来实现，因此，再次启动，观察KM4KM9动作是否正常；4.试机发现KM4和KM5吸合，电机速度较慢，KM6KM9不吸合电机不能达到额定转速，致使大钩上升无力；5.按图5所示的电路，检查接触器KM6的线圈及控制回路，发现其线圈接线螺丝松动，以至不能吸合，由于KM6的常开点不能闭合，KM7
18、KM9无法接通控制电路，故均不能吸合，也就不能加速，所以上升无力。6.处理方法：将KM6的线圈重新连接，试机正常。起重机起重机 提升重物的控制电路提升重物的控制电路提升档提升档预备档预备档从从“2”位至上升位至上升“6”位时，位时，SA8SA12依次依次相继闭合，相继闭合，R2R6各段转子电阻逐级短接各段转子电阻逐级短接 正转正转抱闸松开抱闸松开图 5 例3 电动机降压启动故障1.现象：星三角降压启动时只能 启动不能运转；2.问操作工：开车时电机不能拖动 负载；3.检查电源正常，试控制电路正常；4.分析：如图6所示，KM3是运转 接触器，即将电机连接成三角形，如果此接触器有问题，会使 电机不能
19、运转。结果发现其主触点 有两相烧坏，接触不良；5.处理：更换KM3的主触点，故障排除。QSFRV1MU1W2FU1V23KM2KM3KM1W1U2L1L2L3图图 6电源三角形星形例4 同步电动机励磁故障1.故障现象：同步电动机励磁电流不稳；2.问操作工：同步电动机的声音不正常，时轻时重；3.观察：同步电动机的励磁电流不稳，该励磁电流是由三相可控整流桥输出，如图7所示；4.检查：用示波器测量整流桥的六个可控硅的触发极波形，均正常，测量整流输出波形，六个波形少一个波形，如图8所示，说明可控硅VT5没有导通。停电后用万用表电阻档测量可控硅的阻值，VT5的阴极与阳极已开路，不能用；5.处理：更换一个
20、同型号的可控硅元件，试机正常。图7 7 三相桥式全控整流电路整流电路原理共共阴阴极极组组阴阴极极连连接接在在一一起起的的3个个晶晶闸闸管管（VT1，VT3，VT5）共共阳阳极极组组：阳阳极极连连接接在在一一起起的的3个个晶晶闸闸管管（VT4，VT6，VT2）导通过程：导通过程：VT1、VT2、VT6导通导通 VT3、VT4、VT2导通导通 VT5、VT6、VT4导通导通VT5的阴极与阳极开路的阴极与阳极开路阴极电压最低的导通阴极电压最低的导通 图中红线所示为缺少的一个波形图8 整流输出波形例5 电子称故障的诊断1.问操作工：电子称称重不准确，无法使用。2.查看现场：测量交流电源220V正常；检查信号转感器亦正常；测量电子称稳压电路，如图9所示，+15V为0，而 -15V电压正常，可见该电源有问题。3.故障分析：通过现场了解是稳压电源有问题，停电后用万用表电阻档测量稳压集成块7815和相关元件，未发现问题，可能是集成块内部开路所致。4.诊断:由于集成块是由很多电子元件组成，万用表难以测量出来，只能采用替换法，更换一块稳压块7815。5.处理:先用吸锡电烙铁将原集成块的3个脚的锡吸空，取下集成块，再用焊锡电烙铁将新集成块焊好，通电试机，测量其输出电压为+15V，故障排除。例5 电子称故障的诊断图9 直流稳压电路只有0V