電氣設備故障診斷“六診法”的實際應用-電氣維修論文發(fā)表

摘要：本文介紹了在生產(chǎn)實際當中，電氣設備發(fā)生故障后，應用過“六診法”，即口問、眼看、耳聽、鼻聞、手摸、表測的六法，準確診斷出故障所在的具體方式、方法，從而快速排除故障，減少經(jīng)濟損失，提高勞動生產(chǎn)率，保障安全生產(chǎn)。
關鍵詞：故障；六診法; 測量；維修 

Practical Applications on Fault Diagnosis of Electrical Equipment “Six Diagnosis Method”

Abstract: This paper introduces if the electrical equipments failure, we can use the “six diagnostic methods”, asking, looking, listening, smelling, touching, and measuring, to accurately diagnose the fault. This can quickly eliminate the fault, reduce the economic loss, improve labor productivity, and ensure safety in production.
Keywords: Fault; six diagnostic methods; Measuring; maintain
電氣設備在使用過程中，常常會出現(xiàn)各種各樣的故障。維修人員如能迅速找到故障原因，并排除故障，對提高勞動生產(chǎn)率，減少經(jīng)濟損失和保障安全生產(chǎn)都具有重大意義。
參考我國中醫(yī)診斷的望、聞、問、切經(jīng)典四診法，電氣故障診斷方法可以歸納為“六診法”，即口問、眼看、耳聽、鼻聞、手摸、表測六種。通過“問、看、聽、聞、摸、測”來了解故障前后的操作情況和故障發(fā)生后出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，從而診斷出故障原因和故障所在部位，進而準確地排除故障。前“五診”是憑借人的感官對電氣設備故障進行有的放矢的診斷，稱為感官診斷，又稱直觀檢查法。[1] “表測”是利用儀表測量某些電氣參數(shù)，經(jīng)過與正常值對比，來確定故障原因和部位。
1. 口問
向現(xiàn)場操作人員了解、詢問設備使用情況、設備的病歷和故障發(fā)生的全過程，盡可能詳細和真實了解“病情”， 這往往是快速找出故障原因和部位的關鍵。如故障發(fā)生前是否過載、頻繁啟動、停止和制動等；故障發(fā)生時是否有異常聲音和振動、有沒有冒煙、冒火花等現(xiàn)象。
例如：X62W萬能銑床工作臺各個方向都不能進給，維修人就要詢問具體使用情況，是否未運行就不能開啟，還是運行一段時間后停止，上班和本班是否曾運行，進給電動機是否能夠啟動，還要詢問故障歷史等等。
   2．眼看
（1）看現(xiàn)場
根據(jù)所問情況，仔細察看各種電氣元件的外觀有無變化。如察看熔斷器的熔斷指示器是否跳出，檢查觸點是否燒融、氧化，熱繼電器是否脫扣，導線和線圈有無燒傷、燒焦、短路、開路，機械部分有無損壞以及開關、刀閘、按鈕、插接線位置是否正確，同時應注意觀察信號顯示和儀表指示是否正確等。
例如：CA6140型車床刀架快速移動電動機不能啟動，首先觀察FU1（冷卻泵電動機及快速移動電動機熔斷器）熔絲是否熔斷；其次檢查KA2（中間繼電器）觸頭的接觸是否良好；若無異?；虬聪耂B3（快速移動電動機啟動按鈕）時，KA2不吸合，則故障必定在控制電路中。這時依次察看FR1（熱繼電器）的常閉觸頭、SB3及KA2的線圈是否有斷路現(xiàn)象即可。
（2）看圖紙和資料
在診斷電氣設備故障時，必須認真查閱有關的電氣原理圖和安裝接線圖，分析故障與哪些部分和電氣元件有關，以“理論”指導“實踐”。圖1為時間繼電器控制的順序啟動電路的電氣原理圖。[2]
運行中若發(fā)生故障為：電機M1啟動后，M2無法啟動。通過分析電氣原理圖，產(chǎn)生這種故障可能是因為通電延時時間繼電器KT的通電延時閉合的常開觸點無法吸合或接觸器KM2的輔助常開觸頭無法自鎖或熱繼電器FR2的熱元件沒有閉合或常閉觸頭斷開等原因。
3．耳聽
耳聽就是細聽電氣設備運行中的聲響。電氣設備在運行中會有一定噪聲，但其噪聲一般較均勻且有一定規(guī)律，噪聲強度也較低。帶病運行的電氣設備其噪聲通常也會發(fā)生變化，用耳細聽往往能夠區(qū)分它和正常運行時噪聲的區(qū)別。在線路還能運行和不損壞設備的前提下，可通電試車，細聽電動機、繼電器和接觸器的聲音是否正常；接觸器線圈得電后噪聲是否很大，電動機啟動時是否 “嗡嗡”響而無法啟動等。
影響電氣設備聲響的因素主要有：①潤滑。當電氣設備潤滑不良時，一般聲響都會很大。②溫度。不少電氣設備有些響聲隨著溫度的升高而減弱或消失，又有些聲響卻隨著溫度的升高而出現(xiàn)或增強。③負荷。設備聲響受負荷影響較大，一般負荷增大時響聲隨著增強。利用聽覺判斷故障，是一件比較復雜的工作，但只要善于摸索規(guī)律，通過設備響聲的異常就可以判斷出故障的部位和原因。
4．鼻聞
鼻聞是根據(jù)電氣設備的氣味判斷故障。如過熱、短路、擊穿故障，都有可能聞到燒焦味，火煙味和油漆、潤滑油、塑料、橡膠等受熱揮發(fā)的氣味。對于注油設備內(nèi)部短路、過熱、進水受潮后，油樣的氣味也會發(fā)生變化，如出現(xiàn)臭味、酸味等。斷開故障設備電源后，靠近電動機、變壓器、接觸器、繼電器、絕緣導線等處，聞聞是否有焦味。如有焦味，則可能電氣絕緣層已被燒壞。主要原因可能是過載、短路或三相電流嚴重不平衡等。
5．手摸
在設備剛發(fā)生故障，斷開電源后，用手觸摸電氣的某些部位，觀察有無異常變化。如變壓器、電動機和電磁線圈表面，感覺溫度是否過高，如設備過載，則其整體溫度會上升；如局部短路或機械摩擦，則可能出現(xiàn)局部過熱；輕拉導線，看連接是否松動；輕推電器活動機構，看移動是否靈活等，如機械卡阻或平衡性不好，其振動幅度就會加大。
維修過程中，應注意遵守有關安全規(guī)程和設備特點，掌握觸摸的方法和技巧，該摸的摸，不能摸的絕對不能亂摸。手摸時用力要適當，以免損壞設備或危及人身安全。表1中列出了以電動機外殼為例的手感溫法估計溫度的感覺和具體程度。[3]
表1手感溫法估計電動機外殼溫度
溫度（℃） 感覺 具體程度
85~90 過熱 不能碰，因條件反射瞬間縮回
80 擔心電機壞 手背不能碰，手指勉強停1~1.5s
75 極熱 用手指可停留1.5~2s
70 十分熱 用手指可停留約3s
65 很熱 手背可停留2~3s
60 較熱 手背可停留3~4s
55 熱 手背可停留5~7s
50 稍熱 手背可以長久觸及，長時間手背變紅
45 暖和 手背觸及時感到很暖和
40 稍暖和 比人體溫度高，感到稍暖和
30 稍冷 比人體溫度低，感覺稍冷
6．表測
表測法也叫測量法或檢測法，是利用儀器儀表對設備故障進行檢測，測量的各種參數(shù)與正常數(shù)據(jù)對比后，能更準確地判斷元器件是否已損壞，并確定故障點。
常用的測試工具和儀表有電筆、萬用表、鉗形電流表、兆歐表等，帶電或斷電時測量的有關參數(shù)主要有電壓、電流、頻率、溫度、功率、絕緣值、阻抗、振幅、轉速等。常用的表測法有幾下幾種。
（1）測量電壓法
測量電壓法的工作原理是當電路斷開時，電路中電流為零，各元件兩端電壓也為零，斷路點兩端電壓等于電源電壓，通過測量電壓就可以順利地判斷出斷路故障點。
測量直流時，要注意區(qū)別正負極性。測量開路電壓或未知交流電壓時選用電壓表的最高擋，測量時應選擇合適的量程，以免損壞電壓表，測量電壓法分為分階測量法和分段測量法兩種。
①電壓分階測量法
圖1  時間繼電器控制的順序啟動電路                    圖2   電壓分階測量法
如圖2所示，如果出現(xiàn)故障現(xiàn)象為：L1-N之間電壓為電源電壓220V，按下SB3，KM1線圈不吸合，可用電壓分階測量法來查找故障。操作方法如下：將一表筆（如黑表筆）接到N上固定，另一表筆（紅表筆）從L1點開始，向前測量1、2、3、4、5、6、7點的電壓。正常情況應為電源電壓，如220V，若測到某一點如N-3點之間無電壓，說明該點之前的元件（圖2中的SB1）觸頭斷開或連線斷線。可通過測量這一元件兩端的電壓是否為電源電壓來進行驗證并確診。對接點較多的線路，不必逐點測量，可將紅表筆跳躍性向后移和前移相結合的方法來測量電壓，如測量N-1后直接測量N-4等，以提高故障查找效率。電壓分階測量法所測電壓值及故障點如表2所示。
表2    電壓分階測量法所測電壓值及故障點
故障現(xiàn)象 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 故障點
L1-N之間電壓為電源電壓220V，按下SB3不放時，KM1線圈不吸合 0       FU2熔體熔斷
 220V 0      FR常閉觸頭接觸不良
 220V 220V 0     SB1觸頭接觸不良
 220V 220V 220V 0    SB2觸頭接觸不良
 220V 220V 220V 220V 0   SB3沒有閉合且
KM1常閉觸頭接觸不良

 220V 220V 220V 220V 220V 0  KM2常閉觸頭接觸不良
 220V 220V 220V 220V 220V 220V 0 KM1線圈斷路
②電壓分段測量法
          
圖3  電壓分段測量法                圖4  電阻分階測量法
電壓分段測量法檢測斷路故障的原理是：當線圈、電阻、電器通電時，其電壓降等于或接近外加電壓；而閉合觸點或導線，通電時電壓降接近于零。如圖3所示，當出現(xiàn)L1-N之間電壓為220V，按下SB3不放時，如果KM1線圈不吸合，可用兩表筆逐段測量相鄰兩標號點L1-1、1-2、2-3，3-4、4-5、5-6、6-7、7-N間的電壓。電壓分段測量法所測電壓值及故障點如表3所示。
表3    電壓分段測量法所測電壓值及故障點
故障現(xiàn)象 L1-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-N 故障點
L1-N之間電壓為220V電源電壓，按下SB3不放時，KM1線圈不吸合 220V 0 0 0 0 0 0 0 FU2熔體熔斷
 0 220V 0 0 0 0 0 0 FR常閉觸頭接觸不良
 0 0 220V 0 0 0 0 0 SB1觸頭接觸不良
 0 0 0 220V 0 0 0 0 SB2觸頭接觸不良
 0 0 0 0 220V 0 0 0 SB3沒有閉合且
KM1常閉觸頭接觸不良
 0 0 0 0 0 220V 0 0 KM2常閉觸頭接觸不良
 0 0 0 0 0 0 220V 0 KM1線圈斷路
 0 0 0 0 0 0 0 220V FU2熔體熔斷
（2）測量電阻法
電阻法測量故障是斷開電源后，測量電機、線路、觸頭等電阻值，若所測電阻值與標準值相差較大，則故障點可能就是該部位。如按鈕常閉觸點的兩端，如果阻值超過10kΩ，為斷線不通；阻值為10Ω左右，為接觸不良，觸點部分需要處理；阻值小于0.5Ω，則為正常。[4]
電阻法測量前，首先應切斷電源，嚴禁帶電測量。同時要注意被測線路是否形成回路或與其他支路并聯(lián)；如果測量高電阻電氣元件，要將萬用表的電阻擋轉換到適當擋位。測量電阻法也可分為分階測量法和分段測量法兩種。
①電阻分階測量法

如圖4所示，按下SB3后，L1-N間電阻為無窮大?？蓪⒁槐砉P接到N上固定，另一表筆從L1點開始，向前測量1、2、3、4、5、6、7點的電阻。正常情況應為接觸器線圈電阻，從幾百歐到一千多歐都為正常值。如前面測量電阻都為無窮大，到某一點如7-4點之間時，電阻恢復為正常值，則其前面元件（如SB2）觸點開路或導線斷開。電阻分階測量法所測電阻值及故障點如表4所示。
表4   電阻分階測量法所測電阻值及故障點
故障現(xiàn)象 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 故障點
按下SB3不放時，
L1-N之間電阻為無窮大 500Ω       FU2熔體熔斷
 ∞ 500Ω      FR常閉觸頭接觸不良
 ∞ ∞ 500Ω     SB1觸頭接觸不良
 ∞ ∞ ∞ 500Ω    SB2觸頭接觸不良
 ∞ ∞ ∞ ∞ 500Ω   SB3沒有閉合且
KM1常閉觸頭接觸不良
 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 500Ω  KM2常閉觸頭接觸不良
 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 500Ω KM1線圈斷路
備注：假設接觸器線圈電阻為500Ω。
②電阻分段測量法
 
圖5   電阻分段測量法
切斷電源后，逐段測試相鄰兩標號間的電阻，除6-7之間電阻為接觸器線圈電阻外，其余兩點間電阻均應接近零，如圖5所示。如兩點間電阻很大或為無窮大，即說明這兩點間接觸不良或導線斷路。見表5。
表5   電阻分段測量法所測電阻值及故障點
故障現(xiàn)象 測量點 電阻值 故 障 點
按下SB2，L1-N之間電阻為無窮大 L1-1 ∞ FU2熔體熔斷
 1-2 ∞ FR常閉觸頭接觸不良
 2-3 ∞ SB1觸頭接觸不良
 3-4 ∞ SB2觸頭接觸不良
 4-5 ∞ SB3沒有閉合并且
KM1常閉觸頭接觸不良
 5-6 ∞ KM2常閉觸頭接觸不良
 6-7 ∞ KM1線圈斷路
 7-N ∞ FU2熔體熔斷
（3）測量電流法
通過測量線路電流是否為正常值，以判斷故障原因的方法，為測量電流法。對弱電回路，常采用將電流表或萬用表電流擋串接在電路中進行測量回路的工作電流；對強電回路，常有鉗形表檢查三相電流是否對稱，以檢查電動機出力狀況，運行情況，以及發(fā)生異?，F(xiàn)象。如所測電流與額定值相差超過10%，則該相電路可能為故障相。[5]
（4）測量絕緣電阻法
診斷絕緣電阻是為了檢查設備絕緣是否損壞以及損壞的程度，分析已出現(xiàn)和可能出現(xiàn)故障的原因。斷開電源后，用兆歐表測量電氣元件和線路對地以及相間絕緣電阻值。低壓電器絕緣電阻規(guī)定不得小于0.5 MΩ。相線與中線、相線與地、相線與相線之間短路和漏電的主要原因是絕緣電阻值過小，應重點檢查。
表6是低壓電機在部分溫度條件下絕緣阻值的最小允許值。
表6     低壓電機絕緣阻值的最小允許值
溫度（℃） 絕緣電阻（MΩ） 溫度（℃） 絕緣電阻（MΩ）
75 0.5 35 8
70 0.71 30 11.3
65 1 25 16
60 1.41 20 22.6
55 2 15 32
50 2.83 10 45.3
45 4 5 64
40 5.66 0 90.5
測量法是很多維修人員排除故障最常用的方法之一。在用測量法診斷電氣設備的故障時要注意兩點，首先，一定要保證各種測量工具和儀表完好，使用方法正確。其次，在測量時要防止回路電、感應電及其他并聯(lián)支路的影響，以免產(chǎn)生錯誤判斷。
總之，故障診斷的方法是多種多樣的，斷電檢查多采用電阻法，通電檢查多采用電壓法或電流法。在實際工作中，多種方法混合使用，靈活處理，往往可以迅速有效地診斷出故障。

參考文獻：
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[5]楊思斯．淺談電氣設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術應用[J]．中國科技博覽.2011（1）