(中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司 河南省洛阳市 471000）
摘要：为了缓解地面交通的压力，我国不断增加地下隧道的挖掘,，隧道工程的施工技术也在不断创新。盾构技术的运用，即可以保证隧道地下开挖的稳定性，又能满足了地下隧道挖掘施工项目的需求。但在盾构机现场实际运行中，由于受到施工环境复杂、用电量大、操作失误的影响，在施工运行中电气系统容易发生电气故障，从而影响到盾构机正常稳定运行。因此，在盾构机运行的过程中，维护人员应该结合盾构机电气系统的性能特点，对电气系统进行保养检修，及时发现电气系统出现的故障，提前做好预防措施。
关键词：盾构机；电气系统；故障问题；排除技术分析
1导言
盾构机的电气设备数量多集中并且使用频繁的特点，在作业时很容易发生电气事故导致设备受到损坏，甚至危及操作人员的人身安全。因此，在对电气系统进行系统维护过程时需认真对各组成部分的各方面情况进行仔细分析，排查隐患，从而确保盾构机电气系统可以安全、正常的运转和使用。
2盾构的电气系统
2.1高压供电系统
由于盾构机整机用电容量大（1000KVA以上）、供电距离长，若直接采用低压供电，高压电缆将承受巨大的供电电流且压降过大造成设备无法正常工作及电能的损耗，所以盾构机采用高压10KV供电。高压供电系统主要包括：高压电缆、高压电缆支架、高压电缆接驳箱、高压进线柜。
2.2低压配电系统
设备外部提供的10kV高压供电通过高压电缆沿着隧道传送到台车的变压器上，通过主变压器降为400V供设备使用。经过变压器产生的低压供电分别供给泵站、电源柜、变频柜和各控制柜使用，并采用TN-S接零保护系统的接地方式。采用补偿电容器再低压端集中补偿的方法，利用无功率自动补偿控制器对无功功率进行自动补偿，它实时监测系统的功率因数，通过控制接触器投切电容组达到动态补偿功率因数的目的，补偿后的功率因数不低于0.9。
2.3 PLC控制系统
盾构PLC控制系统包括PLC及上位机。PLC为整台盾构机的核心安装在主控室的电气房中，PLC实时读取盾构机上各部分的传感器及各智能仪表的数据，并传送到工控机触摸屏上，于此同时接收操作人员发出的信号控制盾构机的局部设备动作。
2.4监控及数据采集分析系统
监控及数据采集分析系统包括工控机及视频监控，工控机用来监视盾构机的运行状态，实时显示盾构机的各项运行参数，工控机与主PLC通过以太网进行通讯并实时交换数据。在工业电脑上可设置相关参数、显示报警并能够进行历史数据记录，地面也可通过安装监控设备及软件实时监视盾构机的运行状态。视频监控由多个摄像头采集盾构机各工作区域的实时画面，通过硬盘录像机对画面进行管理。
3盾构电气系统常见故障的解决
解决问题原则。先易后难，由外而内，先检查电源，再检查外部线路，最后检查PLC程序问题。电气故障排查步骤，先判断出正确的故障现象，理解这部分控制逻辑，再检查控制输入输出是否正常，确定故障原因及处理。
3.1连接线路问题。通讯网之间连接、电气元器件之间连接，如接触不良会导致数据传输不顺畅，信号时有时无，无法把信号正常的传给PLC处理。如短路或断开则会把错误的信号传送给PLC。因为盾构机上的电缆较多、较长且集中，处理出现连接电缆中间断开或者短路的故障最快有效的方法是把电缆的一端短接，然后用万用表测量另外一端的通断，如果万用表显示“通”，则线路正常，如果万用表显示电阻很大或者断路则接头有松动或者中间电缆断开，找出故障位置重新接好或更换电缆。
3.2元器件故障。如断路器、接触器、中间继电器等类型的元器件如损坏或者烧掉，导致不能正常工作。可以使用万用表测量实际有没有输出或动作就能判断这类电气元件的好坏。如传感器和电磁阀等类型电气元器件，由于该类电气元器件工作电压和电流较小，外观不易发现异常。出现这种情况可以采取替代法：将疑似损坏传感器接到相同工作的传感器接口（此接口处应工作正常），如果疑似损坏传感器正常工作，则可以判断这传感器为正常；或将一个正常的传感器接到出现故障传感器的接口处，若此传感器不能正常运行即可判定为此接口及线路出现问题，再检查连接电缆，即可找到准确的故障位置。
3.3参数及程序问题。当外部所有的可能出现的故障点都排除后，问题还没有得到解决，就应该考虑放大版、控制器及PLC等的问题了。故障现象：广州地铁18和22号线横沥站～WH风井区间，有一台盾构机在1435环掘进过程中，F组推进油缸的油压会慢慢的掉到0bar，且F组油缸慢慢的脱离管片，而在随后的拼装模式下，F组推进油缸又能达到设定的油压。
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注：TC0440-6—推进模式F组油缸比例调速阀；TC0450-6—F组油缸比例溢流阀；TC0460—F组拼装模式油缸伸出插装阀；
故障分析：从故障现象可以看出，是整组的推进油缸在推进过程中掉压力，在拼装过程中又可以保持压力，可以判断拼装模式下各阀组都正常，根据推进系统液压原理图，还有TC0440-6比例调速阀只在推进状态下工作，经检查并对比其他5组推进油缸的比例调速阀发现推进过程中，给F组的比例调速阀的哈维控制器的输出电流过小，于是修改哈维控制器的参数，F组油缸压力在推进过程中达到推进要求。
4盾构机电气系统的保养措施
盾构机的电气系统保养包括：第一，检查变频柜及配电柜的冷却系统；第二，关闭所有电柜门；第三，检查流量计、传感器的工作状况；第四，检查容易损坏的器件运行状况；第五，电气元件的清理，定期复紧接线端子，检查接线盒及插头防水防尘。及时的保养，可以避免大多数的电气故障发生。
5结语
一般情况下，电气系统要定期保养维护，预防为主。在平时多积累研究控制原理。在故障检查中，先简后难，由外而内的方法进行排查，以保证故障检测的快速、准确，提高在盾构电气系统故障解决的有效性。
参考文献:
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[2]孙亮.土压平衡盾构机机电安全保护应用分析[J].科技创新与应用,2018(14):161-162.