浅谈电器元件故障诊断与维修途径 李长岭

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:李长岭
[导读] 摘要:一般来说,电器的控制元件又分为简单控制元件与复杂控制元件两种,其中简单控制元件指的就是保险等;而复杂控制元件则指断路器、接触器、继电器等。
        河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心  河南郑州  450000
        摘要:一般来说,电器的控制元件又分为简单控制元件与复杂控制元件两种,其中简单控制元件指的就是保险等;而复杂控制元件则指断路器、接触器、继电器等。当电器中发生故障问题的时候,必须要清楚掌握导致故障的原因,并在此基础上采取有效的措施进行处理与解决,只有这样才可以最大化地防止故障问题所导致的不良影响。
        关键词:电器元件;故障诊断;维修途径
        1电器元件故障的类型
        1)自然故障。机械震动,有害物质侵蚀是导致元件损坏的重要因素,主要是由于常年失修外界自然因素所导致的故障。2)人为故障。相关工作人员在操作的时候规范导致元件损坏,这属于人为因素的故障。3)特征明显的故障。部分电器元件出现发热、焦味以及冒烟等明显故障现象,容易被察觉和处理。4)特征不明显的故障。主要包括元件参数不对、触电损坏、接触不良、导线断裂等,这些故障需要通过相关工具进行检测才能够发现。电磁式电器内部主要包括触头系统、电磁系统、灭弧装置三个部分,其中电磁机构和触头系统在电磁式电器中比较常见,而且出现故障的几率比较高,如果不能进行定时修复的话,很有可能导致电器元件进一步损坏。
        2电器元件故障诊断与维修
        2.1继电器故障
        热继电器故障类型包括热元件损坏或元件不动作、误动作等情况。当热继电器的动作频率过高时容易导致负载侧短路,热元件因此而出现烧断。在出现此类故障时需要将电源事先切除,然后检查电路运行情况排除短路,选择其他代替的热继电器并重新调节定值。当热继电器不动作时需要进行合理维修,热继电器产生误动作时也应该合理调整定值或选择合适联接导线。
        2.2电磁故障
        在多种不同类型的低压电器控制元件故障中,电磁故障是一种经常会出现的故障。一般来说,电磁故障有表现为噪音太大、衔铁吸力与释放存在问题几种情况。具体来说,其主要有下面几种方式:第一,噪音太大。如果噪音问题是因为电压过低而引起的,应该要加大电源的电压,以此来合理解决这一问题;如果噪音问题是因为衔铁与铁芯的油渍、生锈等问题导致的,可以直接清洗接触面;如果因为铁芯磨损过度导致的这一故障问题,可以直接更换铁芯。第二,衔铁吸力问题。如果衔铁的吸力不足或是难以吸附,就应该按照铁吸力的规范要求来调节电源电压,防止发生电源压力过低或过高的问题。第三,衔铁释放问题。衔铁没有释放或是释放的速度太慢。如果发生这一问题的原因是触头的弹簧压力不足,那就应该调整弹簧的压力结构,如果发生的原因是触头被熔焊,那就应该找出导致熔焊的原因并将已经熔焊的触头换掉。
        2.3触头系统故障
        当触头构件温度较高时,需要检查低压电器是否出现机械性损伤和是否存在弹簧变形的现象。如果存在问题,需要调整和更换弹簧,保证触头构件具有良好的接触。此外,应该检查触头构件是否松动,如果出现松动必须进行固定。低压电器的触头构件还有可能出现氧化现象,这种现象主要出现在触头表层。氧化现象会导致动静触头无法正常接触,从而增加了接触电阻,使低压电器在运行过程中产生大量的热量。维修过程中,需要检查触头表层是否存在灰尘,必须使用汽油等处理灰尘。如果氧化膜较少,可利用小刀刮除。在低压电器运行过程中,电量过大也会造成触头的损伤,触头表层会出现烧毛现象,直接使接触面产生较大电阻而产生较高的温度。这时需要利用小刀处理触头表层,注意表层不能过于光滑,否则会影响接触电阻。如果处理面积较大,会影响触头的使用时间。在触头处理过程中,不能使用砂纸进行打磨,沙砾遗留在触头表面也会增加电阻,导致电流过大。低压电器动静触头的摩擦会气化或者蒸发一些金属,所以当触头被磨损一半后需要及时更换。有时触头短时间内的磨损比较严重,需要及时排查原因,避免造成更严重的磨损现象。


        2.4接触器故障
        通常情况下,接触器分为交流接触器、中频接触器等多种类型,其中交流接触器在低压电器中的使用最频繁。如果交流接触器被损坏,就会发生一些故障问题,如果不能及时地对其进行检测和维修,就可能会造成难以想象的后果。具体来说,接触器的故障主要包括线圈控制线路的断路故障。当电圈顺利通电之后,接触器却没有开始运行或者是运行的方法不正确,当电圈断电以后,又出现了接触器没有释放或者是释放延迟的问题。此外,当电圈通电之后出现接触器故障,很多都是由线圈的控制电线中出现了断、松、脱落、老化等问题。(1)如果电线出现了损坏问题,需立刻进行更换处理,如果出现了松脱问题,立刻对接线端进行加固处理,而如果线圈损坏问题用肉眼没办法发现,可以通过使用万用表来测试电子圈的电阻以及电圈的电压,如果检测出存在与标准不符的地方,需要立刻更换成标准的电圈。(2)如果在电圈断电之后出现了接触器故障问题,通常是因为磁系统中柱没有气隙,使得剩磁过多,正常情况下,磁系统中柱的气隙大约是0.1-0.3mm,如果发生没有气隙或是气隙太小的问题,需要立刻采取有效的对策来扩大剩磁气隙。最后,导致这一问题的原因还可能是接触器的铁芯因使用时间过长而出现油渍,并对接触器的释放情况产生影响。在这种情况下,只需要把接触器铁芯表面的油渍擦掉就可以,但是,不能擦拭的太光滑,不然也可能会造成接触器的延迟释放,在使用低压电器的时候,必须要定期地对其进行检测和维护,以此来延长它的使用时间。
        3智能化诊断及检测方法
        以低压断路器为例,研究智能化故障检测与诊断程序。
        3.1断路器智能化诊断算法
        实现断路器智能诊断的算法主要有以下几种。(1)基于解析模型的算法:包括状态估计诊断法、一致性检验诊断法、参数估计诊断法,应用较多的是一致性检验诊断法。(2)基于信号处理的算法:通过提取特征值的方式进行故障诊断,包括多元统计方法、时域频域分析方法等。(3)基于知识的方法:包括逻辑推理、机器学习、神经网络、模糊理论等多种人工智能算法,主要是通过模拟大脑的方式进行故障诊断,可实现高效、精确分析,是未来智能诊断的主要发展方向。
        3.2断路器智能化诊断及检测实例
        断路器故障诊断中,可通过检测多种运行参数完成智能诊断工作。下文以分合闸线圈电流信号为例展开分析,在人工智能算法的选用方面,以多核学习支持向量机(MKL-SVM)+遗传算法(GA)的综合应用为例展开分析。此方法不仅可实现故障类型诊断,更可以进行故障程度定量评估。(1)合闸数据。本文以DW15-1600低压万能式断路器为例展开分析,模拟5种状态下的合闸线圈电流信号数据,包括:①正常状态;②铁芯卡涩状态;③机械结构卡涩状态;④铁芯行程不足状态;⑤线圈匝间短路状态。每种状态下的信号数据采集30组,④、⑤状态存在不同程度故障,共采集150组,75组用于训练、75组用于测试。(2)诊断方法。本次诊断采用相应的故障检修便携装置。(3)诊断结果。①本次是隐性故障,常规检查不易发现,此检测系统快速检测出了故障类型,故障诊断准确率均达到90%以上,具备工程实用性;②构建故障程度与EEMD能量矩相对熵特性曲线,实现定性分析,即为合闸不同故障下EEMD能量矩相对熵。
        4结束语
        电器元件故障是电器使用过程中比较常见的问题,但是有一些小故障或者小问题并没有受到工作人员的重视,在长时间失修的情况下就会加快损坏程度的发展,最后会出现不必要的问题,影响整个电器的使用情况。由于电器元件的质量和使用寿命决定着电器整体的使用寿命,所以必须要加强对电器元件的质量管理和故障排查,有针对性的进行维修,这样才能够延长元件的使用寿命,保证电器能够正常运行,也能够提高生活生产的效率和质量。
        参考文献
        [1]姜明.试论低压电器故障分析与维修技术[J].现代物业(中旬刊),2018(10):19.
        [2]隋永强.浅谈低压电器故障分析与维修技术[J].民营科技,2018,224(11):44.
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