时间:2023-03-17 18:11:58
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇故障分析论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1.引言
准确的小电流接地选线方法,可以避免非故障线路不必要的开关操作,且保持供电的连续性。目前按照故障选线原理,可大体分为以下三类:比幅选线方法;比相选线方法;注入法。配电网拓扑结构的多变性,导致了任何一种比相、比幅选线方法都不能作到整体完全可靠和有效,而注入方法附加设备过多,成本较高,对于需停电实现的注入法选线,破坏了单相接地故障时的供电连续性。文献[1,2]改进了原有的直接进行幅值比较的选线方法,引入了奇异性检测的小波分析方法,通过比较各馈线零序电流小波变换的模值来实现故障选线,效果虽有所改善,但在特定故障模式或现场干扰下,鉴于小波分析方法敏感于波形的奇异点,以及本身信号比较弱,故障与非故障线路的区分阈值同样难以确定,选线可靠裕度不大,同样不能有效的提高现场应用的可靠性。至于其他选线方法,如应用人工智能、能量方向、功率方向等都是有意义的探索。
随着新的数学分析工具的发展、变电站自动化的实现和站内通讯设施的发展和完善,为开辟和研究适于配电网的新型的故障选线原理和方法创造了有利条件。另外,小电流接地选线对于实时性没有要求,从而为离线处理,采用复杂、高级的分析方法提供了可能。
鉴于小电流接地系统的自身特点,以及发生单相接地故障时,所产生的故障信号本身较弱,并且经电磁干扰污染,导致获得的信号失真的现场实际情况,本文提出了基于相关分析的选线方法,根据故障后的暂态波形,作各馈线零序测量电流在一定数据窗下的两两相关分析,获得馈线相关矩阵,求出各条馈线与其他馈线的综合相关系数,经排序策略,最终获得按照发生接地故障可能性大小排列的选相序列。理论分析以及大量仿真表明,此方法选线准确度高,选线结果不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式、以及故障随机因素等的影响,对于现场干扰不敏感,具有较强的鲁棒性。
2.相关分析及故障选线原理
2.1相关分析[3]
相关函数是时频描述随机信号统计特征的一个非常重要的数字特征,而确定性信号可以看作是平稳且具有遍历性的随机信号的特例,因而其基本概念和定义(平稳随机过程)同样也适合于确定信号作相关分析。从相关分析的理论来说有它内在的物理含义,设x(t)和y(t)是两个能量有限的实信号波形,为研究它们之间的差别,衡量它们在不同时刻的相似程度,引入(1)
式中α是常数。显然有一个最佳的值使得两波形在均方误差最小准则下获得最佳的逼近,即取δ2的时间平均值D衡量两者之间的相似性,有:
(2)
令=0,求得最佳的,并将其代入上式,得到最小的D值为:
(3)
其中:
(4)
显然,ρ越大,D越小,两个波形越相似。为此ρ定义为相关系数,称之为相关函数。对于能量有限的确定信号,公式(4)中分母是一常数,起到归一化的作用,由许瓦兹(Schwartz)不等式可知:。当ρ=1时,D=0,说明x(t)和y(t+τ)完全相似。严格来讲,定义中的时间T应取无限,但并不妨碍上述理论对于有限长数据窗内波形关系的分析。
将上式离散化,并令τ=0,则有:
(5)
上式表示x(t)、y(t)两波形在一定数据窗内同步采样的相关系数,可以衡量同一数据窗内两路信号的相似程度。此系数综合反映了两信号中每一频率分量的综合相位关系以及幅值信息,而非单一频率的简单相互相位关系。
鉴于相关技术的独特优点,在工程领域日益得到推广。电力科技工作者也已在多年前就将相关技术引入电力系统中,如在行波保护、故障选相、涌流鉴别等领域进行了有意的尝试,同时也证明了利用相关技术提高电力系统某些领域现有方法性能的可行性。基于以上分析和认识,本文将相关分析理论应用于小电流接地系统的故障选线,取得了令人满意的效果。
2.2故障选线原理
小电流接地系统由于中性点不接地或不直接接地,在发生单相接地故障时,系统仍然保持三相对称,且不能构成零序回路,从而不会产生太大的短路故障电流。此系统单相接地故障后故障附加零序网络示意图及电压相量图分别如图1、2所示。
图1单相接地时的零序等效网络
Fig.1ZeroSequenceEquivalentNet
atSinglePhasetoGroundFault
图2A相接地故障时的向量图
Fig.2VectorsatPhaseAtoGroundFault
可知,全系统都将出现大小等于系统接地相相电压的零序电压,方向与接地相的接地前电压反向;故障电流是系统对地电容电流,对于中性点非直接接地系统,还包括中性点处消弧线圈流过的零序电流分量,如图1中虚框所示。零序电流分布如图1中箭头所示,由于故障附加零序电压源位于接地点处,故障线路零序CT所测量到的电流为全系统非故障线路和元件三相对地电容电流之总和的1/3,而非故障线路上流过数值等于本身三相对地电容电流1/3的零序电流。上述特征也是比幅、比相选线方法的基本理论依据。而对于中性点经消弧线圈接地系统,故障线路零序电流中增加了一感性的电流分量,使故障线路的总零序电流减小,且对于普遍采用的过补偿方式,基波电流将反向,即基频无功功率方向与非故障线路方向相同:由母线流向线路。最重要的是,由于小电流接地系统本身零序电流稳态分量很小、现场电磁干扰等因素的影响,以及信号获取手段的误差,将导致基于理论分析的结论在现场出现偏差。尽量增加CT传变精度,提高信号采集系统性能,能够改善选线效果,但势必增加成本,难以令用户接收。而基于目前的变电站自动化系统和设备的选线方法更易于推广,也是发展的趋势。
对于单相接地后的系统虽然稳态零序电流幅值较小,且相位关系对于过补偿的经消弧线圈接地的系统也不再成立。但在故障的暂态过程中,由于故障后附加网络中的储能器件的充放电,势必导致暂态电量中包含有反映馈线本身性征的更丰富的信息[4],且经消弧线圈接地系统,中性点处的电感回路对于高频信号,阻抗增大,影响变小。基于以上分析,本文将利用故障暂态波形性征来识别接地线路。
故障后附加零序网络(图1所示),对于非故障线路,如果忽略母线位置差异,则系统及故障线路无疑可以等效成一个单电源系统,由电路基础理论可知,对于对称性电路,电量也必呈现对称。极端情况,对于非故障线路等效系统,如果馈线长度及参数相等,即等效网络中接地电容相等,则故障后的零序电流波形势必相同,现场中线路参数及长度不完全相同,但并不影响总的变化趋势,即发生单相接地时,非故障线路的对地电容的充放电相似,而故障线路由于附加零序电源的存在,其零序CT测量得到的零序电流波形与其他线路的差异最大。由此,结合确定信号的相关系数的物理意义,我们给出基于相关分析的利用暂态波形的选线方法,实现步骤如下:
1)各馈线故障暂态零序电流波形按照本馈线对地电容归一化处理;
2)求取馈线之间两两相关系数,形成相关系数矩阵:
其中,表示在给定数据窗下,馈线i与j零序测量电流之间的相关系数,显然,选线相关系数矩阵的对角线为1,且为对称矩阵。
3)根据相关矩阵求取每条馈线相对于其他馈线的综合相关系数;
根据相关系数矩阵,我们可以采用适当的策略求出最相关的任意个数的一组馈线零序电流。本文为简单起见,采用本馈线与其他馈线相关系数的平均作为本线路的综合相关系数,仿真及试验结果比较令人满意。
4)根据各馈线的综合相关系数,按照递增排序,从而获得按照发生接地故障最大可能性排列的选线序列。
5)当选线序列中最大最小相关系数之差小于一门槛时(本文仿真测试时取0.3),判为系统或母线发生接地故障。
对于故障选线,现场噪声污染以及本身有用信号弱是导致目前选线装置可靠性能低的主要原因,而本文提出的方法,对于现场噪声具有很强的抑制作用,分析如下。令两馈线观测到的电流信号分别为:
;
其中,、为原始信号,、为高斯白噪声,则两电流同数据窗的相关函数为:
由于白噪声与信号、互为统计独立,所以、很小且趋于零,除时不为零,而实际中此情况不会出现。由此可知,对于受噪声污染后的馈线零序电流信号的相关函数仍能很好的体现原始信号之间的相关性,从而具备较强的鲁棒性,这正是小电流接地系统中故障选线所需要的。
3.仿真及实现
3.1EMTP仿真
相比于中性点不接地系统,中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地后,故障性征不明显,选线较困难。为此,本文以一中性点经消弧线圈接地系统为例,应用EMTP进行了大量的仿真,系统结构如图3示。其中线路参数为:正序阻抗Z1=(0.17+j0.38)Ω/Km,正序容纳b1=3.045/Km,零序阻抗Z0=(0.23+j1.72)Ω/Km,零序容纳b0=1.884/Km。接地方式为过补偿,补偿度为7.5%。
图3小接地电流系统结构及参数
Fig.3TheStructureofaDistributionanditsParameters
仿真故障情况考虑因素:接地电阻、故障合闸角α(以A相电压为基准)、出线传输距离、故障点位置、故障相别、线路故障前运行状态(由额定负荷的百分比来表示)、负荷功率因数等,就各回出线及母线单相接地故障进行了大量的仿真测试。结果表明此选线方法在各种故障模式下都能可靠的给出选线结果,准确率为100%。表1中示出了仿真模式中较典型的选线结果。注:表中出线长度分别表示馈线编号为L1、L2、…L5的传输距离;选线序列采用馈线编号的下标表示,其中括号内为本馈线与其他馈线的综合相关系数。
表1单相接地故障选线结果
Table1TheResultsofDetectionAtPhase-to-GroundFaultCases
另外,我们还对各出线具有不同线路参数、负荷具有一定不对称等故障模式进行了仿真,也得到了满意的结果。而并联于母线的电容器的投切操作不影响本选线方法的故障选线结果。
3.2实现方案
由单相接地后的电压相量图可知,单相接地后系统出现零序电压,因而可以据此确定系统是否发生接地故障,具有充分的可靠裕度。但由于其突变不灵敏,且考虑到某些故障模式下,暂态过程较短,因此采用灵敏度较高的零序电流突变量来启动选线元件,以便更准确的捕捉暂态过程。
可以采用两种方案:分布式和集中式来具体实现选线功能,对于集中式方案,选线功能由单独装置来实现,性能与文中分析一致,但此方式由于集结了所有馈线的电流,现场所需电缆较多,相对成本较高。而分布式实现方案,是将选线功能融合于目前的变电站自动化系统中,选线功能由置于后台监控平台中的选线软件包来实现,而数据采集由馈线上的各功能间隔来实现。此模式下,将涉及数据同步问题,包括两个方面,一是数据窗同步,对此可将数据采集启动元件整定的非常灵敏,保证在最苛刻故障模式下具有足够的灵敏度,再由后台中选线程序根据零序电压决定是否收集各馈线采样数据和启动选线功能来解决;二是采样的同步,最大误差是相差一个采样间隔,对此仿真及实际装置试验表明,虽影响相关系数的大小,但不影响最终选线结果的准确性。
另外,由于本文所提出的选线方案给出的按照可能性大小排列的选线序列,现场实际中可以按照开环或闭环两种模式选用,在开环模式下,只提供结果,允许人为参与以决定断开线路;在闭环方式下,选线程序将按照序定断开线路的次序。避免了目前选线方案单一结果出错后,导致后续切线路盲目的弊端,从而保证了总体开关操作最少。
4.结论
本文基于小电流接地系统单相接地故障的特征分析以及结合目前的硬件水平,提出了基于单相接地故障暂态零序电流波形的选线方法,由故障后的零序附加网络可知,对于非故障线路,系统等效结构相似,从而将反映两信号相关程度的相关分析方法引入,通过对故障后各馈线之间暂态相同数据窗波形的综合相关分析,获得按照接地可能性排列的选线序列。理论分析及大量的EMTP仿真均表明,此选线方法现场抗干扰强,结果准确可靠。文中还结合实际,给出了具体的实现方案。现场选线效果有待于实践的进一步检验。
参考文献
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2.操丰梅,苏沛浦(CaoFengmei,SuPeipu).小波变换在配电自动化接地故障检测中的应用研究(StudyontheApplicationofWaveletTransformtoDetectEarth-FaultinDistributionAutomationSystem).电力系统自动化(AutomationofElectricPowerSystems),1999;23(13):33~36
3.吴湘淇(WuXiangqi).信号、系统与信号处理(Signal,SystemandSignalProcessing).北京:电子工业出版社(Beijing:PublishingHouseofElectronicsIndustry),2000
4.OinisCHAARI,PatrickBASTARD,MichelMEUNIER.Prony''''sMethod:AnEfficientToolforTheAnalysisofEarthFaultCurrentsinPetersen-Coil-ProtectedNetworks.IEEETransactiononPowerDelivery,1995,10(3):1234~1241
2化工设备故障发生规律分析
2.1投运初期故障的产生
设备经安装,最初投入运行后,虽已经过技术鉴定和验收,但初期故障总是不同程度的反映出来,少则一个月,多则几个月,甚至一年,其表现为:
设备内在质量方面:如设备的设计结构和性能,零部件加工、材料的选用缺陷,操作人员对设备、结构、性能、特点的认识掌握和认知程度,以及现场操作人员误操作导致设备故障。装质量方面:设备安装质量是企业内技术管理、人员素质、综合效能、计量检测手段等诸多因素的综合反映。要注重设备安装人员的素质和实践经验,这是预防初期设备故障的重要环节。
工艺布置上的缺陷:由于布局不合理,它可能导致设备有形磨损的加快发展而造成设备故障;有些时候因工艺上的问题使设备的工作性能和环境发生变化,也可导致设备严重损坏,这样的实例发生过多次。工作人员技术不熟练:现场操作设备基本的“四懂三会”没掌握,甚至不按规程操作,也是导致设备投产初期易出现故障的原因之一。产生这类故障的原因往往是由于误操作或违章的行为造成。
2.2设备正常运转中期的故障因素
在设备运行过程中,零部件经过一段磨合期后,初期故障已基本排除,现场操作人员水平也逐步提高,并且基本掌握了每台设备的特性、原理和性能,故障率明显降低,即便如此,设备的运行还会出现新的问题,例如:
故障易发生在易损件或该换而未及时更换的零部件上,因每台设备所有静、动零部件密封、轴承等磨损件都具有使用周期和寿命,运行中的中期设备已逐步接近此项指标。经过停车检修而更换的零部件之后,有些不配套、不稳合、尚处在磨合期,或发生装配错误,也会导致设备故障,甚至带病运行,这类故障也多处发生。日常维护保养不及时或工作质量差,甚至异物不慎掉入设备内,造成突发性事故,缩短设备检修周期。一味追求高产,常时间超负荷、超温、超压临界状态下工作,也是导致设备出故障原因之一,有时还酿成设备事故。设备运行初期不易暴露的设备缺陷,经过一段时间运行后,有可能在运行中期暴露出来,诸如非易损件的疲劳、复合应力的消耗、材料磨损、先天性缺陷的故障等等。
以上故障现象中,值得注意的是,故障发生除自身原因以外,人为因素占有较大的因素。建立必要的运行档案和维修台帐,将各类故障原因消除在萌芽状态,保证长周期安全、稳定的运行系统。
2.3设备运转后期常发生故障
化工生产设备的运转后期进入了故障多发期,一方面设备经多年的运行和多频次大、中、修的过程,零配件换件较多,如果检修水平跟不上或检测手段缺乏,加之主体周期性的运行磨损,设备已不能达到设计出力的水平,另一方面长期处于运行状态下的设备,各部位间隙和损耗,即使是不常维修的零件,也因老化和疲劳而降低运行效率。这期间综合效能的降低,除磨损、老化现象凸显以外,机器各方面不确定的故障现象也多处发生,维修频率、耗材成本不断增加,甚至将考虑大修、更新或报废。
3故障预防及维修控制措施分析
3.1故障预防及维修的技术基础
预防及维修的技术基础是设备状态监测和故障诊断技术。即在机器运行时对各个部件进行状态监测,掌握机器的状态,根据生产需要制定维修计划。它包含的内容比较广泛,诸如机械状态量(力、位移、振动、噪声、温度、压力和流量等)的监测,状态特征参数变化的辨识,机器发生振动和机械损伤时的原因分析、振源判断、故障防治,机械零部件使用期间的可靠性分析和剩余寿命的估计等,都属于机器故障诊断的范畴。
近年来,随着相关领域理论、方法研究的不断深入和发展,现代设备技术诊断学已逐步完善起来,特别是传感器技术、信号处理技术、计算机技术的发展,更为设备技术诊断学的发展奠定了坚实的基础。
目前,设备诊断技术划分了很多的分支,诸如振动诊断技术、无损检测技术、热温诊断技术、铁谱诊断技术、估算预测技术、综合诊断技术、诊断决策技术等。它们的实施包括几个主要环节:机械设备状态参数的监测;进行信号处理,提取故障特征信息;确定故障类型和发生部位;对确定的故障做防治处理和控制。
3.2应分步骤逐步实施
故障预防及维修的实施首先要求设备管理人员掌握尽量多的相关学科的基本理论和实用技术,成为掌握现代检测诊断技术的高级技术和管理复合型人才。这需要通过必要的理论和技术培训,更需要实践和经验的积累,是一个长期的过程。另一方面,实施方法和实用技术在各个企业有着不同的特点,都需要经过实践、总结、摸索和提高。因此,开展初期应分步骤有选择地进行,在有一定经验的基础上再逐步推广。
3.3应按装置和设备的作用和影响程度,划分级别,作好实施规划
依据企业生产特点、设备重要程度和监测代价对设备确定恰当的监测方式、检测部位、监测周期。对不同设备实行不同等级和内容的预防维修措施。一般情况下,按设备对生产量、产品质量、产品成本、维修工作计划、相邻工序、安全与环保、维修费用等的影响程度确定其重点。再按重点划分不同的管理等级,按等级制定不同的标准。
除了上述重点原则外,作为设备管理或维修管理中的手段,利润原则和例外原则等管理手段同样适用,围绕故障预防及维修还要相应制定各种严格的作业标准,包括工艺顺序、试验检查标准、维修标准、更换标准及费用标准。
3.4故障预防及维修技术实施控制
在技术实施方面,涉及到各类机电设备的原理、结构、运行条件、性能,各类测试技术,信号处理技术,监测诊断技术,信息的组织管理技术和计算机软硬件技术等多学科的综合技术,因此它是一个复杂的动态系统,要根据各种信息作出决策,进行总体平衡,从而达到从规划、实施、监测、信息反馈、分析到总结归档的全过程管理。这样一个技术实施要有全面人才的管理做基础,通过一个完整的组织机构做保障,对于一个大型企业,面对成千台设备可以实现维修科学化、费用经济化。同时设备诊断技术必须在设备寿命周期的全过程中发挥作用。也就是说,如果仅仅是在设备寿命周期的全过程中的某一个特定时间,或只抓住某一个特定的故障和异常,就想作出对症的诊断是困难的,或者不能取得实质性的效果。因此,要依据设备的综合管理理论,把设备的全过程作为诊断技术的应用范围。
结论
化工企业生产能力是由各种设备形成的,是企业生产重要的技术基础。对设备初期故障如设备内在质量方面、安装质量方面、工艺布置上的缺陷、工作人员技术不熟练设备;正常运转期故障如易发生在易损件或该换而未及时更换的零部件上,更换的零部件之后,有些不配套,日常维护保养不及时或工作质量差,常时间超负荷、超温、超压临界状态下工作非易损件的疲劳、复合应力的消耗、材料磨损;设备运转后期常发生故障如因老化和疲劳而降低运行效率进行了分析。
阐述了化工设备故障诊断可靠性分析方法:故障树的建造、故障树的定性分析、故障树的定量计算。并对故障预防及维修的技术基础,分步骤逐步实施,按装置和设备的作用和影响程度实施,故障预防及维修技术实施控制等进行了研究。
参考文献
[1]李玉刚.基于设备故障的间歇化工过程反应型调度[J].计算机与应用化学,2008,(04)
[2]王茂贵,王国明.浅谈设备故障率[J].化工机械,2003,(07)
[3]薛增玉.谈谈几种设备故障的修复[J].四川化工,1994,(01)
[5]秦宇,蒋祖炎.开展设备故障分析的一点体会[J].中国设备工程,1991,(12).
一、数控系统的构成与特点
控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。
数控系统的主要特点是:可靠性要求高:因为一旦数控系统发生故障,即造成巨大经济损失;有较高的环境适应能力,因为数控系统一般为工业控制机,其工作环境为车间环境,要求它具有在震动,高温,潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力;接口电路复杂,数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套,要随时处理生产过程中的各种情况,适应设备的各种工艺要求,因而接口电路复杂,而且工作频繁。
二、数控系统的常见故障分析
根据数控系统的构成,工作原理和特点,我们将常见的故障部位及故障现象分析如下:
位置环。这是数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度,并与外设相联接,所以容易发生故障。
常见的故障有:①位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏。②不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏。③测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。
伺服驱动系统。伺服驱动系统与电源电网,机械系统等相关联,而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态,因而这也是故障较多的部分。
其主要故障有:①系统损坏。一般由于网络电压波动太大,或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好,会给机床带来电压超限,尤其是瞬间超限,如无专门的电压监控仪,则很难测到,在查找故障原因时,要加以注意,还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。②无控制指令,而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如在东北某厂,引进的西德WOTAN公司转子铣床在调试中,机床X轴在无指令的情况下,高速运转,经分析我们认为是正反馈造成的。因为系统零点漂移,在正反馈情况下,就会迅速累加使电机在高速下运转,而我们按标签检查线路后完全正确,机床厂技术人员认为不可能接错,在充分分析与检测后我们将反馈线反接,结果机床运转正常。机床厂技术人员不得不承认德方工作失误。还有一例子,我们在天津某厂培训讲学时,应厂方要求对他们厂一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床进行维修,其故障是:机床一启动电机就运转,而且越来越快,直至最高转速。我们分析认为是由于速度环开路,系统漂移无法抑制造成。经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成。③加工时工件表面达不到要求,走圆弧插补轴换向时出现凸台,或电机低速爬行或振动,这类故障一般是由于伺服系统调整不当,各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起,解决办法是进行最佳化调节。④保险烧断,或电机过热,以至烧坏,这类故障一般是机械负载过大或卡死。
电源部分。电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家,这类问题比较少,在设计上这方面的因素考虑的不多,但在中国由于电源波动较大,质量差,还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰,加上人为的因素(如突然拉闸断电等)。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外,数控系统部分运行数据,设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内,系统断电后,靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而,停机时间比较长,拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失,使系统不能运行。可编程序控制器逻辑接口。数控系统的逻辑控制,如刀库管理,液压启动等,主要由PLC来实现,要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息,如断电器,伺服阀,指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,所以发生故障的可能性就比较多,而且故障类型亦千变万化。
其他。由于环境条件,如干扰,温度,湿度超过允许范围,操作不当,参数设定不当,亦可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备,开机后不久便失去数控准备好信号,系统无法工作,经检查发现机体温度很高,原因是通气过滤网已堵死,引起温度传感器动作,更换滤网后,系统正常工作。不按操作规程拔插线路板,或无静电防护措施等,都可能造成停机故障甚至毁坏系统。
一般在数控系统的设计、使用和维修中,必须考虑对经常出现故障的部位给予报警,报警电路工作后,一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息,另一方面发出保护性中断指令,使系统停止工作,以便查清故障和进行维修。
三、故障排除方法
初始化复位法一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
参数更改,程序更正法系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。例如,在哈尔滨某厂转子铣床上采用了测量循环系统,这一功能要求有一个背景存贮器,调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定,经设定后该功能正常。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。
调节,最佳化调整法调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某军工厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。在山东某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。
电动机具有结构简单,运行可靠,使用方便,价格低廉等特点。为保证时机的正常工作对运行的电动机要按电动机完好质量标准的要求进行检查,运行中的电动机与被拖动设备的轴心要对正,运行中无明显的振动,一定要保持通风良好、风翅等要完整无缺。要时刻观察和测量电动机电网电压和正常工作电流,电压变化不应超过额定电压的±5%,电动机的额定负荷电流不能经常超过额定电流,以防时机过热,同时检查电机起动保护装置的动作是否灵活可靠。检查电动机各部分温升是否正常,还要经常检查轴承温度,滑动轴承不得超过度,滚动轴承不得超过70度,滚动轴承运转中的声音要清晰、无杂音。对于电动机的运转环境要做到防砸、防淋、防潮。对于环境不良,经常挪动、频繁起动、过载运行等要加强日常维护和保养,及时发现和消除隐患。
一、电动机电气常见故障的分析和处理
(一)时机接通后,电动机不能起动,但有嗡嗡声
可能原因:(1)电源没有全部接通成单相起动;(2)电动机过载;(3)被拖动机械卡住;(4)绕线式电动机转子回路开路成断线;(5)定子内部首端位置接错,或有断线、短路。
处理方法:(1)检查电源线,电动机引出线,熔断器,开关的各对触点,找出断路位置,予以排除;(2)卸载后空载或半载起动;(3)检查被拖动机械,排除故障;(4)检查电刷,滑环和起动电阻各个接触器的接合情况;(5)重新判定三相的首尾端,并检查三相绕组是否有灿线和短路。
(二)电动机起动困难,加额定负载后,转速较低。
可能原因:(1)电源电压较低;(2)原为角接误接成星接;(3)鼠笼型转子的笼条端脱焊,松动或断裂。
处理方法:(1)提高电压;(2)检查铭牌接线方法,改正定子绕组接线方式;(3)进行检查后并对症处理。
(三)电动机起动后发热超过温升标准或冒烟
可能原因:(1)电源电压过低,电动机在额定负载下造成温升过高;(2)电动机通风不良或环境湿度过高;(3)电动机过载或单相运行;(4)电动机起动频繁或正反转次数过多;(5)定子和转子相擦。
处理方法:(1)测量空载和负载电压;(2)检查电动机风扇及清理通风道,加强通风降低环温;(3)用钳型电流表检查各相电流后,对症处理;(4)减少电动机正反转次数,或更换适应于频繁起动及正反转的电动机;(5)检查后姨症处理。
(四)绝缘电阻低
可能原因:(1)绕组受潮或淋水滴入电动机内部;(2)绕组上有粉尘,油圬;(3)定子绕组绝缘老化。
处理方法:(1)将定子,转子绕组加热烘干处理;(2)用汽油擦洗绕组端部烘干;(3)检查并恢复引出线绝缘或更换接线盒绝缘线板;(4)一般情况下需要更换全部绕组。
(五)电动机外壳带电:
可能原因:(1)电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板;(2)绕组端部碰机壳;(3)电动机外壳没有可靠接地
处理方法:(1)恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板;(2)如卸下端盖后接地现象即消失,可在绕组端部加绝缘后再装端盖;(3)按接地要求将电动机外壳进行可靠接地。
(六)电动机运行时声音不正常
可能原因:(1)定子绕组连接错误,局部短路或接地,造成三相电流不平衡而引起噪音;(2)轴承内部有异物或严重缺油。
处理方法:(1)分别检查,对症下药;(2)清洗轴承后更换新油为轴承室的1/2-1/3。
(七)电动机振动
可能原因:(1)电动机安装基础不平;(2)电动机转子不平衡;(3)皮带轮或联轴器不平衡;(4)转轴轴头弯曲或皮带轮偏心;(5)电动机风扇不平衡。
处理方法:(1)将电动机底座垫平,时机找水平后固牢;(2)转子校静平衡或动平衡;(3)进行皮带轮或联轴器校平衡;(4)校直转轴,将皮带轮找正后镶套重车;(5)对风扇校静。
二、电动机机械常见故障的分析和处理
(一)定、转子铁芯故障检修
定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成,是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的损坏和变形主要由以下几个方面原因造成。
1)轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,使电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短接,清除干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。
(2)拆除旧绕组时用力过大,使倒槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位,并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。
(3)因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,此时需用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。
(4)因绕组接地产生高热烧毁铁芯或齿部。可用凿子或刮刀等工具将熔积物剔除干净,涂上绝缘溱烘干。
(5)铁芯与机座间结合松动,可拧紧原有定位螺钉。若定位螺钉失效,可在机座上重钻定位孔并攻丝,旋紧定位螺钉。
(二)轴承故障检修
转轴通过轴承支撑转动,是负载最重的部分,又是容易磨损的部件。
(1)故障检查
运行中检查:滚动轴承缺油时,会听到骨碌骨碌的声音,若听到不连续的梗梗声,可能是轴承钢圈破裂。轴承内混有沙土等杂物或轴承零件有轻度磨损时,会产生轻微的杂音。
拆卸后检查:先察看轴承滚动体、内外钢圈是否有破损、锈蚀、疤痕等,然后用手捏住轴承内圈,并使轴承摆平,另一只手用力推外钢圈,如果轴承良好,外钢圈应转动平稳,转动中无振动和明显的卡滞现象,停转后外钢圈没有倒退现象,否则说明轴承已不能再用了。左手卡住外圈,右手捏住内钢圈,用力向各个方向推动,如果推动时感到很松,就是磨损严重。
(2)故障修理
轴承外表面上的锈斑可用00号砂纸擦除,然后放入汽油中清洗;或轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损时,应更换新轴承。更换新轴承时,要选用与原来型号相同的轴承。
(三)转轴故障检修
(1)轴弯曲
若弯曲不大,可通过磨光轴径、滑环的方法进行修复;若弯曲超过0.2mm,可将轴放于压力机下,在拍弯曲处加压矫正,矫正后的轴表面用车床切削磨光;如弯曲过大则需另换新轴。
(2)轴颈磨损
轴颈磨损不大时,可在轴颈上镀一层铬,再磨削至需要尺寸;磨损较多时,可在轴颈上进行堆焊,再到车床上切削磨光;如果轴颈磨损过大时,也在轴颈上车削2-3mm,再车一套筒趁热套在轴颈上,然后车削到所需尺寸。
(3)轴裂纹或断裂
轴的横向裂纹深度不超过轴直径的10%-15%,纵向裂纹不超过轴长的10%时,可用堆焊法补救,然后再精车至所需尺寸。若轴的裂纹较严重,就需要更换新轴。
从1998年开始,为适应变电所无人值班需要,杭州余杭局分别在110kV、35kV变电所10kV#1出线杆上安装了FW-12/630-16户外高压负荷(隔离)开关,因#1负荷开关质量和维护原因,给设备安全运行造成了一定的威胁。为解决#1杆负荷开关的高发故障,现提出如下解决方法。
1主要结构与维护规定
1.1主要结构
FW-12/630-16户外高压负荷(隔离)开关,由隔离闸刀和灭弧室(由基座、安装抱箍、主闸刀、并联弧触头、灭弧室外壳)组成,隔离闸刀装有并联弧触头和撞块,撞块推动灭弧室分合闸,灭弧室内装有弹簧快速机构,保证负荷电流开断不受操作快慢影响。
1.2维护规定
运行5年后对产品的绝缘水平进行检查。
在满负荷开断100次后对灭弧室进行检查。
操作次数达2000次后,应对操纵机构进行检查。
2故障部位与形式
2.1故障部位
户外高压负荷(隔离)开关故障部位虽然有不确定性,但绝大部分都发生在传动机构的轴瓦、刀闸及灭弧装置上,使机构无法正常操作,造成事故多发,直接影响到设备的正常运行和电网、人身的安全。
2.2故障形式
户外高压负荷(隔离)开关故障形式常见的有以下几种:其一是操作机构轴承破裂,导致操作后开关指针在分位置,而闸刀实际在合上位置见图1。其二是因机械连锁装置的故障,造成指针在分位,而闸刀往往不能分离到位,分合操作无效,见图2。其三是因灭弧室烧毁而导致分、合失灵,
近年来,在实际操作中已连续发生了5起户外高压负荷开关合闸分闸时的障碍(事故),对安全生产造成了较大的危害。其中因操作机构引起的2起,机械连锁装置引起的有1起,灭弧装置烧毁的2次,2次为夜间操作。这些现象的发生,主观上有操作人员责任性不强的一面,但产品质量以及检修不到位,这两大问题也是不能忽视的原因之一。
3危害
目前余杭局在运行使用的户外高压负荷(隔离)开关是温州和湖州二家生产厂家的产品。发生的故障主要有以下几方面:
其一由于操作机构的轴承破裂,在手动操作时操作人员操作开关结束后,检查开关标示在合或分位置上,同时也发出了开关分开或合上的声响。操作人员很容易产生开关已操作到位的错觉。其实开关在发出声响的瞬间由于轴承的破裂,开关仍然处在原来位置。轴承属操作机构的内部件,平时检查也不在此范围。
其二由于隔离刀闸并联弧触头和撞块的烧毁,导致单相分、合失灵,也有可能影响三相分、合不到位,但它的指示标识会在分或合的位置上,给操作人员带来了视觉观察上错觉。
开关的分与合不到位给安全生产带来了很大的影响,同时也留下了事故的隐患。像这类设备故障由于涉及线路停送电,极易造成人身伤亡事故。
4故障原因与整改措施
4.1故障原因
户外高压负荷(隔离)开关故障的原因很多,从以上分析来看,总的有以下原因:一是在设备选材上存在一定的问题,如轴承外壳的破裂;二是设计上有不合理的一面,在手动操作时一人往往无法分、合闸,转动机构转动不灵活;三是由于出厂说明书对该产品的维护要求不高,运行单位忽略了对该开关的日常维护和检修。
4.2运行管理
一是要加强对#1杆高压负荷(隔离)开关的巡视检查,建立运行管理档案。
二是要加强运行人员的培训,提高其运行人员的技术业务素质,及时召开运行分析会对故障开关进行分析,提出管理要求和操作上需注意的事项,制定#1杆高压负荷(隔离)开关的运行规程。
4.2标准检修
开展对#1杆高压负荷(隔离)开关的标准性检修工作,根据设备规定的要求,缩短#1杆高压负荷开关的检修周期,每2年进行一次检修,特别是对操作机构的机械连锁装置和转动轴承的检查;加强对灭弧室的检查与检修。每5年要进行一次大修,以确保该设备的安全运行。
4.3及时更换
要做好#1杆高压负荷(隔离)开关的轮换工作;在运行巡视中发现有缺陷时,要及时更换,确保#1杆高压负荷(隔离)开关处于健康的运行状态之中。
4.4设备替换
FW-12/630-16户外高压负荷(隔离)开关,在近10年的使用过程中,发现的问题不少,特别是在操作分开时,不能有效的分开,在需合闸时,不能正确的合上,给安全生产带来了严重的隐患。
执行器长期工作在生产现场,直接与各种工艺介质接触,在检查维护、测试及运行过程中经常出现执行机构中的推杆动作迟钝或无法动作的故障,须认真检查执行机构中滚动膜片,垫片是否老化、破裂,因为膜片的老化或破裂会导致标准压力信号的泄气,使与其相连接的推杆动作迟缓或不动作。
1.2测试运行过程中回差比较大
执行器的回差是指在同一输入信号上所测得的正、反行程的最大差值。回差一般情况下是由于仪表本身机械零部件松动或执行机械中推杆弯曲引起的,这时需要认真检查与推杆相连接的压缩弹簧有无损伤,同时观测推杆是否变形弯曲、划伤,上、下阀座连接螺栓有无异常现象,是否对称,特别是用缠绕热片密封的调节阀更应该注意这些方面的问题,有时回差过大也与密封填料压得太紧有关,应及时作相应的调整。
1.3流体泄漏
1.3.1阀杆长短选择不合适泄漏气开阀是指有压力信号时阀开的执行器。反之为气关阀。它们是由执行机构的正、反作用和调节阀的正、反作用组合而成。气开阀如图1中的(a)、(b),气关阀如图1中的(c)、(d)所示。
当执行机构中的膜片接受到标准气压信号时如果阀杆太长或太短,阀杆向上(或向下)移动距离不够,就造成了阀芯和阀座之间的间隙,使其不能很充分接触,导致调节阀关不严而发生内漏现象。
1.3.2填料泄漏在执行器内部存在有多处密封
装置,密封面的损伤,阀杆连接处弹簧被腐蚀或失去弹性以及阀座与阀体连接螺纹松动,都是造成泄漏的主要因素,填料装入填料函后,经压盖对其施加轴向压力,由于填料的可塑性,使其产生径向的压力与阀杆紧密接触。调节阀在使用过程中,阀杆与填料之间存在着频繁轴向运动,同时伴随着高温、高压和渗透性强的流体介质及填料自身老化等因素的影响,就会使填料界面发生泄漏,对于纺织填料还会出现渗漏现象(即压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏的现象)。
1.3.3阀芯、阀座变形泄漏阀芯、阀座泄漏的主要原因是由于调节阀生产过程中铸造、锻造缺陷造少戊的,细小的砂眼、局部的磨损都会导致冲刷腐蚀速度的加快。在调节阀中腐蚀主要以浸蚀和气蚀为主,它们都是由于流体介质在阀体内的流动所引起。当强酸、强碱等腐蚀性介质在通过阀体时,会对阀芯,阀座产生冲刷腐蚀,导致阀芯变形与阀座不配套,产生间隙而发生泄漏。
1.4卡堵
执行器的调节机构发生卡堵,主要是由于管道中的硬渣在节流口、阀芯与阀座之间的导向面部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞,使阀芯动作迟钝或只能上不能下,导致不能动作或动作过头的现象,常发生于新投运系统和大修后投运初期。
1.5振荡和噪声
当调节阀的流通能力选取值过大时,造成调节阀前后压力比较大,当调节阀的弹簧钢度不足时,就产生阀体的振荡。当流体流经调节阀,如前后压差过大就会产生针对阀芯、阀座等零部件的气蚀现象,使流体产生噪声。这些现象的产生都会影响执行器平稳运行。
2执行器故障的处理方法
从以上执行器出现的故障原因分析来看,对于气动执行器在运行过程中或检修时应重点检查下列部位:阀芯、阀杆、阀座、阀体、内壁、膜片和弹簧、密封填料,针对这些部位出现的各种问题采用适当的方法予以处理。
(1)阀芯长期受介质冲蚀,可能会出现腐蚀、磨损损坏严重时应进行更换。
(2)检查阀杆表面有无刻痕,是否光滑、弯曲,若损坏过多或直径过细应及时更换。
(3)检查阀座锥形密合面的损坏程度,然后检查阀座的螺纹内表面有无因受腐蚀而使阀座松动,损坏程度较轻可经修理后继续使用,否则应更换。
(4)在高压差和腐蚀介质的情况下,阀体内壁出现缺陷或剥损时,应及时补焊修理。
(5)检查膜片和密封圈有无老化、破裂、压缩弹簧有无损伤,如果发现问题要及时更换。
(6)采用石棉绳填料的,应检查有无干涸,要常注油;采用聚四氟乙烯填料时,应检查有无老化和接触面损坏,如发现问题应及时更换,为了有效地保护阀杆填料函的密封,保证填料密封的可靠性和长期性,填料可以选用气密性好、摩擦力小的柔性石墨。
(7)对振荡和噪声可以通过调整弹簧钢度,更换节流元件,减小阀内可动零件导向间隙,改变流动方向,限制阀座前后压差,合理选用阀体结构来消除。
3结语
通过对执行器常见故障的分析,有针对性地采取合适的维修方法,将会大大延长执行器的使用寿命,降低自动化仪表的故障率,有效提高调节系统的质量水平,确保自动调节装置长周期、高效率的运行。
参考文献
[1]陈荣.模拟调节仪表IMI.化学工业出版社,1994.
[2]梁雪萍.调节阀故障原因分析及处理方法[J].化工自动化及不义表,2000,27(5):63-64.
血液透析是肾功能衰竭安全有效的替代疗法之一,目前已广泛应用于临床。有人认为血液透析不需要什么高深的技术,但这是一种误解。其实,血液透析的专业性很强,对医务人员和设备的要求都非常高,因此,为确保透析安全有效地进行,血透护士既要有娴熟的操作技术和丰富的临床工作经验,又要具备一定的技术管理能力,才能沉着果断、有条不紊地处理透析中的突发故障,最大限度减少不必要的损失,提高患者的透析质量。笔者根据多年的工作经验,将血液透析常见故障及处理方法总结如下:
1人为故障
多表现为透析开始前透析器及管道连接不良,透析液浓度、温度、流量的检查不及时,透析时间的设定、合适的体重、血流量、抗凝药的种类和使用量不准确,透析条件变更不及时,患者血压下降时观察不及时,输液结束(泵前)忘记关夹致空气误入等。人为故障其对策是护士在透析工作中坚持“三查七对”原则,严守操作规程,严密观察血透中机器的运转和患者病情变化,做到勤观察、勤调整、勤思考、严肃认真地做好透析中的各项工作。
2透析器及回路发生凝血
为了使透析治疗时血液不凝固,每次将患者血液引出体外后需加肝素抗凝。合适的肝素用量可以既不发生凝血也不引起病人出血,这是透析的基本条件。透析器和回路内凝血的主要原因是:①透析过程中肝素用量不足。②患者血液呈高凝状态。③血液流速慢。④透析膜材料的不同。⑤静脉回流不畅。⑥无肝素透析等。凝血前的征兆:静脉压力逐渐升高,空气捕捉器内血液分层,泡沫增多,外壳变硬,透析器颜色变深。其对策是:①应在透析开始前做好透析器及管道的预冲,使用肝素湿化,对于血液处于高凝状态的患者,应及时复查血常规,根据出凝血时间加大肝素用量。②静脉回流不畅时,要检查回路有无梗阻、打折及血栓堵塞静脉滤网。③血流量不足时,检查穿刺针位置是否合适,保证充分的血流量,无肝素透析时根据凝血情况每30~60分钟阻断一次血流,用100~200ml生理盐水冲洗透析器及管路,冲洗量计算在超滤总量内。④透析器已发生凝血时,要及时更换。
3透析中的失血
透析过程也是一种体外循环的过程,由于透析器及管道系统连接口较多,加之循环血量较大,200~300ml/min,任何部位发生松脱都可以造成大量出血而致患者在数分钟内死亡,透析结束时不注意压迫止血也会引起失血,透析器及管路凝血约失去220ml全血,给病人造成极大的损失。透析结束回血时操作要熟练,使血液损失减少到最少。我们要注意每个细小的环节,各个接头要拧紧,透析中经常巡视,做到及时发现、及早处理,压迫止血时有告知的义务,以取得配合,避免意外发生。
4透析过程中的低血压
血液透析中最常见的并发症是低血压,主要原因是脱水过多或速度过快引起的血容量下降,部分患者同时有血管顺应性差。透析脱水首先是除去血管内的水分,血管外组织间隙的水分不断进入补充血管内水分使使血压稳定。发生低血压后,心、脑等重要脏器供血严重不足,故应尽量避免,发生后要迅速纠正。低血压前兆:出汗、打哈欠、恶心呕吐等。预防对策:测量体重要准确,避免透析脱水过多过快,体重增长过多时要适当延长透析时间。出现血压下降时即刻给予生理盐水、高渗糖等静脉滴入,减少机器上的脱水,减少血流量,抬高下肢增加回心血量。
5透析中的空气栓塞
空气栓塞也是透析中较严重的医疗事故。如果处理不及时,将会给病人造成不可挽回的损失。透析过程中出现的空气栓塞常见的原因有:①动脉管路连接不紧或有裂缝,空气随之进入血液。②输液输血时观察不周,液体滴完了不及时夹住侧支。③回血操作时失误或血泵失控,气体进入体内[1]。④静脉壶液面低。⑤血流量不足,动脉压产生气泡等。如大量空气逸入,患者可迅速死亡。混入空气时的症状有:患者可出现呼吸困难、胸痛、咳嗽、发绀、血压下降、气喘,严重者引起昏迷和死亡。此时护士应立即将患者置于头低左侧卧位,拍背部,报告医生及时对症处理,必要时送高压氧舱治疗。无论何种处理,最有效的是事前预防极为重要。预防对策:①体外循环各接头要衔接紧密,及时查对。②输液或输血应从动脉端给入,并注意观察。③提升静脉壶液面使其高于空气探测器。6电、水源中断
在透析中可能发生意外如水、电中断,使透析不能正常进行。因此,我们在积极寻找原因的同时要采取必要的措施。断电:断电时血泵不转,时间较短时需要手摇,防止凝血;时间较长就要暂时先回血,将动静脉穿刺针盖上的小帽固定好。病人可以活动,待来电时继续接通循环治疗。断水:断水原因有水泵故障,水管断裂,水源不足等,此时透析液电导率报警停止供液。可以采取单纯超滤,时间较长则要终止透析。如果水箱的水有一定的量可以将透析液流量调至250ml左右,可以暂时不回血,待供水充足时继续治疗。
综上所述,血透护士除了具备良好的专业素质及对患者有高度的责任心及严谨的工作态度外,还必须具备应对紧急意外故障的处理技能。在繁忙的工作中尤应注意,稍有疏忽就会给患者带来不必要的痛苦,因此在工作中应不断地学习探索,刻苦钻研专科技术,提高专科水平。提升自身素质,增加服务内涵,防止差错事故的发生,推动血液净化事业的发展。
[参考文献]
解故障前后的操作情况和故障发生后出现的异常现象,以便根据故障现象判断出故障发生的部位,进而准确地排除故障。问:询问操作者故障前后电路和设备的运行状况及故障发生后的症状,故障是经常发生还是偶尔发生;是否有响声、冒烟、火花、异常振动等征兆;故障发生前有无切削力过大和频繁启动、停止、制动等情况;有无经过保养检修或改动线路等。看:察看故障发生前是否有明显的外观征兆,如各种信号;有指示装置的熔断器的情况;保护电器脱扣动作;接线脱落;触头烧毛或熔焊;线圈过热烧毁等。听:在线路还能运行和不损坏设备的前提下,可通电试车,细听电动机接触器和继电器等电器的声音是否正常。摸:在刚切断电源后,尽快触摸检查电动机、变压器、电磁线圈及熔断器等,看是否有过热现象。
二、检查是否存在机械、液压故障
在许多电气设备中,电器元件的动作是由机械、液压来推动的或与它们有着密切的联动关系,所以在检修电气故障的同时,应检查、调整和排除机械、液压部分的救故障,或与机械维修工配合完成。
三、电气故障的分析
在处理故障之前,对各部分电气设备的构造,动作原理,调节方法及各部分电气设备之间的联系,应做到全面了解,心中有数。机床性能方面的故障,大体可分为两大类:一是设备不能进行规定的动作,或达不到规定的性能指标;二是设备出现了非规定的动作,或出现了不应有的现象。对于前者,应从原理上分析设备进行规定动作以及达到规定性能指标应满足的条件,检查这些条件是否全部满足,查找没有满足的条件及原因。对于后者,则应分析产生故障动作需满足的条件,并检查此时出现了那些不应有的条件,从而找出误动作的原因。总之,应从设备动作原理着手分析,首先查找故障的大范围,然后逐级检查,从粗到细,直到最终找到故障点,并加以排除。对于一些故障现象,不能简单地进行处理,应根据这些现象产生的部位,分析产生的原因,经过逐步试验,确定问题之所在,排除故障后再通电试车。切忌贸然行事,使故障扩大,或造成人身,设备事故。
四、用逻辑分析法确定并缩小故障范围
检修简单的电气控制线路时,应根据电路图,采用逻辑分析法,对故障现象作具体分析,划出可疑范围,提高维修的针对性,就可以收到准而快的效果。分析电路时先从主电路入手,了解工业机械各运动部件和机构采用了几台电动机拖动,与每台电动机相关的电器元件有哪些,采用了何种控制,然后根据电动机主电路所用电路元件的文字符号、图区号及控制要求,找到相应的控制控制电路。在此基础上,结合故障现象和线路工作原理,进行认真的分析排查,既可迅速判定故障发生的可能范围。当故障的可疑范围较大时,不必按部就班地逐级进行检查,这时可在故障范围的中间环节进行检查,来判断故障究竟是发生在哪一部分,从而缩小故障范围,提高检修速度。
五、对故障范围进行外观检查
在确定了故障发生的可能范围后,可对范围内的电器元件及连接导线进行外观检查,例如:熔断器的熔体熔断;行程开关的位置调整不合适;导线接头松动或脱落;接触器和继电器的触头脱落或接触不良,线圈烧坏使表层绝缘纸烧焦变色,烧化的绝缘清漆流出;弹簧脱落或断裂;电气开关的动作机构受阻失灵等,都能明显地表明故障点所在。
六、用试验法进一步缩小故障范围
经外观检查未发现故障点时,可根据故障现象,结合电路图分析故障原因,在不扩大故障范围、不损伤电气和机械设备的前提下,进行直接通电实验,或除去负载通电试验,以分清故障可能是在电气部分还是在机械等其他部分;是在电动机上还是在控制设备上;是在主电路上还是在控制电路上如接触器吸合电动机不动作,则故障在主电路中;如接触器不吸合,则故障在控制电路中。一般情况下先检查控制电路,具体做法是:操作某一只按钮或各种开关时,线路中有关的接触器、继电器将按规定的动作顺序进行工作。若依次动作至某一电器元件时,发现动作不符合要求,既说明该电器元件或其相关电路有问题.再在此电路中进行逐项分析和检查,一般便可发现故障.待控制电路的故障排除恢复正常后再接通主电路,检查对主电路的控制效果,观察主电路的工作情况有无异常等。
七、用测量法确定故障点
测量法是维修电工工作中用来准确确定故障点的一种行之有效的检查方法。主要通过对电路进行带电或断电时的有关参数如电压、电阻、电流等的测量,来判断电器元件的好坏、设备的绝缘情况以及线路的通断情况。在用测量法检查故障点时,一定要保证各种测量工具和仪表完好,使用方法正确,还要注意防止感应电、回路电及其他并联支路的影响,以免产生误判断。
八、修复及注意事项
当找出电气设备的故障点后,就要着手进行修复、试运转、记录等,然后交付使用,但必须注意以下事项:
1.在找出故障点和修复故障时,应注意不能把找出的故障点作为寻找故障的终点,还必须进一步分析查明产生故障的根本原因。
2.找出故障点后,一定要针对不同故障情况和部位相应采取正确的修复方法。
3.在故障点的修理工作中,一般情况下应尽量做到复原。
4.电气故障修复完毕,需要通电试运行时,应和操作者配合,避免出现新的故障。
5.每次排除故障后,应及时总结经验,并做好维修记录。记录的内容包括:工业机械的型号、名称、编号、故障发生的日期、故障现象、部位、损坏的电器、故障原因、修复措施及修复后的运行情况等。记录的目的:作为档案以备日后维修时参考,并通过对历次故障的分析,采取相应的有效措施,防止类似事故的再次发生或对电气设备本身的设计提出改进意见等。
检修实例:
某厂有一部桥式交流起重机(型号:PQR6-100S载重量5t),在运行中,起重机提升电机(型号:YZR225M一8,22kW)发出异常的啸叫声。起初判断是机械故障,于是检查传动齿轮轴承、斜齿轴等,结果完好,将负载断开,电机空转,尖叫声消除。判断是减速箱内斜齿轴弯曲,检查其偏差在规定之内。无奈之下,解体电机,电机完好,铁心无磨擦痕迹,检查集电环、电刷。电阻箱(电阻箱为绕线转子串接的可变电阻)均完好。断开绕线转子中接的可变电阻,通电试车,啸叫声消除。证明电机在上升时,转子回路串接的可变电阻未切除,用表测量继电器,发现直流延时继电器(T3-11/1-110V)常闭触头ILSJ(电路如图1)粘死。若在抓斗上升时它不能及时断开,控制可变电阻的交流接触器线圈1JSC,3JSC,SJSC吸合,主触头1JSC,2JSC,JSC全部闭合,绕线转子串接的可变电阻全部工作。更换直流延时继电器,故障得到排除。
九、结束语
在设备维修中,做好对故障现场诊断,对机电进行全面的分析,多运用一些基本原理来考虑问题,是保证快速、准确处理故障的前提。只有在维修过程中通过不断的摸索和总结,才能提高工作效率和保证维修质量。
【摘要】机床设备故障的现象有时表现在电气方面,有时表现在机械方面,甚至表现在液压方面。我们进行检修机床设备故障时,只要熟练掌握机床设备电气故障检修常用方法,对机床设备的机电联系充分了解,弄清动作原理,往往能顺利排除故障。
【关键词】机床设备电气故障机电联系检修方法
2故障检查
2.1变压器的外部检查
(1)检查油枕内和充油套管内油面的高度,发现油位正常,封闭处无渗漏油现象;
(2)检查变压器的响声,发现噪音稍大,但未有异常声音出现;
(3)检查变压器的绝缘套管及瓷瓶,未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹;
(4)检查一、二次母线,接头接触良好,不过热,外壳接地良好;
(5)检查呼吸器,气路畅通,硅胶的颜色为淡红色,吸潮未达到饱和。
2.2变压器负荷检查
(1)用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流,A相:IA=160.8A;B相:IB=55.8A;C相:IC=5.7A。
(2)故障发生时,用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度,温度为55℃左右,一分钟温升超过5℃。
2.3气相色谱分析检查
采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查,结果见表1。
本体油瓦斯油瓦斯气
氢11091710373350
氧211652119021345
一氧化碳21016528235
二氧化碳53011458570
甲烷309.53284.512659
乙烷38.5947.56592
乙烯535.511309.514516
乙炔380.339860.020725.0
总烃1264.019528.054492.0
表1油样气相色谱分析表
3故障现象及分析
变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮,材料质量及制造工艺不良,二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。
3.1三相电流不平衡
当变压器二次绕组开路,一次绕组施加额定频率的额定电压时,一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为:
i0%=(I0/IN)*100=1-3%
该变压器的额定电流为577A,空载电流I0应在5.77A到17.3A之间,而实测的一次绕组三相空载电流IA=160.8A,IB=55.8A,IC=5.7A。三相电流极大的不平衡,初步推断为变压器绕组局部发生匝间和层间短路,产生很大的短路电流。
3.2变压器油温不断升高
油温不断升高可能由以下几个方面引起:
(1)涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏,铁损增大,油温升高;
(2)穿芯螺丝绝缘破坏后,与硅钢片短接,有很大的电流通过,使螺丝发热,油温升高;
(3)绕组局部发生匝间和层间短路,二次线路上有大电阻短路等,也会使油温升高。
3.3瓦斯继电保护动作
瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面:
(1)滤油、加油和冷却系统不严密,致使空气进入变压器;
(2)变压器内部故障、短路,产生少量的气体;
(3)保护装置二次回路故障。
外部检查未发现变压器有异常现象,应查明瓦斯继电器中气体的性质。从表1瓦斯气体中氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体含量剧增,说明变压器内部有故障。气体颜色为灰色和黑色,有焦油味,则说明油因过热分解或油内层发生过闪络故障。
上述分析对变压器内的潜伏性故障还不能作出正确的判断,还需要结合气相色谱法判断:
从表1中可以看出氢、烃类含量急剧增加,而一氧化碳,二氧化碳含量增加也不大,这就表明了变压器裸金属方面及固体绝缘物(木质、纸、纸板)的过热性故障不存在;甲烷,乙烷,乙烯气体有所增加,而乙炔含量很高,这表明变压器内出现过电弧放电,使油分解而产生乙烷、乙烯和乙炔,可能为绕组匝间和层间短路放电性故障导致。为更加明确故障点,需要对变压器进行吊芯检查。
4吊芯检查与维修
拆开变压器,用20吨吊车吊出变压器芯部作如下检查:
(1)用万用表依次测量一、二次绕组每个线圈对地的绝缘情况,发现一次绕组U、V相线圈与地及铁芯接通,其他线圈绝缘良好。
(2)用万用表测量硅钢片间、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘良好,铁芯接地良好。
(3)检查保护装置二次回路,将保护开关、保护线路及整流阻容作检查,全部良好。
通过检查与分析,断定变压器故障为一次绕组U、V相线圈绝缘层损怀,匝间短路放电、油过热分解使瓦斯继电保护动作,断开变压器主回路电源。联系变压器生产厂家德国MUNK公司,定购两组线圈,各种费用总计25万元人民币。更换两组线圈后,由国内变压器生产厂家对油进行过滤、干燥处理,对变压器芯部作24小时的烘干处理。安装调试后,变压器恢复正常工作。
5结束语
我厂共有237台气动薄膜调节阀,特别是在全厂的核心岗位重碱车间使用尤为广泛,其中碳化的三气流量调节全部使用气动薄膜调节阀。
在纯碱生产过程中,由于氨盐水有严重的腐蚀性,碳酸氢铵在摄氏25℃以下易结晶的性质,使调节阀在运行中因阀体内壁结疤、结晶、结垢导致阀卡、不动作或动作迟钝,使系统不能进行自动调节的现象比较普遍,占调节阀故障总数的50%,给生产造成的影响较大;由调节阀填料老化、变硬导致阀动作迟钝或从阀杆处泄漏等故障达15%;由于膜片损坏漏气或硬芯碎裂导致阀不能调节的现象达12%;由于定位器、减压阀、执行机构等腐蚀导致阀门故障的现象占10%;其它原因导致调节阀故障的概率占13%.
2故障原因分析
根据多年来纯碱生产现场使用的气动薄膜调节阀的故障分析,可归纳出常见故障及其原因如下:
2.1阀不动作
1)因调节器故障,使调节阀无电信号。
2)因气源总管泄漏,使阀门定位器无气源或气源压力不足。
3)定位器波纹管漏气,使定位器无气源输出。
4)调节阀膜片损坏。
5)由于定位器中放大器的恒节流孔堵塞、压缩空气含水并于放大器球阀处集积导致定位器有气源但无输出。
6)由于下列问题使调节阀虽有信号、有气源但阀仍不动作:①阀芯与衬套或阀座卡死;②阀芯脱落(销子断了);③阀杆弯曲或折断;④执行机构故障:⑤反作用式执行机构密封圈漏气;⑥阀内有异物阻滞。
2.2阀的动作不稳定
1)因过滤减压阀故障,使气源压力经常变化。
2)定位器中放大器球阀受微粒或垃圾磨损,使球阀关不严,耗气量特别增大时会产生输出振荡。
3)定位器中放大器的喷嘴挡板不平行,挡板盖不住喷嘴。
4)输出管线漏气。
5)执行机构刚性太小,流体压力变化造成推力不足。
6)阀杆磨损力大。
7)管路振荡或周围有振源。
2.3阀的动作迟钝
1)阀杆往复行程时动作迟钝:①阀体内有泥浆或粘性大的介质,使阀堵塞或结垢;②聚四氟乙烯填料变质硬化,或石墨石棉盘根的油已干燥。
2)阀杆单方向动作时动作迟钝:①膜片泄漏和破损;②执行机构中"O"形密封圈泄漏。
2.4阀全闭时泄漏大
1)阀芯被腐蚀、磨损。
2)阀座外圈的螺纹被腐蚀。
2.5阀达不到全闭位置
1)介质压差很大,执行机构刚性太小。
2)阀体内有异物。
3)衬套烧焦。
2.6填料部分及阀体密封部分的渗漏
1)填料盖没压紧、没压平。
2)用石墨石棉盘根处油干燥。
3)采用聚四氟乙烯作填料时,聚四氟乙烯老化变质。
4)密封垫被腐蚀。
3建立阀的预检修机制