建筑机电设备故障诊断与维护保养方法探讨

许小云 （福建省第五建筑工程公司，福建 泉州 362000）

0 前言

机电设备一般指机械、电器及电气自动化设备，在建筑中一般指除土工、木工、钢筋、泥水之外的机械、管道设备，与五金概念不同，机电设备多指能实现一定功能的成品机器。现代建筑工业在社会生产活动中的价值突出，建筑机电设备的数目、类别也因此大为丰富，在实际工作中，各类机电设备可能由于种种原因出现故障，影响生产作业，甚至带来安全隐患和事故，对此加以分析十分必要。

1 建筑机电设备故障诊断

1.1 建筑机电设备常见故障

机电设备故障情况虽然较多，但类型可以简单划分为机械故障、老化故障、破坏故障3种，机械故障是指内部构件出现位移、精度不高以及电流电压变化大导致的故障。老化故障是指机械设备长期使用后出现的设备、部件周期性磨损，这一问题通常难以避免。破坏故障是指设备在常规状态下遭遇较大外荷载和冲击破坏。比如用于建筑钻孔作业的电动锯，锯条需要定期检修，否则工作效率无法保证，存放时还要确保远离水源，防止造成进水短路问题，工作参数方面要精准把控，根据施工类型设定工作速度，上述任何环节出现问题，都可能导致故障。

1.2 机电设备常见故障的诊断

目前建筑机电设备的故障诊断包括经验式诊断（也称观察诊断）、现场拆卸诊断、智能诊断3种方式。经验式诊断是目前较为常用的非常规诊断方法，该方式是利用大部分机电设备工作模式化的特点，根据其工作中的异常判断故障类型，如机电一体化设备，在常规作业中发出较大的噪声，可以判断其齿轮啮合、轴承润滑等工作出现问题，给予针对性的处理往往能够快速解决，但经验式诊断带有一定的盲目性，一般不建议广泛应用。现场拆卸诊断是一种较为科学的诊断方式，该方式主要是结合设备内部实际情况展开诊断，利用闭路循环试验等科学方式提升诊断的科学性。如设备机械功率不足，可能是存在电阻过大问题，可以建立闭路电循环系统，保持电压不变的情况下，了解输出电流值，与标准值对照，如果差异过大，可以判断系统导电构件存在老化问题，给予更换即可。

智能诊断是一种基于系统记忆的模糊诊断法，是目前最先进的诊断方式。在设备中内置智能芯片，该芯片可以收集系统工作的关键参数（设定的默认参数），生成一个数学模型，与默认故障模型进行匹配，相似度最高的模型即为当前设备故障类型。如以电动机为对象，收集温度、钻速、噪音等参数，构建一个标准模型，再收集各类故障下的工作参数，构建若干故障模型，模型数目越多，后续诊断的效果越好。完成模型收集后，应用K近邻算法以及随机森林法进行高效率训练，使系统可以识别几百甚至上千种故障，当电动机出现异常时，实现精准的故障匹配诊断。

2 建筑机电设备维护保养

2.1 机电设备维护保养的主要对象

机电设备维护保养的对象主要是设备的各个组成部分，这些构件在工作中的重要性不尽相同，因此维护保养时也要区别对待。如建筑中常见的变压器，维护、保养工作需要针对变压器外观和内部结构共同进行，对可能出现问题的构件，则要拟定专门的维护保养方案，贯穿安装、调试和使用整个过程[1]。此外，大部分建筑中的机电设备类别众多，就建筑机电而言，包括电焊机、卷扬机、弯曲机、切断机、注浆机、搅拌机、闪光对焊机、冲孔机、抛光机、电动锯等。在分析其维护保养时，要求根据工作性质进行设备划分，能够集中应用类似原理进行维护保养的设备归入一类，以便于技术人员集中进行处置。

2.2 机电设备维护保养的方式

机电设备维护保养的方式包括重点维护保养、周期维护保养、问题维护保养3种。重点维护保养是指精细划分所有设备，选取其中容易出现问题的结构，进行维护保养工作。周期维护保养是一种预防性的保养机制，在设备投入使用前、使用后进行检修，长期搁置时则延长检修期限，但依然周期进行，确保设备出现问题得到及时发现和提前处理。问题维护保养是传统的工作方式，该方式主要针对出现问题的设备，当设备出现零部件损害、性能异常时，给予专门处理。着眼于后续工作，重点维护保养、周期维护保养的价值更突出[2]。

变压器是较为常见的建筑机电设备，广泛应用于供电作业。以变压器的维护保养为例，在采买设备前，首先结合工作需求拟定采买目标的规格、型号、额定电压、电流等基本参数，之后通过正规渠道买入，并在入场安装前给予核对，确保变压器各项参数满足需求，此外还要针对变压器的绝缘皮、外观、导线连接状况等开展检查，核对无误再进行安装。安装过程中，一般要求取吊装方式，垂直起吊、垂直放置。安装位置上，变压器距门80～100cm，距墙面70～80cm。搭建台架时，应保持台架立杆间距不超过1.5m，并使用三角形结构保持台架稳定性。完成安装后还要求进行调试，通过调试了解变压器的工作性能，调试过程中需要观察的参数很多，以温度观察为例。某变压器在标准工作状态下温度在50℃～75℃之间，如果温度过高，表明变压器内部电阻过大，可能存在锈蚀等问题。调试过程一般分为如下4个阶段。

第一阶段为空载调试，一般持续运行30min，记录数据、关闭电源10min；第二阶段为半负载，要求达到负载水平的50%，持续运行40～60min，记录数据、关闭电源10min，半负载调试需反复进行至少3次；第三阶段为高负载调试，要求达到负载水平的75%～80%，持续运行40～60min，记录数据、关闭电源10min，半负载调试也需反复进行至少3次；最后一个阶段为满负载调试，要求达到负载水平的100%，持续运行40～60min，记录数据、关闭电源，满负载调试进行1次即可。完成调试后，分析所获数据，取平均值与标准值对照，了解差异，如果差异小于2.5%，证明变压器性能满足使用需求，如果差异较大，不能投入使用[3]。

在变压器投入工作中，维护保养工作应继续遵循重点进行、周期进行两个基本原则。着眼于变压器的基本检测途径，维护保养的观察重点依然是外围绝缘性能以及工作温度，检修间隔不宜超过2周。在故障诊断上，还可以应用红外感应方式优化工作流程。红外感应也被称为红外测温技术，在现代变压器检测中已经有所应用，其优势包括使用方便、原理简单，而且能够独立工作。设备的体积较小，属于便携装置，检测工作的核心原理是热成像，检测工作不需要在停电的情况下进行，工作效率更高，也更安全，此外，检测所获信息已图像的形式呈现，整体过程是可视化的，更有利于快速判断问题。建筑中的其他机电设备也应周期进行养护，针对其可能出现的主要问题建立周期养护机制，尤其是一些核心构件，包括电动机等，确保其性能优良。

3 总结

通过分析建筑机电设备故障诊断与维护保养方法，获取了相关理论，建筑机电设备类别多样，其故障情况也不尽相同，可以根据故障情况进行现场诊断，也可以应用智能技术完成精准诊断。保养方面，应注意一些容易磨损破坏的构件，建立周期保养制度，确保设备的使用价值。通过实例分析给出了变压器的保养技巧，鉴于部分机电设备的通用性，可以作为后续工作的参考。