電氣設(shè)備故障診斷“六診法”的實(shí)際應(yīng)用-電氣維修論文發(fā)表

摘要：本文介紹了在生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中，電氣設(shè)備發(fā)生故障后，應(yīng)用過(guò)“六診法”，即口問(wèn)、眼看、耳聽(tīng)、鼻聞、手摸、表測(cè)的六法，準(zhǔn)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(jì)損失，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保障安全生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：故障；六診法; 測(cè)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(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(tīng)、鼻聞、手摸、表測(cè)六種。通過(guò)“問(wèn)、看、聽(tīng)、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(chēng)為感官診斷，又稱(chēng)直觀檢查法。[1] “表測(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(xún)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(xún)問(wèn)具體使用情況，是否未運(yùn)行就不能開(kāi)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(xún)問(wèn)故障歷史等等。
   2．眼看
（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(xiàn)和線(xiàn)圈有無(wú)燒傷、燒焦、短路、開(kāi)路，機(jī)械部分有無(wú)損壞以及開(kāi)關(guān)、刀閘、按鈕、插接線(xiàn)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(chē)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(xiàn)圈是否有斷路現(xiàn)象即可。
（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(xiàn)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(kāi)觸點(diǎn)無(wú)法吸合或接觸器KM2的輔助常開(kāi)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(kāi)等原因。
3．耳聽(tīng)
耳聽(tīng)就是細(xì)聽(tīng)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(tīng)往往能夠區(qū)分它和正常運(yùn)行時(shí)噪聲的區(qū)別。在線(xiàn)路還能運(yùn)行和不損壞設(shè)備的前提下，可通電試車(chē)，細(xì)聽(tīng)電動(dòng)機(jī)、繼電器和接觸器的聲音是否正常；接觸器線(xiàn)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(tīng)覺(jué)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(kāi)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(xiàn)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(kāi)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(xiàn)圈表面，感覺(jué)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(xiàn)，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(jué)和具體程度。[3]
表1手感溫法估計(jì)電動(dòng)機(jī)外殼溫度
溫度（℃） 感覺(jué) 具體程度
85~90 過(guò)熱 不能碰，因條件反射瞬間縮回
80 擔(dān)心電機(jī)壞 手背不能碰，手指勉強(qiáng)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(zhǎng)久觸及，長(zhǎng)時(shí)間手背變紅
45 暖和 手背觸及時(shí)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(jué)稍冷
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)法有幾下幾種。
（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(kāi)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(kāi)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。
①電壓分階測(cè)量法
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
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(xiàn)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(kāi)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(kāi)或連線(xiàn)斷線(xiàn)?？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(xiàn)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。
表2    電壓分階測(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)
故障現(xiàn)象 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 故障點(diǎn)
L1-N之間電壓為電源電壓220V，按下SB3不放時(shí)，KM1線(xiàn)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(méi)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(xiàn)圈斷路
②電壓分段測(cè)量法
          
圖3  電壓分段測(cè)量法                圖4  電阻分階測(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(xiàn)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€(xiàn)，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(xiàn)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。
表3    電壓分段測(cè)量法所測(cè)電壓值及故障點(diǎn)
故障現(xiàn)象 L1-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-N 故障點(diǎn)
L1-N之間電壓為220V電源電壓，按下SB3不放時(shí)，KM1線(xiàn)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(méi)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(xiàn)圈斷路
 0 0 0 0 0 0 0 220V FU2熔體熔斷
（2）測(cè)量電阻法
電阻法測(cè)量故障是斷開(kāi)電源后，測(cè)量電機(jī)、線(xiàn)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(xiàn)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]
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(xiàn)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。
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(kāi)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(xiàn)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(kāi)路或?qū)Ь€(xiàn)斷開(kāi)。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)
故障現(xiàn)象 N-1 N-2 N-3 N-4 N-5 N-6 N-7 故障點(diǎn)
按下SB3不放時(shí)，
L1-N之間電阻為無(wú)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(méi)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(xiàn)圈斷路
備注：假設(shè)接觸器線(xiàn)圈電阻為500Ω。
②電阻分段測(cè)量法
 
圖5   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(xiàn)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€(xiàn)斷路。見(jiàn)表5。
表5   電阻分段測(cè)量法所測(cè)電阻值及故障點(diǎn)
故障現(xiàn)象 測(cè)量點(diǎn) 電阻值 故 障 點(diǎn)
按下SB2，L1-N之間電阻為無(wú)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(méi)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(xiàn)圈斷路
 7-N ∞ FU2熔體熔斷
（3）測(cè)量電流法
通過(guò)測(cè)量線(xiàn)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(chēng)，以檢查電動(dòng)機(jī)出力狀況，運(yùn)行情況，以及發(fā)生異?，F(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]
（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(kāi)電源后，用兆歐表測(cè)量電氣元件和線(xiàn)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(xiàn)與中線(xiàn)、相線(xiàn)與地、相線(xiàn)與相線(xiàn)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。
表6     低壓電機(jī)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(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。
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。

參考文獻(xiàn)：
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