电气控制系统的故障成因及维护对策研究

杨恢政

[摘    要 ]在我国工业以及科技不断发展、完善的背景下，电气控制系统逐渐成为制造业发展过程中应用频率较高的系统，不仅有效实现了制造自动化，而且很大程度上提升了生产效率。但是在电气控制系统的实际运行过程中，产生了一些故障，对相关行业的日常运行造成了一定程度的影响，限制了制造行业的进一步发展。介绍电气控制系统的常见故障以及故障的成因和危害，阐述电气控制系统的故障的常见诊断方法以及相应维护对策。

[关键词]电气控制系统;故障;维护对策

[中图分类号]TM507 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]In the context of the continuous development and improvement of my country's industry and science and technology， electrical control systems have gradually become a system with a higher frequency of application in the development process of the manufacturing industry， which not only effectively realizes manufacturing automation， but also greatly improves production efficiency. However， during the operation of the actual electrical control system， some failures occurred， which caused a certain degree of harm to the daily operation of related industries and restricted the further development of the manufacturing industry. The article introduces the common faults of the electrical control system and the causes and hazards of the electrical control system faults， and elaborates the common diagnosis methods of the electrical control system faults and the corresponding maintenance countermeasures in detail.

[Keywords]electrical control system; failure; maintenance countermeasures

电气控制系统是电气自动化的关键组成部分，科学技术的发展与完善有效实现了我国电气控制系统安全性以及稳定性的增强。在实际的应用过程中，相关的工作人员对于电气控制系统故障的研究一直越来越关心，若不能对故障进行准确地判断以及合理地维修、维护，将对整个电气自动化系统的运行效率产生严重影响，同时还可能影响电气控制系统的使用寿命。在这种情况下，对电气控制系统的故障成因及维护对策的研究具有十分重要的意义。

1 电气控制系统的常见故障以及形成原因

大量历史数据显示，大多数电气控制系统产生故障的原因在于设计不合理、设备有缺陷、操作不正确以及管理不科学。这些现象的产生，严重影响了电气控制系统的电流、电压以及频率等，进而对整个电气控制系统的电网、电机、相关设备造成了严重的威胁。通常情况下，电气控制系统产生的故障包括：①過电流。过电流指的是流过电气元件以及电气设备的电流远远超过其自身的额定电流，在这种状况下，正常运作的电气元件以及相关的电气设备非常容易遭到损坏。通常情况下，过电流通路的值会小于短路电流的值。造成过电流的原因有很多，主要包括负载转矩过高或不正当的启动等。②过负载。过负载指的是经过电机的电流过大，远远超过了额定电流，致使直击功率超出定额功率。在电气控制系统的实际运行过程中，最为常见的故障就是过负载。很多工作人员在实际工作的过程中，并不能意识到这个问题的重要性。造成电气元件以及电气设备过负载情况的原因非常多，主要包括负载、电压突然大幅度地增高，相关的电气设备缺相运行等。③短路。在日常的电气控制系统的运行过程中，经常会产生短路的状况。可能产生的短路故障主要有：相接地短路、两相短路、一电机或变压器相绕组中的匝间短路、三相短路等。

2 电气控制系统故障的危害

在实际的电气控制系统的运行过程中，上述故障的产生对整个电力系统的影响非常大，产生的危害也是非常严重的，主要包括：①缺相电源在堵转或保持低速运行过程时，交流异步电源故障时容易造成电动机组的烧毁。②当电气控制系统处于正常运行状态时，一旦产生负载短路、接线错误或是绝缘破损后，短路现象容易形成高于额定电流的瞬时故障电流，这种情况下故障电流造成的强大动力容易造成电气设备的损坏以及配电线路的破损，甚至容易产生火灾。③一旦电流过大，不仅会使电气控制系统停转，而且容易造成电气设备内部的损坏，进而造成电动机转矩的增大，进而对机械内部的转动部件造成不同程度的损坏。④电气控制系统产生故障时，还容易造成电网电压的持续变低，进而影响相关设备以及用户正常工作，甚至会导致整个电力系统瘫痪。

3 电气控制系统故障的常见诊断方法

在对电气控制系统故障进行维护的过程中，选择正确的诊断方法具有重要的意义，通常情况下，可以选择的方式如下。

（1）直接观察法。在此方法的运行过程中，检修人员按照自身的实际工作经验，对设备的运行状况进行详细地观察并判定，需要检修人员，通过视觉观察，检查外形是否存在异常，通过嗅觉检查是否有异味，通過听觉检查是否存在异响，通过触觉感受设备温度，然后对故障进行综合判定。直接观察法的使用，主要检修人员应具有相当丰富的经验，在检修的过程中，应用到的辅助设备相对较少。现阶段，可以通过直接观察法判定的故障包括电子管故障、继电器故障以及开关故障等。

（2）电阻检测法。通过万能表对电阻进行检测，观察万能表的实际变化，判断短路还是开路，电阻检测还可以用于电子管以及其他元件的故障检测。应当注意的是，在检测过程中，应当对被检测设备进行断电处理。

（3）电压检测法。对于电气控制系统的正常运行而言，电压不稳将造成其无法进行正常的日常运作。所以在电气故障诊断过程中，应当对电压值进行高效比对，进而判断电路中是否存在故障。这种检测方法通常被应用于直流供电的情况。

（4）信息调查法。要想切实提高故障判断效率，需要专业检修人员对相关的电气运行线路进行详细地观察，对相关人员进行仔细地询问以及观察，发现故障之处在故障前后的变化，进而对故障发生的现象进行全面地了解。在此过程中，对于电气线路而言，应该在故障发生之前观察其是否有冒烟、响声、停机、启动频繁等情况，与此同时，也应当对原件的更换情况以及是否有私自维修的现象进行详细了解，进而准确地找到故障的原因和故障出现的位置。

（5）实验法。一旦常规的检修方法不能发挥相应的作用，可以通过通电实验判断系统的应用，对电气控制线路的故障产生原因进行判断。在实验法的运用过程中，需要注意的是保证电气设备的完整，同时应当做好实验之前的检查工作，通过分开传动机以及电动机，若传动机和电动机不能有效分开，可以通过主线路的切断，缩小检查范围，最大限度地避免事故的发生。

（6）逻辑分析法。按照电气控制系统的内部运行原理以及相关的工作环节，对故障进行具体分析，最大限度地减少故障检查的工作量，有效避免了无效检查浪费时间以及人力资源，实现了故障检验准确性的提升，对于维护方案的选择具有重要的意义。电气控制系统内部具有非常复杂的内部构造和零件线路，对于检修人员而言，这是非常不利的，容易浪费大量时间，甚至会造成严重的偏差以及遗漏，最终降低工作效率。在这种情况下，应当按照设计图，在正确逻辑和机械原理的指导下对相关的操作进行合理分析。

4 电气控制系统的故障的维护方法

4.1 电气控制系统故障检修与自动化

电气控制系统在实际运行过程中，不仅对电流的控制具有关键的作用，对于相应的电压以及电能变化也有很重要的控制作用。在变压器的作用下，通过其实际应用，能够实现不同级的电压之间的有效联系，进一步实现电流因骤停而产生的中断或者减少超负荷运行状况。与此同时，通常情况下，电气控制自动化技术在变电站的信息处理和传输系统中应用的比较频繁，现阶段，我国很多变电站都采用了计算机实时检修技术，在实际维修维护过程中实现了高效的远程操控，大大节省了人力资源，全面实现了电气控制系统的自动化维修、维护。此外，变压功能的远程无间隙的继电保护、故障记录、运行日志生成等功能的产生，有效提高了电力工作人员的日常工作和检修维护的便利性。

4.2 电气控制系统的主动检修

电气控制系统中存在大量的主动检修方法，这些方法的主要依据在于控制系统短路现象的发生，进而出现各种电气量的变化。在实际主动检修过程中，通过分析故障产生的原理以及相应变量，制定出与其相适应的保护以及检修的手段，按照电压的降低特点，进行相应的低压保护。按照相应的电流保护以及电压、电流之间的相位角之间的变化，检修整体电气控制系统是否存在断相以及漏电情况。其中常见的有3种：①设备的状态检修，对设备经营状态检修指的是按照设备的实际运行状况进行事后维修，按照被检修的设备实际呈现出的状态以及相关参数，反映设备运行状态的好坏。在实际的设备状态检修过程中，可以通过定期的建筑以及对重点位置的不定期检修，选择不同的检修方法。由于状态检修能够对设备发生故障前的状态进行判新和预测，与此同时，在一定程度上有助于维修成本的减少以及提升相关运行效率，所以这种方式具有非常高效的全面性和针对性。②设备短路检修。在实际的电路运行过程中，短路现象产生的整个过程基本上都是在瞬间形成的。因此，很多影响也都是瞬间造成的。在这种情况下，对日常对电力系统维护的过程中应当注意检查相关的短路保护装置的工作状态，以便出现短路情况时，能够第一时间做出反应，切断电源。对短路进行保护装置检修的重要之处集中于熔断器以及低压断路器所在的位置。在实际的电气控制系统中，使用频率最好的短路保护装置就是与三相供电系统对应的三相短路保护装置。电动机将在电气控制系统运行的过程中，实施正反转及频繁启动，一旦设备产生短路，将会在瞬间产生超大电流，使电动机的转矩处于不断增大的状态，直到引发机械的转动部件发生严重损坏为止。也正是因为这个原因，所以在电机检修过程中，可以直接将常闭触头串联进接触器的控制回路中，与此同时，使过流继电器线圈串联进主回路，进而有效形成过流继电保护装置。这种保护装置通常被应用于启动时间相对较长的大容量电动机控制系统中。③设备的检修维护。正常情况下，可以通过现场循环滤油的方式，实现设备运行可靠性的提升。同时有效实现了设备故障发生频率的降低，为电力电气设备的运行正常和设备使用寿命延长提供了充分的保障。此外，可以对设备进行交替运行，除此之外，可以及时添加润滑油以及清洁设备，进而为电力电气设备的保护以及维修提供充分保证。

5 结束语

综上所述，面对现阶段我国电气控制系统自动化逐渐发现的大环境，但是在实际的电气控制设备的运行过程中，产生的故障对整个系统的运行造成了严重影响，在这种情况下，采取相应的措施，对故障进行高效的控制具有非常重要的意义。在实际的运行过程中，可以通过故障检修以及自主检修实现对故障的有效控制。

参考文献

[1] 赵波.基于西门子828D数控系统的主轴箱电气控制系统设计[J].机电信息，2021（12）：42-44.

[2] 白晓晨，杨永坤，荆光瑞.基于紫外脉冲法的电力设备放电检测系统[J].科学技术创新，2021（9）：61-63.

[3] 隋胄君，肖靖毅.化工生产中电气自动化控制系统的实践运用——评《化工生产技术》[J].日用化学工业，2021，51（3）：268.

[4] 卫婷.电厂控制系统中有关电气自动化控制系统的应用及存在的问题[J].中国设备工程，2020（24）：176-177.

[5] 金旦丽，高丽娜.HXN5型内燃机车空压机电气控制系统简介及案例分析[J].内燃机与配件，2021（2）：49-50.

[6] 蒲天旺.电气工程中电力拖动系统自动控制与安全保护的分析[J].电子元器件与信息技术，2021，5（1）：103-104，109.