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電路(系統(tǒng))誕失規(guī)定功能稱為故障,在模擬電路中的故障類型及原因如下:從故障性質(zhì)來分有早期故障、偶然故障和損耗故障。早期故障是由設(shè)計(jì)、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期發(fā)生的故障,早期故障率較高并隨時間而迅速下降。統(tǒng)計(jì)表明,數(shù)字電路的早期故障率為3~10%,模擬電路的早期故障率為1~5%,晶體管的早期故障率為0.75~2%,二極管的早期故障率為0.2~1%,電容器的早期故障率為0.1~1%。
偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期內(nèi)發(fā)生的故障,偶然故障率較低且為常數(shù)。損耗故障是由老化、磨損、損耗、疲勞等原因造成的、在使用后期發(fā)生的故障,損耗故障率較大且隨時間迅速上升。從故障發(fā)生的過程來分有軟故障、硬故障和間歇故障。軟故障又稱漸變故障,它是由元件參量隨時間和環(huán)境條件的影響緩慢變化而超出容差造成的、通過事前測試或監(jiān)控可以預(yù)測的故障。硬故障又稱突變故障。它是由于元件的參量突然出現(xiàn)很大偏差(如開路、短路)造成的、通過事前測試或監(jiān)控不能預(yù)測到的故障。根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),硬故障約占故障率的80%,繼續(xù)研究仍有實(shí)用價值。間歇故障是由老化、容差不足、接觸不良等原因造成的、僅在某些特定情況下才表現(xiàn)出來的故障。從同時故障數(shù)及故障間的相互關(guān)系來分有單故障、多故障、獨(dú)立故障和從屬故障。單故障指在某一時刻故障僅涉及一個參量或一個元件,常見于運(yùn)行中的設(shè)備。多故障指與幾個參量或元件有關(guān)的故障,常見于剛出廠的設(shè)備。獨(dú)立故障是指不是由另一個元件故障而引起的故障。從屬故障是指由另一個元件故障引起的故障。
二、測前橫擬法SBT
測前模擬法又稱故障字典法FD(FaultDictionary)或故障模擬法,其理論基礎(chǔ)是模式識別原理,基本步驟是在電路測試之前,用計(jì)算機(jī)模擬電路在各種故障條件下的狀態(tài),建立故障字典;電路測試以后,根據(jù)測量信號和某種判決準(zhǔn)則查字典。從而確定故障。選擇測試測量點(diǎn)是故障字典法中最重要的部分。為了在滿足隔離要求的條件下使測試點(diǎn)盡可能少,必須選擇具有高分辨率的測試點(diǎn)。在大多數(shù)情況F,字典法采用查表的形式,表中元素為d…i=l,2,…,n,j=1,2,…,m,n是假設(shè)故障的數(shù)目,m是測量特性數(shù)。
故障字典法的優(yōu)點(diǎn)是一次性計(jì)算,所需測試點(diǎn)少,幾乎無需測后計(jì)算,因此使用靈活,特別適用于在線診斷,如在機(jī)艙、船艙使用。此法缺點(diǎn)是故障經(jīng)驗(yàn)有限,存儲容量大,大規(guī)模測試?yán)щy,目前主要用于單故障與硬故障的診斷。
故障字典法按建立字典所依據(jù)的特性又可分為直流法、頻域法和時域法。
(一)直流故障字典法。直流故障字典法是利用電路的直流響應(yīng)作為故障特征、建立故障字典的方法,其優(yōu)點(diǎn)是對硬故障的診斷簡單有效,相對比較成熟。
(二)頻域法。頻域法是以電路的頻域響應(yīng)作為故障特征、建立故障字典的方法,其優(yōu)點(diǎn)是理論分析比較成熟,同時硬件要求比較簡單,主要是正弦信號發(fā)生器、電壓表和頻譜分析儀。
(三)時域法。時域法是利用電路的時域響應(yīng)作為故障特征而建立故障字典的方法。主要有偽噪聲信號法和測試信號設(shè)計(jì)法(輔助信號法)。當(dāng)故障字典建立后,就可根據(jù)電路實(shí)測結(jié)果與故障字典中存儲的數(shù)據(jù)比較識別故障。
三、測后模擬法SAT
測后模擬法又稱為故障分析法或元件模擬法,是近年來雖活躍的研究領(lǐng)域,其特點(diǎn)是在電路測試后,根據(jù)測量信息對電路模擬,從而進(jìn)行故障診斷。根據(jù)同時可診斷的故障是否受限,SAT又分為任意故障診斷(或參數(shù)識別技術(shù))及多故障診斷(或故障證實(shí)技術(shù))。
(一)任意故障診斷。此法的原理是利用網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)與元件參數(shù)的關(guān)系,根據(jù)響應(yīng)的測量值去識別(或求解)網(wǎng)絡(luò)元件的數(shù)值,再根據(jù)該值是否在容差范圍之內(nèi)來判定元件是否故障。所以此法稱為參數(shù)識別技術(shù)或元件值的可解性問題,理論上這種方法能查出所有元件的故障,故又稱為任意故障診斷。診斷中為了獲取充分的測試信息,需要大量地測試數(shù)據(jù)。
(二)多故障診斷。經(jīng)驗(yàn)證明,在實(shí)際應(yīng)用中(高可靠電路),任意故障的可能性很小,單故障概率最高,如果考慮一個故障出現(xiàn)可能導(dǎo)致另一相關(guān)故障,假定兩個或幾個元件同時發(fā)生的多故障也是合理的。另外對于模擬LSI(LargeScaleIntegration,大規(guī)模集成電路)電路加工中的微調(diào),也是以有限參數(shù)調(diào)整為對象的。因此在1979年以后,SAT法的研究主要朝著更實(shí)用化的多故障診斷方向發(fā)展。即假定發(fā)生故障的元件是少數(shù)幾個,通過有限的測量和計(jì)算確定故障。因該法是先假定故障范圍再進(jìn)行驗(yàn)證,所以又稱為故障證實(shí)技術(shù)。
四、其他方法
(一)近似技術(shù)。近似技術(shù)著重研究在測量數(shù)有限的情況下,根據(jù)一定的判別準(zhǔn)則,識別出最可能的故障元件,其中包括概率統(tǒng)計(jì)法和優(yōu)化法。此法原理與故障字典法十分類似,屬于測前模擬的一類。采用最小平方準(zhǔn)則的聯(lián)合判別法和迭代法,采用加權(quán)平方準(zhǔn)則的L2近似法,采用范數(shù)最小準(zhǔn)則的準(zhǔn)逆法等。這些方法都屬于測后模擬,由于在線計(jì)算量大,運(yùn)用不多。
(二)模糊診斷。對于復(fù)雜電路,由于元件容差、電路噪聲以及元件參量與特性之間的非線性,用傳統(tǒng)的電路理論難以獲得精確解和唯一解,出現(xiàn)了模糊現(xiàn)象,而這種模糊現(xiàn)象與隨機(jī)現(xiàn)象不同,不便于用統(tǒng)計(jì)分析方法來解決。另外,對于故障診斷來說。往往不要求精確解,只要滿足故障隔離要求即可,于是提出把復(fù)雜電路看作模糊系統(tǒng),用模糊信息處理的方法進(jìn)行故障診斷。模糊診斷的原理是模糊模式識別。測前,利用隸屬度函數(shù)按照不同的準(zhǔn)則構(gòu)成判別函數(shù);測后,再利用判別函數(shù)判別所測得的特性向量對各種故障狀態(tài)的隸屬度程度。為了提高診斷效率,模糊識別應(yīng)該具有自學(xué)習(xí)和修正功能,最簡單的方法是根據(jù)實(shí)際診斷的結(jié)果,以適當(dāng)?shù)姆绞健⒆詣拥匦拚`屬度函數(shù)或判別函數(shù),以便不斷自我完善。
論文摘要:在現(xiàn)代化生產(chǎn)程度很高的今天,企業(yè)的生產(chǎn),產(chǎn)品的加工制造以及人們的日常生活都離不開電動機(jī)的使用,在電動機(jī)的使用過程當(dāng)中有很多注意事項(xiàng)以及要求,否則將會發(fā)生機(jī)器的損壞,這對企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn),人民生活等都會帶來諸多不便。對電動機(jī)常見的故障,主要分為電氣和機(jī)械兩種,每一種故障都給電動機(jī)的安全運(yùn)行帶來極大威脅。因此,對電動機(jī)的故障分析維護(hù)與檢修更顯得至關(guān)重要。
電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,使用方便,價格低廉等特點(diǎn)。為保證時機(jī)的正常工作對運(yùn)行的電動機(jī)要按電動機(jī)完好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行檢查,運(yùn)行中的電動機(jī)與被拖動設(shè)備的軸心要對正,運(yùn)行中無明顯的振動,一定要保持通風(fēng)良好、風(fēng)翅等要完整無缺。要時刻觀察和測量電動機(jī)電網(wǎng)電壓和正常工作電流,電壓變化不應(yīng)超過額定電壓的±5%,電動機(jī)的額定負(fù)荷電流不能經(jīng)常超過額定電流,以防時機(jī)過熱,同時檢查電機(jī)起動保護(hù)裝置的動作是否靈活可靠。檢查電動機(jī)各部分溫升是否正常,還要經(jīng)常檢查軸承溫度,滑動軸承不得超過度,滾動軸承不得超過70度,滾動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中的聲音要清晰、無雜音。對于電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境要做到防砸、防淋、防潮。對于環(huán)境不良,經(jīng)常挪動、頻繁起動、過載運(yùn)行等要加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng),及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患。
一、電動機(jī)電氣常見故障的分析和處理
(一)時機(jī)接通后,電動機(jī)不能起動,但有嗡嗡聲
可能原因:(1)電源沒有全部接通成單相起動;(2)電動機(jī)過載;(3)被拖動機(jī)械卡住;(4)繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路開路成斷線;(5)定子內(nèi)部首端位置接錯,或有斷線、短路。
處理方法:(1)檢查電源線,電動機(jī)引出線,熔斷器,開關(guān)的各對觸點(diǎn),找出斷路位置,予以排除;(2)卸載后空載或半載起動;(3)檢查被拖動機(jī)械,排除故障;(4)檢查電刷,滑環(huán)和起動電阻各個接觸器的接合情況;(5)重新判定三相的首尾端,并檢查三相繞組是否有燦線和短路。
(二)電動機(jī)起動困難,加額定負(fù)載后,轉(zhuǎn)速較低。
可能原因:(1)電源電壓較低;(2)原為角接誤接成星接;(3)鼠籠型轉(zhuǎn)子的籠條端脫焊,松動或斷裂。
處理方法:(1)提高電壓;(2)檢查銘牌接線方法,改正定子繞組接線方式;(3)進(jìn)行檢查后并對癥處理。
(三)電動機(jī)起動后發(fā)熱超過溫升標(biāo)準(zhǔn)或冒煙
可能原因:(1)電源電壓過低,電動機(jī)在額定負(fù)載下造成溫升過高;(2)電動機(jī)通風(fēng)不良或環(huán)境濕度過高;(3)電動機(jī)過載或單相運(yùn)行;(4)電動機(jī)起動頻繁或正反轉(zhuǎn)次數(shù)過多;(5)定子和轉(zhuǎn)子相擦。
處理方法:(1)測量空載和負(fù)載電壓;(2)檢查電動機(jī)風(fēng)扇及清理通風(fēng)道,加強(qiáng)通風(fēng)降低環(huán)溫;(3)用鉗型電流表檢查各相電流后,對癥處理;(4)減少電動機(jī)正反轉(zhuǎn)次數(shù),或更換適應(yīng)于頻繁起動及正反轉(zhuǎn)的電動機(jī);(5)檢查后姨癥處理。
(四)絕緣電阻低
可能原因:(1)繞組受潮或淋水滴入電動機(jī)內(nèi)部;(2)繞組上有粉塵,油圬;(3)定子繞組絕緣老化。
處理方法:(1)將定子,轉(zhuǎn)子繞組加熱烘干處理;(2)用汽油擦洗繞組端部烘干;(3)檢查并恢復(fù)引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板;(4)一般情況下需要更換全部繞組。
(五)電動機(jī)外殼帶電:
可能原因:(1)電動機(jī)引出線的絕緣或接線盒絕緣線板;(2)繞組端部碰機(jī)殼;(3)電動機(jī)外殼沒有可靠接地
處理方法:(1)恢復(fù)電動機(jī)引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板;(2)如卸下端蓋后接地現(xiàn)象即消失,可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋;(3)按接地要求將電動機(jī)外殼進(jìn)行可靠接地。
(六)電動機(jī)運(yùn)行時聲音不正常
可能原因:(1)定子繞組連接錯誤,局部短路或接地,造成三相電流不平衡而引起噪音;(2)軸承內(nèi)部有異物或嚴(yán)重缺油。
處理方法:(1)分別檢查,對癥下藥;(2)清洗軸承后更換新油為軸承室的1/2-1/3。
(七)電動機(jī)振動
可能原因:(1)電動機(jī)安裝基礎(chǔ)不平;(2)電動機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡;(3)皮帶輪或聯(lián)軸器不平衡;(4)轉(zhuǎn)軸軸頭彎曲或皮帶輪偏心;(5)電動機(jī)風(fēng)扇不平衡。
處理方法:(1)將電動機(jī)底座墊平,時機(jī)找水平后固牢;(2)轉(zhuǎn)子校靜平衡或動平衡;(3)進(jìn)行皮帶輪或聯(lián)軸器校平衡;(4)校直轉(zhuǎn)軸,將皮帶輪找正后鑲套重車;(5)對風(fēng)扇校靜。
二、電動機(jī)機(jī)械常見故障的分析和處理
(一)定、轉(zhuǎn)子鐵芯故障檢修
定、轉(zhuǎn)子都是由相互絕緣的硅鋼片疊成,是電動機(jī)的磁路部分。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的損壞和變形主要由以下幾個方面原因造成。
(1)軸承過度磨損或裝配不良,造成定、轉(zhuǎn)子相擦,使鐵芯表面損傷,進(jìn)而造成硅鋼片間短路,電動機(jī)鐵損增加,使電動機(jī)溫升過高,這時應(yīng)用細(xì)銼等工具去除毛刺,消除硅鋼片短接,清除干凈后涂上絕緣漆,并加熱烘干。
(2)拆除舊繞組時用力過大,使倒槽歪斜向外張開。此時應(yīng)用小嘴鉗、木榔頭等工具予以修整,使齒槽復(fù)位,并在不好復(fù)位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質(zhì)絕緣材料。
(3)因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕,此時需用砂紙打磨干凈,清理后涂上絕緣漆。
(4)因繞組接地產(chǎn)生高熱燒毀鐵芯或齒部。可用鑿子或刮刀等工具將熔積物剔除干凈,涂上絕緣溱烘干。
(5)鐵芯與機(jī)座間結(jié)合松動,可擰緊原有定位螺釘。若定位螺釘失效,可在機(jī)座上重鉆定位孔并攻絲,旋緊定位螺釘。
(二)軸承故障檢修
轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動,是負(fù)載最重的部分,又是容易磨損的部件。
(1)故障檢查
運(yùn)行中檢查:滾動軸承缺油時,會聽到骨碌骨碌的聲音,若聽到不連續(xù)的梗梗聲,可能是軸承鋼圈破裂。軸承內(nèi)混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時,會產(chǎn)生輕微的雜音。
拆卸后檢查:先察看軸承滾動體、內(nèi)外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等,然后用手捏住軸承內(nèi)圈,并使軸承擺平,另一只手用力推外鋼圈,如果軸承良好,外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動平穩(wěn),轉(zhuǎn)動中無振動和明顯的卡滯現(xiàn)象,停轉(zhuǎn)后外鋼圈沒有倒退現(xiàn)象,否則說明軸承已不能再用了。左手卡住外圈,右手捏住內(nèi)鋼圈,用力向各個方向推動,如果推動時感到很松,就是磨損嚴(yán)重。
(2)故障修理
軸承外表面上的銹斑可用00號砂紙擦除,然后放入汽油中清洗;或軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過度磨損時,應(yīng)更換新軸承。更換新軸承時,要選用與原來型號相同的軸承。
(三)轉(zhuǎn)軸故障檢修
(1)軸彎曲
若彎曲不大,可通過磨光軸徑、滑環(huán)的方法進(jìn)行修復(fù);若彎曲超過0.2mm,可將軸放于壓力機(jī)下,在拍彎曲處加壓矯正,矯正后的軸表面用車床切削磨光;如彎曲過大則需另換新軸。
(2)軸頸磨損
軸頸磨損不大時,可在軸頸上鍍一層鉻,再磨削至需要尺寸;磨損較多時,可在軸頸上進(jìn)行堆焊,再到車床上切削磨光;如果軸頸磨損過大時,也在軸頸上車削2-3mm,再車一套筒趁熱套在軸頸上,然后車削到所需尺寸。
(3)軸裂紋或斷裂
軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10%-15%,縱向裂紋不超過軸長的10%時,可用堆焊法補(bǔ)救,然后再精車至所需尺寸。若軸的裂紋較嚴(yán)重,就需要更換新軸。
(四)機(jī)殼和端蓋的檢修
化工企業(yè)生產(chǎn)能力是由各種設(shè)備形成的,是企業(yè)生產(chǎn)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。為使企業(yè)創(chuàng)造安全、穩(wěn)產(chǎn)的良好環(huán)境,最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化,必須加強(qiáng)企業(yè)設(shè)備管理現(xiàn)代化。設(shè)備管理是一門科學(xué),在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的一生中,大體分為設(shè)備運(yùn)行的初級階段,正常投產(chǎn)中期運(yùn)行階段和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后期三個階段。設(shè)備在每次進(jìn)行大修或中修后,也同樣存在以上三個階段的過程,經(jīng)多年的實(shí)踐和管理經(jīng)驗(yàn),每個階段故障發(fā)生和預(yù)防又都具有其規(guī)律性和特點(diǎn)。
2化工設(shè)備故障發(fā)生規(guī)律分析
2.1投運(yùn)初期故障的產(chǎn)生
設(shè)備經(jīng)安裝,最初投入運(yùn)行后,雖已經(jīng)過技術(shù)鑒定和驗(yàn)收,但初期故障總是不同程度的反映出來,少則一個月,多則幾個月,甚至一年,其表現(xiàn)為:
設(shè)備內(nèi)在質(zhì)量方面:如設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和性能,零部件加工、材料的選用缺陷,操作人員對設(shè)備、結(jié)構(gòu)、性能、特點(diǎn)的認(rèn)識掌握和認(rèn)知程度,以及現(xiàn)場操作人員誤操作導(dǎo)致設(shè)備故障。裝質(zhì)量方面:設(shè)備安裝質(zhì)量是企業(yè)內(nèi)技術(shù)管理、人員素質(zhì)、綜合效能、計(jì)量檢測手段等諸多因素的綜合反映。要注重設(shè)備安裝人員的素質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),這是預(yù)防初期設(shè)備故障的重要環(huán)節(jié)。
工藝布置上的缺陷:由于布局不合理,它可能導(dǎo)致設(shè)備有形磨損的加快發(fā)展而造成設(shè)備故障;有些時候因工藝上的問題使設(shè)備的工作性能和環(huán)境發(fā)生變化,也可導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,這樣的實(shí)例發(fā)生過多次。工作人員技術(shù)不熟練:現(xiàn)場操作設(shè)備基本的“四懂三會”沒掌握,甚至不按規(guī)程操作,也是導(dǎo)致設(shè)備投產(chǎn)初期易出現(xiàn)故障的原因之一。產(chǎn)生這類故障的原因往往是由于誤操作或違章的行為造成。
2.2設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)中期的故障因素
在設(shè)備運(yùn)行過程中,零部件經(jīng)過一段磨合期后,初期故障已基本排除,現(xiàn)場操作人員水平也逐步提高,并且基本掌握了每臺設(shè)備的特性、原理和性能,故障率明顯降低,即便如此,設(shè)備的運(yùn)行還會出現(xiàn)新的問題,例如:
故障易發(fā)生在易損件或該換而未及時更換的零部件上,因每臺設(shè)備所有靜、動零部件密封、軸承等磨損件都具有使用周期和壽命,運(yùn)行中的中期設(shè)備已逐步接近此項(xiàng)指標(biāo)。經(jīng)過停車檢修而更換的零部件之后,有些不配套、不穩(wěn)合、尚處在磨合期,或發(fā)生裝配錯誤,也會導(dǎo)致設(shè)備故障,甚至帶病運(yùn)行,這類故障也多處發(fā)生。日常維護(hù)保養(yǎng)不及時或工作質(zhì)量差,甚至異物不慎掉入設(shè)備內(nèi),造成突發(fā)性事故,縮短設(shè)備檢修周期。一味追求高產(chǎn),常時間超負(fù)荷、超溫、超壓臨界狀態(tài)下工作,也是導(dǎo)致設(shè)備出故障原因之一,有時還釀成設(shè)備事故。設(shè)備運(yùn)行初期不易暴露的設(shè)備缺陷,經(jīng)過一段時間運(yùn)行后,有可能在運(yùn)行中期暴露出來,諸如非易損件的疲勞、復(fù)合應(yīng)力的消耗、材料磨損、先天性缺陷的故障等等。
以上故障現(xiàn)象中,值得注意的是,故障發(fā)生除自身原因以外,人為因素占有較大的因素。建立必要的運(yùn)行檔案和維修臺帳,將各類故障原因消除在萌芽狀態(tài),保證長周期安全、穩(wěn)定的運(yùn)行系統(tǒng)。
2.3設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后期常發(fā)生故障
化工生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)后期進(jìn)入了故障多發(fā)期,一方面設(shè)備經(jīng)多年的運(yùn)行和多頻次大、中、修的過程,零配件換件較多,如果檢修水平跟不上或檢測手段缺乏,加之主體周期性的運(yùn)行磨損,設(shè)備已不能達(dá)到設(shè)計(jì)出力的水平,另一方面長期處于運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備,各部位間隙和損耗,即使是不常維修的零件,也因老化和疲勞而降低運(yùn)行效率。這期間綜合效能的降低,除磨損、老化現(xiàn)象凸顯以外,機(jī)器各方面不確定的故障現(xiàn)象也多處發(fā)生,維修頻率、耗材成本不斷增加,甚至將考慮大修、更新或報廢。
3故障預(yù)防及維修控制措施分析
3.1故障預(yù)防及維修的技術(shù)基礎(chǔ)
預(yù)防及維修的技術(shù)基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)。即在機(jī)器運(yùn)行時對各個部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測,掌握機(jī)器的狀態(tài),根據(jù)生產(chǎn)需要制定維修計(jì)劃。它包含的內(nèi)容比較廣泛,諸如機(jī)械狀態(tài)量(力、位移、振動、噪聲、溫度、壓力和流量等)的監(jiān)測,狀態(tài)特征參數(shù)變化的辨識,機(jī)器發(fā)生振動和機(jī)械損傷時的原因分析、振源判斷、故障防治,機(jī)械零部件使用期間的可靠性分析和剩余壽命的估計(jì)等,都屬于機(jī)器故障診斷的范疇。
近年來,隨著相關(guān)領(lǐng)域理論、方法研究的不斷深入和發(fā)展,現(xiàn)代設(shè)備技術(shù)診斷學(xué)已逐步完善起來,特別是傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,更為設(shè)備技術(shù)診斷學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
目前,設(shè)備診斷技術(shù)劃分了很多的分支,諸如振動診斷技術(shù)、無損檢測技術(shù)、熱溫診斷技術(shù)、鐵譜診斷技術(shù)、估算預(yù)測技術(shù)、綜合診斷技術(shù)、診斷決策技術(shù)等。它們的實(shí)施包括幾個主要環(huán)節(jié):機(jī)械設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測;進(jìn)行信號處理,提取故障特征信息;確定故障類型和發(fā)生部位;對確定的故障做防治處理和控制。
3.2應(yīng)分步驟逐步實(shí)施
故障預(yù)防及維修的實(shí)施首先要求設(shè)備管理人員掌握盡量多的相關(guān)學(xué)科的基本理論和實(shí)用技術(shù),成為掌握現(xiàn)代檢測診斷技術(shù)的高級技術(shù)和管理復(fù)合型人才。這需要通過必要的理論和技術(shù)培訓(xùn),更需要實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的積累,是一個長期的過程。另一方面,實(shí)施方法和實(shí)用技術(shù)在各個企業(yè)有著不同的特點(diǎn),都需要經(jīng)過實(shí)踐、總結(jié)、摸索和提高。因此,開展初期應(yīng)分步驟有選擇地進(jìn)行,在有一定經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再逐步推廣。
3.3應(yīng)按裝置和設(shè)備的作用和影響程度,劃分級別,作好實(shí)施規(guī)劃
依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)、設(shè)備重要程度和監(jiān)測代價對設(shè)備確定恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)測方式、檢測部位、監(jiān)測周期。對不同設(shè)備實(shí)行不同等級和內(nèi)容的預(yù)防維修措施。一般情況下,按設(shè)備對生產(chǎn)量、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本、維修工作計(jì)劃、相鄰工序、安全與環(huán)保、維修費(fèi)用等的影響程度確定其重點(diǎn)。再按重點(diǎn)劃分不同的管理等級,按等級制定不同的標(biāo)準(zhǔn)。
除了上述重點(diǎn)原則外,作為設(shè)備管理或維修管理中的手段,利潤原則和例外原則等管理手段同樣適用,圍繞故障預(yù)防及維修還要相應(yīng)制定各種嚴(yán)格的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括工藝順序、試驗(yàn)檢查標(biāo)準(zhǔn)、維修標(biāo)準(zhǔn)、更換標(biāo)準(zhǔn)及費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。
3.4故障預(yù)防及維修技術(shù)實(shí)施控制
在技術(shù)實(shí)施方面,涉及到各類機(jī)電設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件、性能,各類測試技術(shù),信號處理技術(shù),監(jiān)測診斷技術(shù),信息的組織管理技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等多學(xué)科的綜合技術(shù),因此它是一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng),要根據(jù)各種信息作出決策,進(jìn)行總體平衡,從而達(dá)到從規(guī)劃、實(shí)施、監(jiān)測、信息反饋、分析到總結(jié)歸檔的全過程管理。這樣一個技術(shù)實(shí)施要有全面人才的管理做基礎(chǔ),通過一個完整的組織機(jī)構(gòu)做保障,對于一個大型企業(yè),面對成千臺設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)維修科學(xué)化、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)化。同時設(shè)備診斷技術(shù)必須在設(shè)備壽命周期的全過程中發(fā)揮作用。也就是說,如果僅僅是在設(shè)備壽命周期的全過程中的某一個特定時間,或只抓住某一個特定的故障和異常,就想作出對癥的診斷是困難的,或者不能取得實(shí)質(zhì)性的效果。因此,要依據(jù)設(shè)備的綜合管理理論,把設(shè)備的全過程作為診斷技術(shù)的應(yīng)用范圍。
結(jié)論
化工企業(yè)生產(chǎn)能力是由各種設(shè)備形成的,是企業(yè)生產(chǎn)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。對設(shè)備初期故障如設(shè)備內(nèi)在質(zhì)量方面、安裝質(zhì)量方面、工藝布置上的缺陷、工作人員技術(shù)不熟練設(shè)備;正常運(yùn)轉(zhuǎn)期故障如易發(fā)生在易損件或該換而未及時更換的零部件上,更換的零部件之后,有些不配套,日常維護(hù)保養(yǎng)不及時或工作質(zhì)量差,常時間超負(fù)荷、超溫、超壓臨界狀態(tài)下工作非易損件的疲勞、復(fù)合應(yīng)力的消耗、材料磨損;設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后期常發(fā)生故障如因老化和疲勞而降低運(yùn)行效率進(jìn)行了分析。
闡述了化工設(shè)備故障診斷可靠性分析方法:故障樹的建造、故障樹的定性分析、故障樹的定量計(jì)算。并對故障預(yù)防及維修的技術(shù)基礎(chǔ),分步驟逐步實(shí)施,按裝置和設(shè)備的作用和影響程度實(shí)施,故障預(yù)防及維修技術(shù)實(shí)施控制等進(jìn)行了研究。
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關(guān)鍵詞:戶外高壓開關(guān);故障;原因;危害;整改
從1998年開始,為適應(yīng)變電所無人值班需要,杭州余杭局分別在110kV、35kV變電所10kV#1出線桿上安裝了FW-12/630-16戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān),因#1負(fù)荷開關(guān)質(zhì)量和維護(hù)原因,給設(shè)備安全運(yùn)行造成了一定的威脅。為解決#1桿負(fù)荷開關(guān)的高發(fā)故障,現(xiàn)提出如下解決方法。
1主要結(jié)構(gòu)與維護(hù)規(guī)定
1.1主要結(jié)構(gòu)
FW-12/630-16戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān),由隔離閘刀和滅弧室(由基座、安裝抱箍、主閘刀、并聯(lián)弧觸頭、滅弧室外殼)組成,隔離閘刀裝有并聯(lián)弧觸頭和撞塊,撞塊推動滅弧室分合閘,滅弧室內(nèi)裝有彈簧快速機(jī)構(gòu),保證負(fù)荷電流開斷不受操作快慢影響。
1.2維護(hù)規(guī)定
運(yùn)行5年后對產(chǎn)品的絕緣水平進(jìn)行檢查。
在滿負(fù)荷開斷100次后對滅弧室進(jìn)行檢查。
操作次數(shù)達(dá)2000次后,應(yīng)對操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。
2故障部位與形式
2.1故障部位
戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)故障部位雖然有不確定性,但絕大部分都發(fā)生在傳動機(jī)構(gòu)的軸瓦、刀閘及滅弧裝置上,使機(jī)構(gòu)無法正常操作,造成事故多發(fā),直接影響到設(shè)備的正常運(yùn)行和電網(wǎng)、人身的安全。
2.2故障形式
戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)故障形式常見的有以下幾種:其一是操作機(jī)構(gòu)軸承破裂,導(dǎo)致操作后開關(guān)指針在分位置,而閘刀實(shí)際在合上位置見圖1。其二是因機(jī)械連鎖裝置的故障,造成指針在分位,而閘刀往往不能分離到位,分合操作無效,見圖2。其三是因滅弧室燒毀而導(dǎo)致分、合失靈,
近年來,在實(shí)際操作中已連續(xù)發(fā)生了5起戶外高壓負(fù)荷開關(guān)合閘分閘時的障礙(事故),對安全生產(chǎn)造成了較大的危害。其中因操作機(jī)構(gòu)引起的2起,機(jī)械連鎖裝置引起的有1起,滅弧裝置燒毀的2次,2次為夜間操作。這些現(xiàn)象的發(fā)生,主觀上有操作人員責(zé)任性不強(qiáng)的一面,但產(chǎn)品質(zhì)量以及檢修不到位,這兩大問題也是不能忽視的原因之一。
3危害
目前余杭局在運(yùn)行使用的戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)是溫州和湖州二家生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。發(fā)生的故障主要有以下幾方面:
其一由于操作機(jī)構(gòu)的軸承破裂,在手動操作時操作人員操作開關(guān)結(jié)束后,檢查開關(guān)標(biāo)示在合或分位置上,同時也發(fā)出了開關(guān)分開或合上的聲響。操作人員很容易產(chǎn)生開關(guān)已操作到位的錯覺。其實(shí)開關(guān)在發(fā)出聲響的瞬間由于軸承的破裂,開關(guān)仍然處在原來位置。軸承屬操作機(jī)構(gòu)的內(nèi)部件,平時檢查也不在此范圍。
其二由于隔離刀閘并聯(lián)弧觸頭和撞塊的燒毀,導(dǎo)致單相分、合失靈,也有可能影響三相分、合不到位,但它的指示標(biāo)識會在分或合的位置上,給操作人員帶來了視覺觀察上錯覺。
開關(guān)的分與合不到位給安全生產(chǎn)帶來了很大的影響,同時也留下了事故的隱患。像這類設(shè)備故障由于涉及線路停送電,極易造成人身傷亡事故。
4故障原因與整改措施
4.1故障原因
戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)故障的原因很多,從以上分析來看,總的有以下原因:一是在設(shè)備選材上存在一定的問題,如軸承外殼的破裂;二是設(shè)計(jì)上有不合理的一面,在手動操作時一人往往無法分、合閘,轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動不靈活;三是由于出廠說明書對該產(chǎn)品的維護(hù)要求不高,運(yùn)行單位忽略了對該開關(guān)的日常維護(hù)和檢修。
4.2運(yùn)行管理
一是要加強(qiáng)對#1桿高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)的巡視檢查,建立運(yùn)行管理檔案。
二是要加強(qiáng)運(yùn)行人員的培訓(xùn),提高其運(yùn)行人員的技術(shù)業(yè)務(wù)素質(zhì),及時召開運(yùn)行分析會對故障開關(guān)進(jìn)行分析,提出管理要求和操作上需注意的事項(xiàng),制定#1桿高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)的運(yùn)行規(guī)程。
4.2標(biāo)準(zhǔn)檢修
開展對#1桿高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)性檢修工作,根據(jù)設(shè)備規(guī)定的要求,縮短#1桿高壓負(fù)荷開關(guān)的檢修周期,每2年進(jìn)行一次檢修,特別是對操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械連鎖裝置和轉(zhuǎn)動軸承的檢查;加強(qiáng)對滅弧室的檢查與檢修。每5年要進(jìn)行一次大修,以確保該設(shè)備的安全運(yùn)行。
4.3及時更換
要做好#1桿高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)的輪換工作;在運(yùn)行巡視中發(fā)現(xiàn)有缺陷時,要及時更換,確保#1桿高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)處于健康的運(yùn)行狀態(tài)之中。
4.4設(shè)備替換
FW-12/630-16戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān),在近10年的使用過程中,發(fā)現(xiàn)的問題不少,特別是在操作分開時,不能有效的分開,在需合閘時,不能正確的合上,給安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的隱患。
為有效地防止FW-12/630-16戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)存在的不足問題,建議戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān),改為ZW6-12/630-16.20戶外真空斷路器。在實(shí)際使用中它的具有體積小、安裝方便,并具有斷路和隔離開關(guān)的雙重功效,其安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于FW-12/630-16戶外高壓負(fù)荷(隔離)開關(guān)。
論文摘要:通過在配套、工程、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及研發(fā)等多部門多方面的接觸和工作,并在工作中不斷地學(xué)習(xí)與積累大量的工作經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)就普遍存在電氣設(shè)備維修的方法與實(shí)踐上做一剖析闡述。
1電氣設(shè)備維修的十項(xiàng)原則
(1)先動口再動手:對于有故障的電氣設(shè)備,不應(yīng)急于動手,應(yīng)先詢問產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過及故障現(xiàn)象。對于生疏的設(shè)備,還應(yīng)先熟悉電路原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),遵守相應(yīng)規(guī)則。拆卸前要充分熟悉每個電氣部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關(guān)系,在沒有組裝圖的情況下,應(yīng)一邊拆卸,一邊畫草圖,并記上標(biāo)記。
(2)先外部后內(nèi)部:應(yīng)先檢查設(shè)備有無明顯裂痕、缺損,了解其維修史、使用年限等,然后再對機(jī)內(nèi)進(jìn)行檢查。拆前應(yīng)排除周邊的故障因素,確定為機(jī)內(nèi)故障后才能拆卸,否則,盲目拆卸,可能將設(shè)備越修越壞。
(3)機(jī)械后電氣:只有在確定機(jī)械零件無故障后,再進(jìn)行電氣方面的檢查。檢查電路故障時,應(yīng)利用檢測儀器尋找故障部位,確認(rèn)無接觸不良故障后,再有針對性地查看線路與機(jī)械的運(yùn)作關(guān)系,以免誤判。
(4)先靜態(tài)后動態(tài):在設(shè)備未通電時,判斷電氣設(shè)備按鈕、接觸器、熱繼電器以及保險絲的好壞,從而判定故障的所在。通電試驗(yàn),聽其聲、測參數(shù)、判斷故障,最后進(jìn)行維修。如在電動機(jī)缺相時,若測量三相電壓值無法著判別時,就應(yīng)該聽其聲,單獨(dú)測每相對地電壓,方可判斷哪一相缺損。
(5)先清潔后維修:對污染較重的電氣設(shè)備,先對其按鈕、接線點(diǎn)、接觸點(diǎn)進(jìn)行清潔,檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導(dǎo)電塵塊引起的。
(6)先電源后設(shè)備:電源部分的故障率在整個故障設(shè)備中占的比例很高,所以先檢修電源往往可以事半功倍。
(7)先普遍后特殊:因裝配配件質(zhì)量或其他設(shè)備故障而引起的故障,一般占常見故障的50%左右。電氣設(shè)備的特殊故障多為軟故障,要靠經(jīng)驗(yàn)和儀表來測量和維修。
(8)先后內(nèi)部:先不要急于更換損壞的電氣部件,在確認(rèn)設(shè)備電路正常時,再考慮更換損壞的電氣部件。
(9)先直流后交流:檢修時,必須先檢查直流回路靜態(tài)工作點(diǎn),再交流回路動態(tài)工作點(diǎn)。
(10)先故障后調(diào)試:對于調(diào)試和故障并存的電氣設(shè)備,應(yīng)先排除故障,再進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試必須在電氣線路速的前提下進(jìn)行。
2檢查方法和操作實(shí)踐
(1)直觀法直觀法是根據(jù)電器故障的外部表現(xiàn),通過看、聞、聽等手段,檢查、判斷故障的方法:①檢查步驟:調(diào)查情況:向操作者和故障在場人員詢問情況,包括故障外部表現(xiàn)、大致部位、發(fā)生故障時環(huán)境情況。如有無異常氣體、明火、熱源是否靠近電器、有無腐蝕性氣體侵入、有無漏水,是否有人修理過,修理的內(nèi)容等等。初步檢查:根據(jù)調(diào)查的情況,看有關(guān)電器外部有無損壞、連線有無斷路、松動,絕緣有無燒焦,螺旋熔斷器的熔斷指示器是否跳出,電器有無進(jìn)水、油垢,開關(guān)位置是否正確等。試車,通過初步檢查,確認(rèn)有會使故障進(jìn)一步擴(kuò)大和造成人身、設(shè)備事故后,可進(jìn)一步試車檢查,試車中要注意有無嚴(yán)重跳火、異常氣味、異常聲音等現(xiàn)象,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即停車,切斷電源。注意檢查電器的溫升及電器的動作程序是否符合電氣設(shè)備原理圖的要求,從而發(fā)現(xiàn)故障部位。②檢查方法:觀察火花,電器的觸點(diǎn)在閉合、分?jǐn)嚯娐坊驅(qū)Ь€線頭松動時會產(chǎn)生火花,因此可以根據(jù)火花的有無、大小等現(xiàn)象來檢查電器故障。例如,正常緊固的導(dǎo)線與螺釘間發(fā)現(xiàn)有火花時,說明線頭松動或接觸不良。電器的觸點(diǎn)在閉合、分?jǐn)嚯娐窌r跳火說明電路通,不跳火說明電路不通。控制電動機(jī)的接觸器主觸點(diǎn)兩相有火花、一相無火花時,表明無火花的一相觸點(diǎn)接觸不良或這一相電路斷路;三相中兩相的火花比正常大,別一相比正常小,可初步判斷為電動機(jī)相間短路或接地;三相火花都比正常大,可能是電動機(jī)過載或機(jī)械部分卡住。在輔助電路中,接觸器線圈電路通電后,銜鐵不吸合,要分清是電路斷路還是接觸器機(jī)械部分卡住造成的。可按一下啟動按鈕,如按鈕常開觸點(diǎn)閉合位置斷開時有輕微的火花,說明電路通路,故障在接觸器的機(jī)械部分;如觸點(diǎn)間無火花,說明電路是斷路。動作程序:電器的動作程序應(yīng)符合電氣說明書和圖紙的要求。如某一電路上的電器動作過早、過晚或不動作,說明該電路或電器有故障。另外,還可以根據(jù)電器發(fā)出的聲音、溫度、壓力、氣味等分析判斷故障。運(yùn)用直觀法,不但可以確定簡單的故障,還可以把較復(fù)雜的故障縮小到較小的范圍。
(2)測量電壓法測量電壓法是根據(jù)電器的供電方式,測量各點(diǎn)的電壓值與電流值并與正常值比較。具體可分為分階測量法、分段測量法和點(diǎn)測法。
(3)測電阻法可分為分階測量法和分段測量法。這兩種方法適用于開關(guān)、電器分布距離較大的電氣設(shè)備。
(4)對比、置換元件、逐步開路(或接入)法。①對比法:把檢測數(shù)據(jù)與圖紙資料及平時記錄的正常參數(shù)相比較來判斷故障。對無資料又無平時記錄的電器,可與同型號的完好電器相比較。電路中的電器元件屬于同樣控制性質(zhì)或多個元件共同控制同一設(shè)備時,可以利用其他相似的或同一電源的元件動作情況來判斷故障。②置轉(zhuǎn)換元件法:某些電路的故障原因不易確定或檢查時間過長時,但是為了保證電氣設(shè)備的利用率,可轉(zhuǎn)換同一相性能良好的元器件實(shí)驗(yàn),以證實(shí)故障是否由此電器引起。運(yùn)用轉(zhuǎn)換元件法檢查時應(yīng)注意,當(dāng)把原電器拆下后,要認(rèn)真檢查是否已經(jīng)損壞,只有肯定是由于該電器本身因素造成損壞時,才能換上新電器,以免新?lián)Q元件再次損壞。③逐步開路(或接入)法:多支路并聯(lián)且控制較復(fù)雜的電路短路或接地時,一般有明顯的外部表現(xiàn),如冒煙、有火花等。電動機(jī)內(nèi)部或帶有護(hù)罩的電路短路、接地時,除熔斷器熔斷外,不易發(fā)現(xiàn)其他外部現(xiàn)象。這種情況可采用逐步開路(或接入)法檢查。逐步開路法:遇到難以檢查的短路或接地故障,可重新更換熔體,把多支路交聯(lián)電路,一路一路逐步或重點(diǎn)地從電路中斷開,然后通電試驗(yàn),若熔斷器一再熔斷,故障就在剛剛斷開的這條電路上。然后再將這條支路分成幾段,逐段地接入電路。當(dāng)接入某段電路時熔斷器又熔斷,故障就在這段電路及某電器元件上。這種方法簡單,但容易把損壞不嚴(yán)重的電器元件徹底燒毀。逐步接入法:電路出現(xiàn)短路或接地故障時,換上新熔斷器逐步或重點(diǎn)地將各支路一條一條的接入電源,重新試驗(yàn)。當(dāng)接到某段時熔斷器又熔斷,故障就在剛剛接入的這條電路及其所包含的電器元件上。
論文摘要:針對高壓電纜接頭故障進(jìn)行綜析,并就各類原因提出改進(jìn)措施和防范對策。
一、前言
在鐵路供電網(wǎng)路中交聯(lián)電纜接頭狀況,對供電安全是非常重要的。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明,在大多數(shù)情況下是可以隨電纜長期等效使用的。交聯(lián)電纜由于載流能力強(qiáng),電流密度大,對導(dǎo)體連接質(zhì)量要求就更為嚴(yán)格。對接頭所要求機(jī)械的電氣的條件越來越高,特別是輸配電電纜,各種接頭將經(jīng)受很大的熱應(yīng)力和較長持續(xù)時間的短路電流的影響。
所以,交聯(lián)電纜附件也不是附屬的,更不是次要的部件,它與電纜是同等重要,是必不可少的部件,也是與安全運(yùn)行密切相關(guān)的關(guān)鍵產(chǎn)品。
二、交聯(lián)電纜接頭故障原因綜析
交聯(lián)電纜接頭故障原因,由于電纜附件種類、形式、規(guī)格、質(zhì)量以及施工人員技術(shù)水平高低等因素的影響,表現(xiàn)出不同的現(xiàn)象。另外,電纜接頭運(yùn)行方式和條件各異,致使交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障的原因各不相同。交聯(lián)電纜允許在較高溫度下運(yùn)行,對電纜接頭的要求較高,使接頭發(fā)熱問題就顯得更為突出。接觸電阻過大,溫升加快,發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚,氧化膜加厚又使接觸電阻更大,溫升更快。如此惡性循環(huán),使接頭的絕緣層破壞,形成相間短路,引起爆炸燒毀。由此可見,接觸電阻增大、接頭發(fā)熱是造成電纜故障的主要原因。造成接觸電阻增大的原因有以下幾點(diǎn):
1、工藝不良。主要是指電纜接頭施工人員在導(dǎo)體連接前后的施工工藝。
2、連接金具接觸面處理不好。無論是接線端子或連接管,由于生產(chǎn)或保管的條件影響,管體內(nèi)壁常有雜質(zhì)、毛刺和氧化層存在,這些不為人們重視的缺陷,對導(dǎo)體連接質(zhì)量有著重要影響。特別是鋁表面極易生成一層堅(jiān)硬而又絕緣的氧化鋁薄膜,使鋁導(dǎo)體的連接要比銅導(dǎo)體的連接增加不少難度,工藝技術(shù)的要求也要高得多。不嚴(yán)格按工藝要求操作,就會造成連接處達(dá)不到規(guī)定的電氣和機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)際運(yùn)行證明,當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔,在接頭溫度升高時,所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄,接觸電阻Rt就愈小。
3、導(dǎo)體損傷。交聯(lián)絕緣層強(qiáng)度較大剝切困難,環(huán)切時施工人員用電工刀環(huán)剝,有時用鋼鋸環(huán)切深痕,因掌握不好而使導(dǎo)線損傷。在線芯彎曲和壓接蠕動時,會造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂,壓接完畢不易發(fā)現(xiàn),因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。
4、導(dǎo)體連接時線芯不到位。導(dǎo)體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm,但因零件孔深不標(biāo)準(zhǔn),易造成剝切長度不夠,或因壓接時串位使導(dǎo)線端部形成空隙,僅靠金具壁厚導(dǎo)通,致使接觸電阻Rt增大,發(fā)熱量增加。
5、壓力不夠。現(xiàn)今有關(guān)資料在制作接頭工藝及標(biāo)準(zhǔn)圖中只提到電纜連接時每端的壓坑數(shù)量,而沒有詳述壓接面積和壓接深度。施工人員按要求壓夠壓坑數(shù)量,效果如何無法確定。不論是哪種形式的壓力連接,接頭電阻主要是接觸電阻,而接觸電阻的大小與接觸力的大小和實(shí)際接觸面積的多少有關(guān),還與使用壓接工具的出力噸位有關(guān)。
6、壓接機(jī)具壓力不足。壓接機(jī)具生產(chǎn)廠家較多,管理混亂,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有些機(jī)械壓鉗,壓坑不僅窄小,而且壓接到位后上下壓模不能吻合;還有一些廠家購買或生產(chǎn)國外類型壓鉗,由于執(zhí)行的是國外標(biāo)準(zhǔn),與國產(chǎn)導(dǎo)線標(biāo)稱截面不適應(yīng),壓接質(zhì)量難以保證。
7、連接金具空隙大。現(xiàn)在,多數(shù)單位交聯(lián)電纜接頭使用的連接金具,還是油紙電纜按扇型導(dǎo)線生產(chǎn)的端子和壓接管。從理論上講圓型和扇型線芯的有效截面是一樣的,但從運(yùn)行實(shí)際比較,二者的壓接效果相差甚遠(yuǎn)。由于交聯(lián)電纜導(dǎo)體是緊絞的圓型線芯,與常用的金具內(nèi)徑有較大的空隙,壓接后達(dá)不到足夠的壓縮力。接觸電阻Tt與施加壓力成反比,因此將導(dǎo)致Rt增大。
8、產(chǎn)品質(zhì)量差。假冒偽劣金具不僅材質(zhì)不純,外觀粗糙,壓后易出現(xiàn)裂紋,而且規(guī)格不標(biāo)準(zhǔn),有效截面與正品相差很大,根本達(dá)不到壓接質(zhì)量要求;在正常情況下運(yùn)行發(fā)熱嚴(yán)重,負(fù)荷稍有波動必然發(fā)生故障。
9、截面不足。以ZQ-3×240油紙銅芯電纜和YJV22-3×150交聯(lián)銅芯電纜為例,在環(huán)境溫度為25℃時,將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量進(jìn)行比較得出的結(jié)論是:ZQ2一3×240油紙銅芯電纜可用YJV22-3×150交聯(lián)銅芯電纜替代。因?yàn)閅JV22-3×150交聯(lián)電纜的允許載流量為476A;而ZQ2-3×240油紙電纜的允許載流量為420A還超出47A。如果用允許載流量計(jì)算,150平方毫米交聯(lián)電纜與240平方毫米油紙電纜基本相同,或者說150平方毫米交聯(lián)電纜應(yīng)用240平方毫米的金具連接才能正常運(yùn)行。由此可見連接金具截面不足將是交聯(lián)電纜接頭發(fā)熱嚴(yán)重的一個重要原因。
10、散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭,不僅繞包絕緣較電纜交聯(lián)絕緣層為厚,而且外殼內(nèi)還注有混合物,就是最小型式的熱縮接頭,其絕緣和保護(hù)層還比電纜本體增加一倍多,這樣無論何種型式的接頭均存在散熱難度。現(xiàn)行各種接頭的絕緣材料耐熱性能較差,J-20橡膠自粘帶正常工作溫度不超過75℃;J-30也才達(dá)90℃;熱縮材料的使用條件為-50~100℃。當(dāng)電纜在正常負(fù)荷運(yùn)行時,接頭內(nèi)部的溫度可達(dá)100℃;當(dāng)電纜滿負(fù)荷時,電纜芯線溫度達(dá)到90℃,接頭溫度會達(dá)140℃左右,當(dāng)溫度再升高時,接頭處的氧化膜加厚,接觸電阻Tt隨之加大,在一定通電時間的作用下,接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物,導(dǎo)致故障發(fā)生。
三、技術(shù)改進(jìn)措施
綜上所述增加連接金具接點(diǎn)的壓力、降低運(yùn)行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進(jìn)連接金具的結(jié)構(gòu)尺寸、選用優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的附件、嚴(yán)格施工工藝是降低接觸電阻Rt的幾個關(guān)鍵周素。提高交聯(lián)電纜接頭質(zhì)量的對策由于交聯(lián)電纜接頭所處的環(huán)境和運(yùn)行方式不同,所連接的電氣設(shè)備及位置不同,電纜附件在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及安裝工藝方面有很大的選擇余地,但各類附件所具備的基本性能是一致的。所以,應(yīng)從以下幾方面來提高接頭質(zhì)量:
1、選用技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠、能適應(yīng)所使用的環(huán)境和條件的電纜附件。對假冒偽劣產(chǎn)品必須堅(jiān)決抵制,對新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品應(yīng)重點(diǎn)試驗(yàn),不斷總結(jié)提高,逐年逐步推廣應(yīng)用。
2、采用材質(zhì)優(yōu)良、規(guī)格、截面符合要求,能安全可靠運(yùn)行的連接金具。對于接線端子,應(yīng)盡可能選用堵油型,因?yàn)檫@種端子一般截面較大,能減小發(fā)熱,而且還能有效的解決防潮密封。連接管應(yīng)采用紫銅棒或1#鋁車制加工,規(guī)格尺寸應(yīng)同交聯(lián)電纜線芯直徑配合為好。
3、選用壓接噸位大、模具吻合好、壓坑面積足、壓接效果能滿足技術(shù)要求的壓接機(jī)具。做好壓接前的截面處理,并涂敷導(dǎo)電膏。
4、培訓(xùn)技術(shù)有素、工藝熟練、工作認(rèn)真負(fù)責(zé),能勝任電纜施工安裝和運(yùn)行維護(hù)的電纜技工。提高施工人員對交聯(lián)電纜的認(rèn)識,增強(qiáng)對交聯(lián)電纜附件特性的了解。研究技術(shù),改進(jìn)工藝,制定施工規(guī)范,加強(qiáng)質(zhì)量控制,保證安全運(yùn)行。
四、結(jié)束語
1.1早期監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行時間過長監(jiān)測站點(diǎn)中2007年建設(shè)的站點(diǎn)占所有監(jiān)測站點(diǎn)的半數(shù)以上,設(shè)備到現(xiàn)在已運(yùn)行7年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電子設(shè)備平均壽命,監(jiān)測主機(jī)、解調(diào)/解擾設(shè)備、監(jiān)測板卡等硬件持續(xù)老化,突發(fā)性故障多發(fā),導(dǎo)致故障率不斷升高而且故障點(diǎn)分散性、隨機(jī)性強(qiáng),維護(hù)難度大。
1.2模擬及部分?jǐn)?shù)字監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備架構(gòu)落后通過圖1可以發(fā)現(xiàn),所有模擬監(jiān)測站點(diǎn)及部分?jǐn)?shù)字監(jiān)測站點(diǎn)采用半嵌入式結(jié)構(gòu),存儲及各種軟件運(yùn)行均依賴監(jiān)測主機(jī),多個可能的故障環(huán)節(jié)集中到工控機(jī)本身,工控機(jī)自身的故障多發(fā)導(dǎo)致設(shè)備故障率升高,同時給故障分析及故障環(huán)節(jié)定位帶來較大困難,不易進(jìn)行有針對性的維護(hù)。
1.3多個廠商設(shè)備共存數(shù)字監(jiān)測站點(diǎn)共采用三個生產(chǎn)廠家的設(shè)備,每個廠家的設(shè)備架構(gòu)和組成都不一樣,底層運(yùn)行協(xié)議及系統(tǒng)軟件均不同,雖然接口協(xié)議都符合總局標(biāo)準(zhǔn)及招標(biāo)需求,但兼容性仍然不夠理想,增加了維護(hù)難度。
2常見故障分析及故障處理流程
根據(jù)監(jiān)測站點(diǎn)的特點(diǎn)及日常維護(hù)工作總結(jié),常見故障現(xiàn)象主要分為三大類,即網(wǎng)絡(luò)故障、軟件故障、硬件故障。
2.1網(wǎng)絡(luò)故障
2.1.1交換機(jī)及網(wǎng)線包括交換機(jī)電源故障、交換模塊故障、交換機(jī)配置文件損壞及網(wǎng)線松動等,交換機(jī)及網(wǎng)線故障一般不易遠(yuǎn)程判斷,主要依靠站點(diǎn)代維人員通過觀察交換機(jī)指示燈及電源指示燈來判斷,通常需要更換交換機(jī)。
2.1.2協(xié)議轉(zhuǎn)換器江蘇省廣播電視監(jiān)測網(wǎng)采用省廣電干線網(wǎng)SDH進(jìn)行三級組網(wǎng),現(xiàn)仍有8個地市的區(qū)縣采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器(光電轉(zhuǎn)換)實(shí)現(xiàn)2M數(shù)據(jù)鏈路傳輸,協(xié)議轉(zhuǎn)換器成對使用,市、縣任何一端出現(xiàn)故障都會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)異常,多數(shù)網(wǎng)絡(luò)故障都是由于協(xié)議轉(zhuǎn)換器的電源適配器損壞,協(xié)轉(zhuǎn)無法工作所致,需依靠站點(diǎn)代維人員輔助判斷,一般要更換協(xié)轉(zhuǎn)電源適配器。
2.1.3數(shù)據(jù)傳輸鏈路較少發(fā)生故障,如果排除上述兩個環(huán)節(jié),就要考慮SDH傳輸鏈路中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,需聯(lián)系各相關(guān)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房網(wǎng)管或技術(shù)員幫助排查解決。
2.2硬件設(shè)備類故障
2.2.1電源包括遠(yuǎn)程電源管理器故障、管理模塊故障、解調(diào)器電源模塊故障、場強(qiáng)儀電源模塊故障、板卡箱電源模塊故障、主機(jī)電源故障及電源線脫落等,在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下可通過PING命令初步判斷各個設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行初步排除,結(jié)合遠(yuǎn)程維護(hù)軟件和站點(diǎn)人員現(xiàn)場查看確定故障環(huán)節(jié),日常維護(hù)中主要以電源管理器及解調(diào)器電源模塊故障較多見。
2.2.2硬盤包括系統(tǒng)硬盤及陣列硬盤故障,系統(tǒng)硬盤故障及主機(jī)上的陣列硬盤一般遠(yuǎn)程無法直接判斷,都會導(dǎo)致主機(jī)無法啟動或自檢失敗,遠(yuǎn)程只能判斷出該站點(diǎn)主機(jī)是否通訊正常,需站點(diǎn)代維人員協(xié)助判斷。存儲器硬盤故障可通過存儲器管理口遠(yuǎn)程判斷,存儲器硬盤可以快遞備品到站點(diǎn)并由站點(diǎn)人員代換,中心維護(hù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程配置,主機(jī)內(nèi)硬盤必須現(xiàn)場更換并重新安裝系統(tǒng)或重做陣列,在維護(hù)中最耗時。
2.2.3風(fēng)扇包括CPU風(fēng)扇及機(jī)箱散熱風(fēng)扇故障,風(fēng)扇故障一般是由于運(yùn)行時間過長或機(jī)房環(huán)境較差導(dǎo)致風(fēng)扇停轉(zhuǎn),風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的直接影響就是CPU無法工作致主機(jī)無法啟動或啟動后短時間內(nèi)又自動關(guān)機(jī),機(jī)箱散熱風(fēng)扇故障極易導(dǎo)致硬盤、顯卡、監(jiān)測板卡等過熱,設(shè)備壽命縮短。風(fēng)扇故障需要現(xiàn)場拆機(jī)判斷及更換。
2.2.4監(jiān)測板卡包括主機(jī)內(nèi)的模擬監(jiān)測板卡及數(shù)字嵌入式板卡故障,主要是由于板卡工作時間過長導(dǎo)致老化損壞,驅(qū)動無法加載,視頻無法采集,中心無法觀看視頻,可以通過遠(yuǎn)程控制軟件訪問主機(jī)查看板卡狀態(tài)。模擬監(jiān)測板卡單塊損壞會導(dǎo)致所有板卡驅(qū)動無法加載,需及時更換,數(shù)字監(jiān)測板卡每塊對應(yīng)一個IP流輸出,個別板卡故障不影響基本監(jiān)測。
2.3軟件故障
2.3.1操作系統(tǒng)包括操作系統(tǒng)崩潰及系統(tǒng)假死,系統(tǒng)崩潰主要是由于系統(tǒng)運(yùn)行時間過長或頻繁斷電重啟造成系統(tǒng)內(nèi)核文件損毀,常見于LINUX操作系統(tǒng)的監(jiān)測站點(diǎn);系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的系統(tǒng)垃圾文件及監(jiān)測軟件中的日志文件過大容易導(dǎo)致系統(tǒng)盤空間被占滿,從而造成系統(tǒng)假死,多見于WINDOWS操作系統(tǒng)的監(jiān)測站點(diǎn)。系統(tǒng)假死可以通過遠(yuǎn)程訪問刪除垃圾文件解決,系統(tǒng)崩潰需要到站點(diǎn)現(xiàn)場更換系統(tǒng)硬盤或重裝操作系統(tǒng)。
2.3.2運(yùn)行軟件及配置文件包括軟件運(yùn)行異常及配置錯誤,軟件運(yùn)行異常主要由于運(yùn)行時間過長導(dǎo)致的進(jìn)程崩潰,看門狗軟件異常導(dǎo)致的軟件無法正常啟動及軟件版本不一致導(dǎo)致運(yùn)行異常。配置錯誤及參數(shù)設(shè)置不正確容易造成軟件通訊、解擾、解調(diào)、存儲、上報等功能無法正常實(shí)現(xiàn),兩種故障情況都主要依靠遠(yuǎn)程調(diào)試及配置來解決。
2.4信號問題
2.4.1信號中斷常見的原因主要有信號線在機(jī)房施工中圖被挖斷、信號線脫落、分配器故障、模擬停傳等,信號中斷情況并不多見,主要依靠站點(diǎn)維護(hù)人員代為排查并幫助恢復(fù)。
2.4.2授權(quán)及信源錯誤主要是智能卡授權(quán)到期未能及時續(xù)授權(quán)及信號源不是最新的用戶端信號,需要和站點(diǎn)所在地網(wǎng)絡(luò)公司進(jìn)行協(xié)調(diào)解決。
2.5故障處理的一般流程故障的處理要求準(zhǔn)確、高效、具體、有針對性,一般采通過用戶反饋和每日一報獲取故障信息及維護(hù)請求,維護(hù)人進(jìn)行簡單故障判斷、故障具體環(huán)節(jié)判斷和分析,根據(jù)判斷情況,優(yōu)先采用遠(yuǎn)程維護(hù),無法解決的在確定故障環(huán)節(jié)的情況下制定完善的維護(hù)計(jì)劃,做好現(xiàn)場維護(hù)及備件準(zhǔn)備。詳細(xì)故障處理流程見圖3。
3幾點(diǎn)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)
3.1充分發(fā)揮中心軟件中的狀態(tài)監(jiān)控功能中心軟件具有站點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)查看功能,該功能通過不同顏色表示不同的工作狀態(tài),根據(jù)狀態(tài)可以初步判定站點(diǎn)異常情況。比如紫色表示軟件工作異常,主機(jī)工作正常,可以通過遠(yuǎn)程訪問來查看具體情況并遠(yuǎn)程重啟計(jì)算機(jī)及軟件等;紅色表示主機(jī)通訊異常,無法上傳數(shù)據(jù),在網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程電源管理器正常的情況下通過中心軟件可以進(jìn)行遠(yuǎn)程斷電重啟設(shè)備。充分利用狀態(tài)監(jiān)控功能,能方便、快捷的處理一般簡單故障,也能更快的排除及定位故障環(huán)節(jié)。
3.2網(wǎng)絡(luò)故障環(huán)節(jié)的判斷要慎重網(wǎng)絡(luò)故障具體表現(xiàn)為站點(diǎn)所有設(shè)備都無法通訊,可能的原因多樣,故障環(huán)節(jié)的判斷較復(fù)雜,同時網(wǎng)絡(luò)故障有可能牽涉到第三方(網(wǎng)絡(luò)公司),所以對網(wǎng)絡(luò)故障環(huán)節(jié)判斷必須慎重,首先從站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如交換機(jī)、網(wǎng)線、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等入手,最后才考慮數(shù)據(jù)鏈路故障的可能,并請網(wǎng)絡(luò)公司人員幫助排查。
3.3用好遠(yuǎn)程維護(hù)的技術(shù)手段站點(diǎn)的維護(hù)工作主要依靠遠(yuǎn)程維護(hù),大部分的非硬件故障都可以通過遠(yuǎn)程解決,部分硬件故障也需要遠(yuǎn)程軟件來協(xié)助進(jìn)行故障分析和故障環(huán)節(jié)定位,因此要充分發(fā)揮遠(yuǎn)程維護(hù)技術(shù)手段在維護(hù)中的作用。我們采用的技術(shù)手段主要有三種:1.遠(yuǎn)程電源管理器、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程桌面控制軟件、遠(yuǎn)程訪問命令及軟件,監(jiān)測站點(diǎn)都配備遠(yuǎn)程電源管理器,通過WEB訪問或中心軟件可以方便的對電源管理器供電的設(shè)備進(jìn)行斷電重啟;2.計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程桌面控制軟件較常用的有VNC和PCANYWHERE,共同的特點(diǎn)是可以對固定IP的站點(diǎn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程訪問,遠(yuǎn)程桌面會顯示在主控計(jì)算機(jī)上,通過鼠標(biāo)、鍵盤實(shí)現(xiàn)對站點(diǎn)主機(jī)的操作,跟在現(xiàn)場操作一樣方便有效;3.對部分LINUX系統(tǒng)的站點(diǎn),還可以通過PUTY軟件和TELNET進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)核通過命令行方式進(jìn)行操作,適用于有一定LINUX系統(tǒng)基礎(chǔ)的技術(shù)人員。用好上述幾種遠(yuǎn)程技術(shù)手段,不僅能及時完成站點(diǎn)大部分日常維護(hù)工作,同時也可以和現(xiàn)場維護(hù)相結(jié)合,提高維護(hù)效率。
3.4備品備件充分,方案完善,預(yù)防突況監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行時間過長容易導(dǎo)致各種硬件故障,特別是采用工控機(jī)方式的站點(diǎn),主機(jī)內(nèi)部任何硬件的故障都可能導(dǎo)致主機(jī)無法啟動或頻繁死機(jī)現(xiàn)象,具體原因很難通過遠(yuǎn)程手段來判斷,同時突發(fā)性故障也較常見,因此在通過遠(yuǎn)程手段盡可能準(zhǔn)確的定位故障環(huán)節(jié)的同時,還要充分做好維護(hù)方案,盡可能詳細(xì)的考慮各種可能的突況,備品備件要準(zhǔn)備充分,風(fēng)扇、硬盤、內(nèi)存、電源、板卡等易損件必須常備。
3.5多依靠站點(diǎn)代維人員站點(diǎn)代維人員在維護(hù)中發(fā)揮著重要作用,特別是網(wǎng)絡(luò)故障及電源類故障特別需要依靠現(xiàn)場觀察來輔助定位故障環(huán)節(jié),部分不需拆機(jī)更換的備件也是快遞給站點(diǎn)代維人員并委托其更換,多數(shù)需要現(xiàn)場操作的簡單維護(hù)都可以由其代為完成,保持和站點(diǎn)代維人員的良好溝通并充分發(fā)揮其維護(hù)能力不僅能更快的排除及定位故障環(huán)節(jié),更能節(jié)省維護(hù)成本。
4改進(jìn)維護(hù)工作的幾點(diǎn)建議與思考
4.1促進(jìn)技術(shù)升級及設(shè)備更新
4.1.1加快設(shè)備更新加快嵌入式數(shù)字監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備的安裝及更換,盡快啟動模擬監(jiān)測設(shè)備向全嵌入式轉(zhuǎn)換,建設(shè)數(shù)字、模擬一體化的嵌入式監(jiān)測站點(diǎn),既能避免重復(fù)投入,又大大減少故障發(fā)生的幾率,也更加易于維護(hù)。
4.1.2推動SDH省市縣三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容與改造將現(xiàn)在的縣級站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸模式向以太網(wǎng)方式轉(zhuǎn)變,摒棄協(xié)議轉(zhuǎn)換器這個易發(fā)故障的環(huán)節(jié),部分提前轉(zhuǎn)換為以太接入的市縣運(yùn)行情況表明,網(wǎng)絡(luò)故障的幾率將大大降低。同時對網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行擴(kuò)容,以滿足監(jiān)測業(yè)務(wù)的快速發(fā)展的需求。
4.1.3制定系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范和接口標(biāo)準(zhǔn)建立一套適用于我省在建和已建監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)范和接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),方便現(xiàn)有及新建系統(tǒng)功能擴(kuò)展和在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上的業(yè)務(wù)擴(kuò)展,最終實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間互聯(lián)互通,站點(diǎn)設(shè)備和中心系統(tǒng)將在統(tǒng)一規(guī)范下相對獨(dú)立,不同廠商的設(shè)備在滿足該規(guī)范的條件下更好的兼容。
4.2改變維護(hù)方式及維護(hù)策略
4.2.1建立監(jiān)測站點(diǎn)設(shè)備信息與維護(hù)記錄數(shù)據(jù)庫根據(jù)機(jī)房環(huán)境、供電情況、設(shè)備清單、設(shè)備年份、設(shè)備狀態(tài)等信息建立監(jiān)測站點(diǎn)基本信息庫,并根據(jù)維護(hù)、巡檢情況對變化信息進(jìn)行反饋和更新,為數(shù)據(jù)分析、設(shè)備趨勢預(yù)測和定期維護(hù)計(jì)劃制定提供基礎(chǔ)。
4.2.2改變維護(hù)策略按照設(shè)備使用年限、工作環(huán)境、老化程度和故障頻次將設(shè)備維護(hù)級別分為三個級別。一級優(yōu)先級最高,設(shè)備年份最久,老化嚴(yán)重,故障隱患最大,二級次之,三級最低。根據(jù)級別分類,制定巡檢計(jì)劃,增加一級維護(hù)站點(diǎn)的巡檢次數(shù),對可能存在隱患的設(shè)備環(huán)境、板卡、硬盤、風(fēng)扇、系統(tǒng)等軟硬件環(huán)節(jié)進(jìn)行排查及提前更換,做到提前維護(hù),減少突發(fā)故障。
4.2.3簡化維護(hù)方式對所有監(jiān)測站點(diǎn)配置文件進(jìn)行備份,在對故障進(jìn)行詳細(xì)分析的前提下,更多采用整機(jī)更換的方式,始終保證數(shù)套完整監(jiān)測站點(diǎn)的備份,并根據(jù)監(jiān)
測站點(diǎn)設(shè)備信息庫的數(shù)據(jù)及配置文件,快速還原故障站點(diǎn)需要更換的設(shè)備或主機(jī),并遠(yuǎn)程指導(dǎo)站點(diǎn)維護(hù)人員代為更換。
4.3加強(qiáng)培訓(xùn)與溝通加強(qiáng)對我臺維護(hù)人員及站點(diǎn)代維人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn),重點(diǎn)提高我臺維護(hù)人員的故障分析、判斷、遠(yuǎn)程調(diào)試能力及現(xiàn)場維護(hù)水平;提高站點(diǎn)代維人員對站點(diǎn)設(shè)備構(gòu)成及工作原理的了解并熟悉常見故障現(xiàn)象,同時和站點(diǎn)代維人員加強(qiáng)溝通,建立良好的合作關(guān)系。
5結(jié)束語
【論文摘要】:文章對變頻器常見干擾故障進(jìn)行了分析總結(jié),并提出了相應(yīng)的解決對策。
1.引言
變頻器作為一種高效節(jié)能的電機(jī)調(diào)速裝置,因其較高的性能價格比,在工廠得到了越來越廣泛的應(yīng)用。眾所周知,變頻器是由整流電路、濾波電路、逆變電路組成。其中整流電路和逆變電路中均使用了半導(dǎo)體開關(guān)元件,在控制上則采用的是PWM控制方式,這就決定了變頻器的輸入、輸出電壓和電流除了基波之外,還含有許多的高次諧波成分。這些高次諧波成分將會引起電網(wǎng)電壓波形的畸變,產(chǎn)生無線電干擾電波,它們對周邊的設(shè)備、包括變頻器的驅(qū)動對象--電動機(jī)帶來不良的影響。同時由于變頻器的使用,電網(wǎng)電源電壓中會產(chǎn)生高次諧波的成分,電網(wǎng)電源內(nèi)有晶閘管整流設(shè)備工作時,會引導(dǎo)電源波形產(chǎn)生畸形。另外,由于遭受雷擊或電源變壓器的開閉,電功率用電器的開閉等,產(chǎn)生的浪涌電壓,也將使電源波形畸變,這種波形畸變的電網(wǎng)電源給變頻器供電時,又將對變頻器產(chǎn)生不良影響。文章對于上述現(xiàn)象進(jìn)行了分析并提出了降低這些不良影響的措施。
2.外界對變頻器的干擾
供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電;浪涌、跌落;尖峰電壓脈沖;射頻干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網(wǎng)的諧波干擾后若不加處理,電網(wǎng)噪聲就會通過電網(wǎng)的電源電路干擾變頻器。變頻器的輸入電路側(cè),是將交流電壓變成直流電壓。這就是常稱為"電網(wǎng)污染"的整流電路。由于這個直流電壓是在被濾波電容平滑之后輸出給后續(xù)電路的,電源供給變頻器的實(shí)際上是濾波電容的充電電流,這就使輸入電壓波形產(chǎn)生畸變。
(1)電網(wǎng)中存在各種整流設(shè)備、交直流互換設(shè)備、電子電壓調(diào)整設(shè)備,非線性負(fù)載及照明設(shè)備等大量諧波源
電源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有這些負(fù)荷都使電網(wǎng)中的電壓、電流產(chǎn)生波形畸變,從而對電網(wǎng)中其它設(shè)備產(chǎn)生危害的干擾。例如:當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有較大容量的晶閘管換流設(shè)備時,因晶閘管總是在每相半周期內(nèi)的部分時間內(nèi)導(dǎo)通,故容易使網(wǎng)絡(luò)電壓出現(xiàn)凹口,波形嚴(yán)重失真。它使變頻器輸入側(cè)的整流電路有可能因出現(xiàn)較大的反向回復(fù)電壓而受到損害,從而導(dǎo)致輸入回路擊穿而燒毀。
(2)電力補(bǔ)償電容對變頻器的干擾
電力部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的要求,為此,許多用戶都在變電所采用集中電容補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣吖β室驍?shù)。在補(bǔ)償電容投入或切出的暫態(tài)過程中,網(wǎng)絡(luò)電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值,其結(jié)果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。
(3)電源輻射傳播的干擾信號
電磁干擾(EMI),是外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾,通常是通過電路傳導(dǎo)和以場的形式傳播的[2]即以電磁波方式向空中幅射,其輻射場強(qiáng)取決于干擾源的電流強(qiáng)度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發(fā)射頻率。
對于(1)、(2)兩項(xiàng)產(chǎn)生的干擾抑制可以在變頻器輸入電路中,串入交流電抗器,它對于基波頻率下的阻抗是微不足道的。但對于頻率較高的高頻干擾信號來說,呈現(xiàn)很高的阻抗,能有效地抑制干擾的作用。對于(3)項(xiàng)的干擾信號主要通過吸收方式來削弱。變頻器電源輸入端,通常都加有吸收電容。也可以再加上專用的"無線電干擾濾器",來進(jìn)一步削弱干擾信號。
3.變頻器對周邊設(shè)備的干擾及對策
上面已經(jīng)講過變頻器能使輸入電源電壓產(chǎn)生高次諧波。同時,變頻器的輸出電壓和電流除了基波之外,還含有許多高次諧波的成分,它們將以各種方式把自己的能量傳播出去,這些高次諧波對周圍設(shè)備帶來不良的影響。其中,供電電源的畸變,使處于同一供電電源的其他設(shè)備出現(xiàn)誤動作,過熱、噪聲和振動;產(chǎn)生的無線干擾電波給變頻器周圍的電視機(jī)、收音機(jī)、手機(jī)等無線電接收裝置帶來干擾,嚴(yán)重時不能正常工作;對變頻器的外部控制信號產(chǎn)生干擾,這些控制信號受干擾后,就不能準(zhǔn)確、正常地控制變頻器運(yùn)行,使被變頻器驅(qū)動的電動機(jī)產(chǎn)生噪音,振動和發(fā)熱現(xiàn)象。
(1)對接在同一電源設(shè)備帶來的干擾
當(dāng)變頻器的容量較大時,將使網(wǎng)絡(luò)電壓產(chǎn)生畸變,通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾傳入其它電路。消除或削弱對接在同一電源的設(shè)備帶來的干擾,可以將變頻器的輸入端串入交流電抗器,在變頻器的整流側(cè)插入直流電抗器。也可以在變頻器電源輸入端插入濾波器,如下圖1所示:
LC濾波器是被動濾波器,它由電抗和電容組成對高次諧波的共振回路,從而達(dá)到吸收高次諧波的目的。有源濾波器的工作原理是:通過對電流中高次諧波進(jìn)行檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果,輸入與高次諧波成分相位相反的電流來削弱高次諧波的目的。
(2)對于產(chǎn)生的無線電干擾波
目前,變頻器絕大部分是采用PWM控制方法。變頻器輸出信號是高頻的開關(guān)信號,在變頻器的輸出電壓、輸出電流中含有高次諧波,通過靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng),產(chǎn)生無線電干擾波。這些干擾波有的通過電線傳導(dǎo),有些輻射至空中的電磁波和電場直接輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣,變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。
電線傳導(dǎo)的無線電干擾波的抑制,可以采用噪聲濾波變壓器,對高次諧波形成絕緣;插入電抗器,以提高對高次諧波成分的阻抗,在變頻器的輸入端插入濾波器。
輻射無線電干擾波的抑制,較傳導(dǎo)無線電干擾波要困難一些。這種無線電干擾的大小,決定于安裝變頻器設(shè)備本身的結(jié)構(gòu),和電動機(jī)電纜線長短等許多因素有關(guān)。可以盡量縮短電動機(jī)電線,電線采用雙絞措施,減少阻抗;變頻器輸入、輸出線裝入鐵管屏蔽;將變頻器機(jī)殼良好地接;變頻器輸入、輸出端串接電抗器,插入濾波器。
(3)對于產(chǎn)生的噪聲干擾
由于變頻器采用了PWM控制方式,變頻器的輸出電壓波形不是正弦波,通過電動機(jī)的電流也難免含有許多諧波。變頻器輸出的諧波頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率的共振,在轉(zhuǎn)子固有頻率附近的噪聲增大,變頻器輸出的諧波分量使鐵心、機(jī)殼、軸架等諧波在其固有頻率附近的噪聲增大。因此,利用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時,電動機(jī)繞組和鐵芯由于諧波的成分而產(chǎn)生噪聲。
下圖2是電動機(jī)采用變頻器驅(qū)動和采用電網(wǎng)電源直接驅(qū)動時的噪音比較。通常,采用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動時,電動機(jī)產(chǎn)生的噪音要比電網(wǎng)電源直接驅(qū)動產(chǎn)生的噪音高出5~10dB。
對于噪音的抑制可以采取的措施為:
①選用以IGBT等為逆變模塊的載波頻率較高的低噪音變頻器。選用變頻器專用電動機(jī),在變頻器與電動機(jī)之間串入電抗器,以減少PWM控制方式產(chǎn)生的高次諧波。
②在變頻器與電動機(jī)之間插入可以將輸出波形轉(zhuǎn)換成正弦波的濾波器。
③選用低噪音的電抗器。
(4)對于產(chǎn)生的振動干擾
采用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時,同噪音相同的原因,會使電動機(jī)產(chǎn)生振動。特別是較低階的高次諧波所產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩,給電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出帶來較大的振動。若機(jī)械系統(tǒng)與這種振動發(fā)生共振時,其振動就更為嚴(yán)重。
通常可以采取以下措施減小振動:
①強(qiáng)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛性,將剛性連接改為強(qiáng)性連接。
②在變頻器與電動機(jī)之間串入電抗器
③降低變頻器的輸出壓頻比。
④改變變頻器的載波頻率。
在變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速過程中,如果調(diào)速范圍較大時,應(yīng)先測到機(jī)械系統(tǒng)的共振頻率,然后利用變頻器的頻率跳躍功能,避開這些共振頻率。如果轉(zhuǎn)距有余量,可以將U/f給定小些。
(5)對于導(dǎo)致控制部件電動機(jī)過熱的干擾
采用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制,由于高次諧波的原因,即使是對同一電動機(jī),在同一頻率下運(yùn)行,電動機(jī)也將增加5%~10%的電流。電動機(jī)溫度自然會提高。此外,普通電動機(jī)的冷卻風(fēng)扇安裝在電動機(jī)軸上的,在連續(xù)進(jìn)行低速運(yùn)行時,由于自身的冷卻風(fēng)扇的冷卻能力不足,而出現(xiàn)電動機(jī)過熱現(xiàn)象。
電動機(jī)過熱的對策有以下幾種:
①為電動機(jī)另配冷卻風(fēng)扇,改自冷式為他冷式。增加低速運(yùn)行時的冷卻能力。
②選用較大容量的電動機(jī)。
③改用變頻器專用電動機(jī)。
④改變調(diào)速方案,避免電動機(jī)連續(xù)低速運(yùn)行。
隨著工廠電氣自動化程度的提高,各種干擾也日益增多,只有對變頻器的干擾問題有深入的認(rèn)識,并采取相應(yīng)的處理措施,才能夠減少彼此之間的相互危害,更大程度的確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行和設(shè)備的穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)