试析电工电路故障检修方法与技术

辽宁省大连市大连长丰实业总公司 吴宇鹏

在电力系统中，电工电路的稳定运行对于保障生产和生活的正常进行至关重要。然而，由于各种原因，电路故障是不可避免的。因此，掌握电工电路故障检修方法与技术，对于保障电路的正常运行，提高电力系统的稳定性，具有重要意义。

1 电路故障的特点

电路故障主要有两种，一种是易于查询和确定的故障，其主要特点是故障比较明显，如一些电气设备发生故障时，则其继电器、接触器的线圈会出现异常响动和振动及不良的转动，或者发生烧焦、冒烟烧，以及接触点熔化等情况。另一种隐蔽性比较强的故障，因其故障没有明显的特征，所以无法直接做出判断，需要通过辅助故障检测工具检测。例如，电工线路的继电器参数设置不正确、导致触电无法同步，线路内部绝缘导体裸露等。

2 电路故障检修步骤及诊断方法

2.1 故障检修的基本步骤

故障调查：首先需要详细了解故障现象，包括故障发生的时间、地点、现象等，以便确定故障的性质和可能的原因。

初步检查：对电路的外观、连接点、元件等进行检查，看是否有明显的损坏或异常。

测试与测量：使用适当的测试仪器对电路进行测试和测量，以确定故障的具体位置和性质。

故障定位：根据测试和测量的结果，结合电路图，确定故障的具体位置。

修复：对故障进行修复或更换损坏的元件。

复查：修复后，需要对电路进行复查，确保故障已被完全排除。

2.2 分析方法

电工线路的故障诊断方法，其出发点主要是依据电气设备的工作原理和控制原理及控制方法，及早地发现线路和设备的缺陷或者故障，研究分析判定故障发生的位置和原因。分析判定故障发生的位置时应充分利用逻辑原理，逐步从主电路到各个控制回路及其他业务回路。例如，新购买了一台交流弧焊机和50m 焊丝，施焊时焊工的操作位置距离焊机比较近，焊接电缆没有全部拆开，只把尾部电缆拆下连接到两侧，施焊时，因电流小无法起弧（焊机两侧电压表不显示70V），检查焊线后发现连接正常但未接好，故将所有焊缝拆除并校直[1]。

开路法：所谓开路法也称开口法。其主要原理是对机械及电器疑似故障的负载（下游）进行移除，负载移除后连接临时的空载或者做一个假负载，对于多级连接，可以删除每个级别或选择下一个级别，处理完成后，可以先查看当前阶段。如果电路正常工作，则扰动发生在下一阶段；如果电路仍然异常，则可判定故障在电路开路点之前。开路方法检查识别故障只适用于低压和过载故障，同时对于电工线路中的正常使用点偏差的识别检查和判别电工线路的频率特性变化。

切割法：对相关产品进行切割和细分，逐步减少不确定性。例如，要查找无法正常使用的设备上的故障点或者出现问题的电工线路上的故障点，则可以采用切割方法。首先找出接地位置（馈线），再安装分支开关、分支点切割划分进行研究分析，或者重点识别薄弱点的连接作为排查对象查找电子设备中的故障，通常基于电子设备的电子特性，简单来说就是分界点。

更换法：更换法是改变方法，更换可疑或损坏的电气设备，找出问题的原因和不能发挥作用的部件。对于插件、嵌入式继电器等电子设备来说，更改简单易行。三极管、晶闸管等电子器件通过一般分析很难确定，也可以采用换算方法。采用更换方法时，应注意更换所用电气设备必须符合原电气设备的规格和标准，接线必须正确、牢固，避免出现新的故障。

干扰方法：人为干扰电子设备的运行，监视设备运行的变化，检测错误的后果。有些电气设备的故障不是永久性的，而是在短时间内间歇性地发生，给诊断带来困难。为了评估故障的直接影响，人们常常采用干扰电气设备运行的方法，如电流、电压的增减、外界影响等。

重现错误：打开电源，按启动按钮，让错误重新出现，找到错误的位置。重新定位故障时，请务必检查继电器和接触器是否起到临时控制的作用。如果有干扰则进一步分析电路。

总的来说，先简单，后复杂。根据目标目的，优先使用容易使用的方法，必要时使用难用的方法或难用的方法。即维修错误应先用最简单、最好的方法解决，然后再用复杂、精确的方法解决；解决问题时，首先消除那些消极的、明显的、简单的和错误的假设，然后把以前没有解决过的困难假设去除。

3 电路故障检测方法

第一，电阻测量：断开电源后，用万用表测量产品电阻值。如果测量值与所需的电阻值不同，则表明有故障存在。电阻测量控制电路如图1所示。

图1 电阻测量控制线路图

第二，电流测量方法：电工线路及其他控制器件电流测量的主要工具是万用表和钳形电流表，当实际电流值测量值超过设计电流值的10%，则证明电路电流相位不可靠。检查和评价三相异步电动机性能的主要指标是测量电动机的各相位电流，主要采用钳形电流表测量。

第三，绝缘电阻测量：检查线路或测量电器元件的相距及对地绝缘值的主要目的是查明绝缘是否损坏。检查前应提前把电源断开，主要测量工具是兆欧表。对于低压设备其绝缘电阻应大于等于0.5MΩ。针对绝缘值的检查结果进行分析研究绝缘层是否损坏及损坏的原因，为做决策提供依据[2]。

4 电路故障实际案例

4.1 PLC 控制系统故障分析

PLC 已经取代了传统的控制系统，减少了控制的故障，提高了可靠性，减少了维护，PLC 控制系统的电气故障主要分为电气设备故障、PLC 内部故障，PLC 内部制作非常好，很少有因自身故障引起的停机，很多故障是PLC 设备外围故障和PLC 控制系统故障引起的。检查故障时，必须了解设备的工作原理和各种动作的原因；使用电源状态指示器、警报、错误、反馈和发光二极管确定故障。如图2所示，PLC 控制系统故障原理。

图2 PLC 控制系统故障原理

利用输入输出灯的状态判断PLC 控制系统的故障。当PLC 控制系统出现故障时，不必急于检查PLC 中间的电子设备，而应像往常一样重点检查PLC 接收和发送信号是否损坏，是否可以正常通过面板上的指示灯来影响。如果输出灯有信号，输出点有电压或电流，但外围电源不工作，则应检查设备外围电源是否正常，传输线是否断路或短路。

在PLC 面板上，根据各信号的输入点或输出点，有指示灯显示各部分的工作状态。当源有信号输入或输出时，连接灯会亮起。主管人员只要利用这些指标的全部工况，就可以轻松地进行决策、分析和审批。

4.2 电动机烧毁故障分析

第一，相间短路：相间发生短路，可能是绝缘层没有做好隔离。由潮湿、腐蚀等环境因素引起。第二，匝间短路：短路可能是由于漆包线的绝缘问题，也可能是潮湿、腐蚀等环境因素造成的。图3所示为匝间短路图。第三，局部短路对地绕组单相短路：原因可能是绝缘层没有隔好或电压不相等。第四，恒压：电压的不平衡会造成以上结果。可能导致电源、连接端子、接触器等损坏。注意，1%的电压不平衡会导致6～10倍的电流不足。第五，全黑烧坏：三相绕组全部烧坏，可能是过载、过压、欠压。

图3 匝间短路照片

4.3 三相异步电动机烧毁的原因及对策

4.3.1 烧毁的原因

电机本身：电机自身密封不良，运行过程中，滴水或腐蚀性液体进入电机腐蚀绕组绝缘，导致相间短路或绕组之间短路，造成电机绕组短路、部分烧毁。

轴承损坏：由于轴承损坏、轴弯曲等原因，定子和转子之间的摩擦使铁芯温度升得太高，烧坏沟槽绝缘而产生干扰，绕组短路或“击穿”接地。严重时，定子铁芯松动，转轴磨损，端盖剥落。

常见的损坏原因有以下几个。一是装配不当，例如冷装配时轴承内圈不平，造成轴磨损，造成轴承内圈安装过小。和轴以及内圈运行的后果；发动机端盖安装不均匀，导致端盖轴承空间和轴承外圈过松而从外侧脱落。二是型腔内有未清理干净的异物或油渣未清理干净。三是由于定子铁芯和转子的轴向不对称，导致轴承内外圈不在同一切割平面，导致运行后轴承温度升高到烧毁的程度。四是润滑油或不同油混合造成轴承损坏。五是轴承自身质量存在问题，如锈痕、转动不良、间隙过大、保持架变形等。六是备用发动机长期不工作，油质下降，轴承生锈，没有进行中间保养[3]

4.3.2 解决方案

电机本身：防止机械设备漏电；保养时注意机体各部位的密封性；如有必要，请在接线盒或整个车身上安装防护罩。

轴承损坏：第一，拆卸轴承时，应使用加热器或者油沸腾变压器等将轴承加热到80℃～100℃，保证轴承的质量。第二，轴承安装前必须彻底清洗，保证内腔没有污垢，加油时必须清洁。第三，装配电机时，应确保定子和转子的铁芯位于中间，不能错位。第四，及时给轴承加注润滑油，严禁多掺润滑油。第五，轴承安装前完成并仔细检查轴承。第六，对长期不用的电机，使用前要进行必要的拆解检查，更换轴承后尽量避免过度的运动，确保电机清洁，通风散热良好，不要主动启动电机[4]。

5 结语

电路维修电控技能是非常重要的要点，通过电子维修的不断努力，各级维修和电路的效率会更好，从而促进国家各个生活领域的发展，并为随着主要受益，同时，为了满足人们对电力的需求，对电力运行不断进行技术升级和优化，以实现电力运行发展的目标，为社会提供安全、稳定、持续、可靠的电力供应和经济发展建设以及正常的社会生活。