電氣設(shè)備故障診斷“六診法”的實(shí)際應(yīng)用

殷佳琳，馮錦春

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，德陽(yáng) 618000）

0 引言

電氣設(shè)備在使用過(guò)程中，常常會(huì)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(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少經(jīng)濟(jì)損失和保障安全生產(chǎn)都具有重大意義。

參考我國(guó)中醫(yī)診斷的望、聞、問(wèn)、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(wèn)、眼看、耳聽、鼻聞、手摸、表測(cè)六種。通過(guò)“問(wèn)、看、聽、聞、摸、測(cè)”來(lái)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(jìn)而準(zhǔn)確地排除故障。前“五診”是憑借人的感官對(duì)電氣設(shè)備故障進(jìn)行有的放矢的診斷，稱為感官診斷，又稱直觀檢查法[1]?！氨頊y(cè)”是利用儀表測(cè)量某些電氣參數(shù)，經(jīng)過(guò)與正常值對(duì)比，來(lái)確定故障原因和部位。

1 口問(wèn)

向現(xiàn)場(chǎng)操作人員了解、詢問(wèn)設(shè)備使用情況、設(shè)備的病歷和故障發(fā)生的全過(guò)程，盡可能詳細(xì)和真實(shí)了解“病情”， 這往往是快速找出故障原因和部位的關(guān)鍵。如故障發(fā)生前是否過(guò)載、頻繁啟動(dòng)、停止和制動(dòng)等；故障發(fā)生時(shí)是否有異常聲音和振動(dòng)、有沒(méi)有冒煙、冒火花等現(xiàn)象。

例如：X62W萬(wàn)能銑床工作臺(tái)各個(gè)方向都不能進(jìn)給，維修人就要詢問(wèn)具體使用情況，是否未運(yùn)行就不能開啟，還是運(yùn)行一段時(shí)間后停止，上班和本班是否曾運(yùn)行，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)是否能夠啟動(dòng)，還要詢問(wèn)故障歷史等等。

2 眼看

2.1 看現(xiàn)場(chǎng)

根據(jù)所問(wèn)情況，仔細(xì)察看各種電氣元件的外觀有無(wú)變化。如察看熔斷器的熔斷指示器是否跳出，檢查觸點(diǎn)是否燒融、氧化，熱繼電器是否脫扣，導(dǎo)線和線圈有無(wú)燒傷、燒焦、短路、開路，機(jī)械部分有無(wú)損壞以及開關(guān)、刀閘、按鈕、插接線位置是否正確，同時(shí)應(yīng)注意觀察信號(hào)顯示和儀表指示是否正確等。

例如：CA6140型車床刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，首先觀察FU1（冷卻泵電動(dòng)機(jī)及快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)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(wú)異?；虬聪耂B3（快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕）時(shí)，KA2不吸合，則故障必定在控制電路中。這時(shí)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。

2.2 看圖紙和資料

在診斷電氣設(shè)備故障時(shí)，必須認(rèn)真查閱有關(guān)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(guān)，以“理論”指導(dǎo)“實(shí)踐”。圖1為時(shí)間繼電器控制的順序啟動(dòng)電路的電氣原理圖[2]。

運(yùn)行中若發(fā)生故障為：電機(jī)M1啟動(dòng)后，M2無(wú)法啟動(dòng)。通過(guò)分析電氣原理圖，產(chǎn)生這種故障可能是因?yàn)橥娧訒r(shí)時(shí)間繼電器KT的通電延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)無(wú)法吸合或接觸器KM2的輔助常開觸頭無(wú)法自鎖或熱繼電器FR2的熱元件沒(méi)有閉合或常閉觸頭斷開等原因。

3 耳聽

耳聽就是細(xì)聽電氣設(shè)備運(yùn)行中的聲響。電氣設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)有一定噪聲，但其噪聲一般較均勻且有一定規(guī)律，噪聲強(qiáng)度也較低。帶病運(yùn)行的電氣設(shè)備其噪聲通常也會(huì)發(fā)生變化，用耳細(xì)聽往往能夠區(qū)分它和正常運(yùn)行時(shí)噪聲的區(qū)別。在線路還能運(yùn)行和不損壞設(shè)備的前提下，可通電試車，細(xì)聽電動(dòng)機(jī)、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(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)是否 “嗡嗡”響而無(wú)法啟動(dòng)等。

影響電氣設(shè)備聲響的因素主要有：1）潤(rùn)滑。當(dāng)電氣設(shè)備潤(rùn)滑不良時(shí)，一般聲響都會(huì)很大。2）溫度。不少電氣設(shè)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(qiáng)。3）負(fù)荷。設(shè)備聲響受負(fù)荷影響較大，一般負(fù)荷增大時(shí)響聲隨著增強(qiáng)。利用聽覺判斷故障，是一件比較復(fù)雜的工作，但只要善于摸索規(guī)律，通過(guò)設(shè)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(shè)備的氣味判斷故障。如過(guò)熱、短路、擊穿故障，都有可能聞到燒焦味，火煙味和油漆、潤(rùn)滑油、塑料、橡膠等受熱揮發(fā)的氣味。對(duì)于注油設(shè)備內(nèi)部短路、過(guò)熱、進(jìn)水受潮后，油樣的氣味也會(huì)發(fā)生變化，如出現(xiàn)臭味、酸味等。斷開故障設(shè)備電源后，靠近電動(dòng)機(jī)、變壓器、接觸器、繼電器、絕緣導(dǎo)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(guò)載、短路或三相電流嚴(yán)重不平衡等。

5 手摸

在設(shè)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(wú)異常變化。如變壓器、電動(dòng)機(jī)和電磁線圈表面，感覺溫度是否過(guò)高，如設(shè)備過(guò)載，則其整體溫度會(huì)上升；如局部短路或機(jī)械摩擦，則可能出現(xiàn)局部過(guò)熱；輕拉導(dǎo)線，看連接是否松動(dòng)；輕推電器活動(dòng)機(jī)構(gòu)，看移動(dòng)是否靈活等，如機(jī)械卡阻或平衡性不好，其振動(dòng)幅度就會(huì)加大。

維修過(guò)程中，應(yīng)注意遵守有關(guān)安全規(guī)程和設(shè)備特點(diǎn)，掌握觸摸的方法和技巧，該摸的摸，不能摸的絕對(duì)不能亂摸。手摸時(shí)用力要適當(dāng)，以免損壞設(shè)備或危及人身安全。表1中列出了以電動(dòng)機(jī)外殼為例的手感溫法估計(jì)溫度的感覺和具體程度[3]。

表1 手感溫法估計(jì)電動(dòng)機(jī)外殼溫度

6 表測(cè)

表測(cè)法也叫測(cè)量法或檢測(cè)法，是利用儀器儀表對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量的各種參數(shù)與正常數(shù)據(jù)對(duì)比后，能更準(zhǔn)確地判斷元器件是否已損壞，并確定故障點(diǎn)。

常用的測(cè)試工具和儀表有電筆、萬(wàn)用表、鉗形電流表、兆歐表等，帶電或斷電時(shí)測(cè)量的有關(guān)參數(shù)主要有電壓、電流、頻率、溫度、功率、絕緣值、阻抗、振幅、轉(zhuǎn)速等。常用的表測(cè)法有以下四種。

6.1 測(cè)量電壓法

測(cè)量電壓法的工作原理是當(dāng)電路斷開時(shí)，電路中電流為零，各元件兩端電壓也為零，斷路點(diǎn)兩端電壓等于電源電壓，通過(guò)測(cè)量電壓就可以順利地判斷出斷路故障點(diǎn)。

測(cè)量直流時(shí)，要注意區(qū)別正負(fù)極性。測(cè)量開路電壓或未知交流電壓時(shí)選用電壓表的最高擋，測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇合適的量程，以免損壞電壓表，測(cè)量電壓法分為分階測(cè)量法和分段測(cè)量法兩種。

6.1.1 電壓分階測(cè)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(cè)量法來(lái)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(diǎn)開始，向前測(cè)量1、2、3、4、5、6、7點(diǎn)的電壓。正常情況應(yīng)為電源電壓，如220V，若測(cè)到某一點(diǎn)如N-3點(diǎn)之間無(wú)電壓，說(shuō)明該點(diǎn)之前的元件（圖2中的SB1）觸頭斷開或連線斷線?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量這一元件兩端的電壓是否為電源電壓來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證并確診。對(duì)接點(diǎn)較多的線路，不必逐點(diǎn)測(cè)量，可將紅表筆跳躍性向后移和前移相結(jié)合的方法來(lái)測(cè)量電壓，如測(cè)量N-1后直接測(cè)量N-4等，以提高故障查找效率。電壓分階測(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)如表2所示。

圖1 時(shí)間繼電器控制的順序啟動(dòng)電路

圖2 電壓分階測(cè)量法

表2 電壓分階測(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)

圖3 電壓分段測(cè)量法

圖4 電阻分階測(cè)量法

6.1.2 電壓分段測(cè)量法

電壓分段測(cè)量法檢測(cè)斷路故障的原理是：當(dāng)線圈、電阻、電器通電時(shí)，其電壓降等于或接近外加電壓；而閉合觸點(diǎn)或?qū)Ь€，通電時(shí)電壓降接近于零。如圖3所示，當(dāng)出現(xiàn)L1-N之間電壓為220V，按下SB3不放時(shí)，如果KM1線圈不吸合，可用兩表筆逐段測(cè)量相鄰兩標(biāo)號(hào)點(diǎn)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(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)如表3所示。

6.2 測(cè)量電阻法

電阻法測(cè)量故障是斷開電源后，測(cè)量電機(jī)、線路、觸頭等電阻值，若所測(cè)電阻值與標(biāo)準(zhǔn)值相差較大，則故障點(diǎn)可能就是該部位。如按鈕常閉觸點(diǎn)的兩端，如果阻值超過(guò)10kΩ，為斷線不通；阻值為10Ω左右，為接觸不良，觸點(diǎn)部分需要處理；阻值小于0.5Ω，則為正常[4]。

表3 電壓分段測(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)

電阻法測(cè)量前，首先應(yīng)切斷電源，嚴(yán)禁帶電測(cè)量。同時(shí)要注意被測(cè)線路是否形成回路或與其他支路并聯(lián)；如果測(cè)量高電阻電氣元件，要將萬(wàn)用表的電阻擋轉(zhuǎn)換到適當(dāng)擋位。測(cè)量電阻法也可分為分階測(cè)量法和分段測(cè)量法兩種。

6.2.1 電阻分階測(cè)量法

如圖4所示，按下SB3后，L1-N間電阻為無(wú)窮大?？蓪⒁槐砉P接到N上固定，另一表筆從L1點(diǎn)開始，向前測(cè)量1、2、3、4、5、6、7點(diǎn)的電阻。正常情況應(yīng)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(cè)量電阻都為無(wú)窮大，到某一點(diǎn)如7-4點(diǎn)之間時(shí)，電阻恢復(fù)為正常值，則其前面元件（如SB2）觸點(diǎn)開路或?qū)Ь€斷開。電阻分階測(cè)量法所測(cè)電阻值及故障點(diǎn)如表4所示。

表4 電阻分階測(cè)量法所測(cè)電阻值及故障點(diǎn)

6.2.2 電阻分段測(cè)量法

切斷電源后，逐段測(cè)試相鄰兩標(biāo)號(hào)間的電阻，除6-7之間電阻為接觸器線圈電阻外，其余兩點(diǎn)間電阻均應(yīng)接近零，如圖5所示。如兩點(diǎn)間電阻很大或?yàn)闊o(wú)窮大，即說(shuō)明這兩點(diǎn)間接觸不良或?qū)Ь€斷路。見表5。

表5 電阻分段測(cè)量法所測(cè)電阻值及故障點(diǎn)

6.3 測(cè)量電流法

圖5 電阻分段測(cè)量法

通過(guò)測(cè)量線路電流是否為正常值，以判斷故障原因的方法，為測(cè)量電流法。對(duì)弱電回路，常采用將電流表或萬(wàn)用表電流擋串接在電路中進(jìn)行測(cè)量回路的工作電流；對(duì)強(qiáng)電回路，常有鉗形表檢查三相電流是否對(duì)稱，以檢查電動(dòng)機(jī)出力狀況，運(yùn)行情況，以及發(fā)生異常現(xiàn)象。如所測(cè)電流與額定值相差超過(guò)10%，則該相電路可能為故障相[5]。

6.4 測(cè)量絕緣電阻法

診斷絕緣電阻是為了檢查設(shè)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(cè)量電氣元件和線路對(duì)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(guò)小，應(yīng)重點(diǎn)檢查。

表6是低壓電機(jī)在部分溫度條件下絕緣阻值的最小允許值。

測(cè)量法是很多維修人員排除故障最常用的方法之一。在用測(cè)量法診斷電氣設(shè)備的故障時(shí)要注意兩點(diǎn)，首先，一定要保證各種測(cè)量工具和儀表完好，使用方法正確。其次，在測(cè)量時(shí)要防止回路電、感應(yīng)電及其他并聯(lián)支路的影響，以免產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。

表6 低壓電機(jī)絕緣阻值的最小允許值

7 結(jié)束語(yǔ)

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(shí)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。

[1] 李珍珠.論電氣設(shè)備故障診斷分析[J].科技成果管理與研究.2009,(4).

[2] 史英俊.電氣設(shè)備故障診斷技巧[J].黑龍江省冶.2009(29).

[3] 黃文生.電氣設(shè)備故障診斷的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)電力教育.2010(31).

[4] Stokoe.Gray.Development of a strategy for the integration of protection and control equipment(C).Developments in Power System Protection,2001,Seventh International Conferernce on(IEE),2001 Page(s):5--8.

[5] 楊思斯.淺談電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽.2011(1).