發(fā)布時(shí)間：2022-04-03 03:44:16
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的故障分析論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
論文摘要：數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
1、詢問(wèn)調(diào)查在接到機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場(chǎng)故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現(xiàn)場(chǎng)檢查到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對(duì)故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場(chǎng)后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場(chǎng)，使排故增加難度。
3、故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和使用說(shuō)明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對(duì)維修人員是一種對(duì)該機(jī)床熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。
5、排故準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購(gòu)甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
①詢問(wèn)向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析判斷過(guò)程中可能要多次詢問(wèn)。
②目視總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫(kù)、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、裝置等)有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對(duì)某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號(hào)與報(bào)警指示分析法
①硬件報(bào)警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。
②軟件報(bào)警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號(hào)形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號(hào)錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號(hào)有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號(hào)都可以用PLC編程器調(diào)出。
(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。
(6)備件置換法當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動(dòng)手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無(wú)誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來(lái)越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問(wèn)題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機(jī)斷電，稍作停頓后再開機(jī)，有時(shí)則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過(guò)了，本節(jié)則列舉幾個(gè)常見(jiàn)電氣故障做一簡(jiǎn)要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來(lái)源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國(guó)家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對(duì)于我國(guó)有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來(lái)說(shuō)就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
2、數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
①位置環(huán)報(bào)警?？赡苁俏恢脺y(cè)量回路開路；測(cè)量元件損壞；位置控制建立的接口信號(hào)不存在等。
②坐標(biāo)軸在沒(méi)有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？赡苁瞧七^(guò)大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測(cè)量元件損壞。
3、機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)?？赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。
溫度風(fēng)板的控制系統(tǒng):調(diào)節(jié)溫度旋鈕感覺(jué)溫度是否發(fā)生變化，若不變化則可能是風(fēng)板控制拉線脫落，如脫落則重新安裝調(diào)整。感覺(jué)出風(fēng)口的風(fēng)量是否足夠大，如果風(fēng)量小則是蒸發(fā)器堵塞，需要拆卸蒸發(fā)器進(jìn)行清潔。觸摸空調(diào)管，高壓管很熱甚至燙手，當(dāng)然低壓管也不會(huì)涼。這種情況下，可能會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)頻繁通斷的現(xiàn)象。尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速的情況下壓縮機(jī)根本不吸合。切忌不能長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，否則會(huì)很危險(xiǎn)。
查看冷凝器和水箱及其之間是否被污物堵塞。如有，清除掉污物即可。如確實(shí)無(wú)污物堵塞，則查看冷媒觀察窗，看冷媒是否過(guò)多．現(xiàn)象是能看到液體流動(dòng)，但看不到任何氣泡，則證明冷媒的加注量過(guò)多了，需要重新做一次標(biāo)準(zhǔn)的抽空加注。對(duì)于高壓管過(guò)熱的現(xiàn)象，還要查看空調(diào)壓縮機(jī)的下方是否有油漬，如有則證明壓縮機(jī)的限壓閥已經(jīng)被高壓破壞，需要更換壓縮機(jī)。
觸摸空調(diào)管，高壓管溫度低，而低壓管溫度高。此種情況下，是壓縮機(jī)不能有效的使冷媒進(jìn)行循環(huán)，可能需要更換壓縮機(jī)。若啟動(dòng)空調(diào)制冷系統(tǒng)后，兩個(gè)電子扇同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。但就是空調(diào)泵不吸則很可能是汽車電腦損壞應(yīng)予修復(fù)。
轎車空調(diào)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析與排除如下:
①制冷劑泄漏制冷系統(tǒng)完全沒(méi)有冷氣吹出,其原因?yàn)?制冷系統(tǒng)中無(wú)制冷劑或制冷劑泄漏,制冷劑泄漏后，首先要查明漏點(diǎn)，并將其修復(fù)好，再重新抽真空，灌注制冷劑。
②制冷系統(tǒng)嚴(yán)重堵塞當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，若制冷系統(tǒng)中某個(gè)部位嚴(yán)重堵塞，沒(méi)有制冷劑循環(huán)流動(dòng)，則就失去了制冷作用。這時(shí)，用壓力表檢測(cè)制冷系統(tǒng)的高、低壓側(cè)的壓力值，可發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)壓力值比正常時(shí)低，而低壓側(cè)的壓力值成真空狀態(tài)，且堵塞部位前后有明顯的溫差，這一般出現(xiàn)在儲(chǔ)液干燥器或膨脹閥內(nèi)。因此，可用氮?dú)鈱?duì)著儲(chǔ)液干燥器或膨脹閥的進(jìn)口或出口吹氣，如不通暢，說(shuō)明其堵塞，需更換。
③壓縮機(jī)部件損壞壓縮機(jī)缸墊竄氣、進(jìn)排氣閥損壞，均能造成壓縮機(jī)不能壓縮制冷劑或壓縮不良。此時(shí)，用壓力表檢測(cè)壓縮機(jī)工作時(shí)的進(jìn)氣壓力和排氣壓力，可發(fā)現(xiàn)兩者壓力相同或相差不大，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，其壓力值仍無(wú)明顯變化;用手觸摸壓縮機(jī)上的進(jìn)氣管和排氣管?？筛杏X(jué)兩者溫差不大。當(dāng)壓縮機(jī)出現(xiàn)缸墊竄氣時(shí)，用手觸摸壓縮機(jī)會(huì)感覺(jué)非常燙手。這時(shí)，一般需更換損壞的部件。
④輸出的制冷量不足造成輸出的制冷量不足(即吹出的冷氣不涼)的原因和檢修:
a.制冷劑不足。當(dāng)制冷系統(tǒng)中循環(huán)制冷劑不足時(shí)，高、低壓側(cè)的壓力值均會(huì)比正常時(shí)低，且從觀察窗內(nèi)可看到氣泡流動(dòng)。此時(shí)，在檢查系統(tǒng)無(wú)泄漏后，應(yīng)添加適量的制冷劑。
b.制冷劑過(guò)多。如充注的制冷劑量超過(guò)制冷系統(tǒng)的正常容量，必然使冷凝器內(nèi)液體制冷劑增加，從而減少了散熱面積，使冷卻效率降低。其主要表現(xiàn)是:系統(tǒng)的高、低壓側(cè)壓力值比正常時(shí)高;用手觸摸高壓管，感覺(jué)燙手;斷開空調(diào)開關(guān)約45s后，從觀察窗中仍看不見(jiàn)有泡沫狀態(tài)的制冷劑流過(guò)。這時(shí)，需從低壓側(cè)放掉適量的制冷劑，使其達(dá)到正常的排氣壓力和溫度。
c.散熱效果差。冷凝器散熱片變形，表面過(guò)臟或散熱風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，均會(huì)使散熱效果變差，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的高、低壓側(cè)壓力值過(guò)高和排氣溫度過(guò)高，且用手觸摸從冷凝器出來(lái)的高壓管時(shí)有燙手的感覺(jué)，需進(jìn)行修復(fù)或更換。
d.膨脹閥開得過(guò)大。膨脹閥溫包與蒸發(fā)器出口包扎不好,或膨脹閥本身有問(wèn)題,均會(huì)引起膨脹閥開得過(guò)大。表現(xiàn)為系統(tǒng)的高壓值比正常時(shí)偏低，而低壓值比正常時(shí)高;從蒸發(fā)器出來(lái)的低壓管溫度比蒸發(fā)器表面溫度還涼,需檢查膨脹閥溫包與蒸發(fā)器出口是否包扎良好，必要時(shí)更換膨脹閥。sp;
e.制冷系統(tǒng)臟堵。由于壓縮機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械磨損產(chǎn)生的雜質(zhì)可使儲(chǔ)液干燥器或膨脹閥輕微堵塞，從而導(dǎo)致輸出的制冷量不足。表現(xiàn)為系統(tǒng)的低壓值過(guò)低，儲(chǔ)液干燥器前后的管子有明顯的溫差,或膨脹閥處結(jié)霜，需更換儲(chǔ)液干燥器或清洗制冷系統(tǒng)。
f.制冷系統(tǒng)內(nèi)有空氣。由于空氣很難壓縮成液化的氣體，因此制冷系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入空氣后,會(huì)使壓縮機(jī)排氣壓力和排氣溫度增高，從而導(dǎo)致輸出的制冷量下降。從觀察窗內(nèi)能看到大量泡沫狀態(tài)的制冷劑流過(guò)。這是由于抽真空不夠徹底,或制冷劑泄漏后,引起制冷系統(tǒng)低壓端成真空狀態(tài)而吸入了外界的空氣。需在系統(tǒng)重新抽真空，再灌注制冷劑。
2.桑塔納轎車空調(diào)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障檢修:當(dāng)接通空調(diào)開關(guān)，冷凝器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，但壓縮機(jī)電磁離合器不吸合，而制冷系統(tǒng)有一定壓力的制冷劑量。該故障現(xiàn)象表明從x路電源熔斷絲FI4空調(diào)開關(guān)外界溫度開關(guān)空調(diào)繼電器線圈的電路完好，故障可能在外界溫度開關(guān)與電磁離合器線圈的電路上。這時(shí)可用直流電壓表先測(cè)量恒溫開關(guān)上輸入端插接線與車身搭鐵之間的電壓，如有電源電壓，再檢測(cè)其兩端插接線之間是否導(dǎo)通，若導(dǎo)通，說(shuō)明故障不在恒溫開關(guān)上;然后用相同的方法對(duì)低壓開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，也可把低壓開關(guān)兩端的插接線短路一下，如壓縮機(jī)電磁離合器恢復(fù)工作，說(shuō)明低壓開關(guān)損壞，需更換;如仍不工作，再進(jìn)一步檢查壓縮機(jī)電磁離合器線圈:從蓄電池正極直接引出一根火線接壓縮機(jī)電磁離合器線圈，此時(shí)壓縮機(jī)電磁離合器應(yīng)吸合，否則說(shuō)明其已損壞，需更換。接通空調(diào)開關(guān)，壓縮機(jī)電磁離合器吸合，鼓風(fēng)機(jī)也能運(yùn)轉(zhuǎn)，但冷凝器風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，而冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值后，風(fēng)扇又能運(yùn)轉(zhuǎn)。上述故障現(xiàn)象說(shuō)明熔斷絲F23，和散熱風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)本身均無(wú)問(wèn)題。因此，需檢查空調(diào)繼電器，可用直流電壓表測(cè)量空調(diào)繼電器輸出端與車身搭鐵之間的電壓,如發(fā)現(xiàn)空調(diào)繼電器能吸合而無(wú)輸出電壓時(shí),則說(shuō)明空調(diào)繼電器輸出電路斷路，需焊接或更換空調(diào)繼電器;也可更換上新的空調(diào)繼電器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),若風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)則為空調(diào)繼電器有故障。
3.轎車空調(diào)故障檢修實(shí)例:
高壓管被油污、臟污堵塞,空調(diào)不制冷一輛94款奔馳乘用車，配裝WI40底盤和全自動(dòng)空調(diào)，制冷劑為R134a，使用中空調(diào)不制冷，電磁離合器不吸合，有時(shí)能吸合一下，但立即脫開，無(wú)法正常工作。更換了空調(diào)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和膨脹閥等，加注制冷劑后仍是如此，后又診斷是壓縮機(jī)工作不良。檢查時(shí),啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后開空調(diào)，電磁離合器吸合一下便即跳開，連續(xù)幾次后便不再吸合。接上歧管壓力表，檢測(cè)高壓側(cè)壓力、低壓側(cè)壓力均偏低，加入三罐制冷劑，此后能吸合稍長(zhǎng)時(shí)間，但仍是間歇性吸合、脫開，車內(nèi)也不制冷，此時(shí)高壓側(cè)壓力為980.7kPa左右，低壓側(cè)壓力為196kPa左右。在其更換壓縮機(jī)后，首先讀取故障代碼:左邊溫度設(shè)定旋鈕轉(zhuǎn)至紅色區(qū)域并顯示“HI”;右邊溫度設(shè)定旋鈕轉(zhuǎn)至藍(lán)色區(qū)域并顯示“LO”;點(diǎn)火開關(guān)置于ON，按下AUTO鍵，20s內(nèi)同時(shí)按下RES和“0”鍵2s以上;左邊顯示屏顯示EO和El，右邊顯示屏顯示故障代碼17和06，因該車曾更換過(guò)蒸發(fā)器、膨脹閥和儀表板，可能造成假故障代碼，故先進(jìn)行清碼:讀取故障代碼后，按左側(cè)AUT0鍵，在左顯示屏出現(xiàn)“d”后再按右側(cè)AUTO鍵，這時(shí)左顯示屏顯示EO，右顯示屏顯示00，故障代碼清除完畢。拆下貯液干燥器、膨脹閥和相關(guān)高壓管道等，發(fā)現(xiàn)冷凝器至貯液干燥器的高壓管接口處幾乎被油污、臟污所堵塞，管道和冷凝器內(nèi)也是金屬屑及黑油，于是更換冷凝器及高壓管，清洗壓縮機(jī),更換了冷凝器、高壓管和貯液干燥器;再用高壓氮?dú)獯祪舻蛪汗艿溃⒏鼡Q了膨脹閥，加入了適量專用冷凍機(jī)油，然后再壓入氮?dú)鈾z漏，抽真空，加制冷劑,經(jīng)試驗(yàn)制冷效果很好，故障消除。
繼電器電阻值過(guò)大,空調(diào)壓縮機(jī)不工作一輛紅旗CA7220E型乘用車新車，在使用不久，便發(fā)現(xiàn)外界氣溫高和空調(diào)使用時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空調(diào)壓縮機(jī)不工作的故障。數(shù)分鐘后重新啟動(dòng)空調(diào)，壓縮機(jī)工作又正常，而且制冷系統(tǒng)良好。此故障時(shí)有時(shí)無(wú)出現(xiàn)頻繁，但停車檢查短時(shí)間內(nèi)卻無(wú)此故障出現(xiàn)。該車采用可變排量壓縮機(jī)，只有在節(jié)氣門全開、冷卻液溫度超過(guò)規(guī)定值和空調(diào)管路處于高、低壓保護(hù)的情況下壓縮機(jī)才不工作，在汽車正常行駛，空調(diào)制冷正常的情況下，壓縮機(jī)離合器是不會(huì)斷開的。但要判斷故障部位，必須在空調(diào)（制冷）開啟而壓縮機(jī)不工作的情況下才能進(jìn)行。根據(jù)上情況，停車啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并開啟空調(diào)，在連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)后，壓縮機(jī)終于停止工作。隨即對(duì)連接壓縮機(jī)離合器的線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該線路無(wú)電，拔下原繼電器與新繼電器相比，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量各端子之間的電阻，發(fā)現(xiàn)兩繼電器對(duì)應(yīng)的端子75到U、U到31和U到30間的電阻值相同，分別為12.7kΩ、11.7kΩ、和14kΩ。而端子U到HLS和30到HLS間的電阻值，新繼電器為129kΩ，原繼電器是143kΩ。可以判定：原繼電器部分端子間電阻值稍大，長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱，使線圈電阻值變化，引起控制壓縮機(jī)離合器電路通斷的觸點(diǎn)斷開。稍停數(shù)分鐘后重新啟動(dòng)空調(diào)正常，是因?yàn)槔^電器觸點(diǎn)斷開切斷電流后繼電器線圈溫度下降，工作又恢復(fù)正常。
當(dāng)更換新的空調(diào)壓縮機(jī)離合器繼電器后，工作開始正常。
溫控開關(guān)失效,使用空調(diào)就開鍋一輛夏利轎車平時(shí)行車正常，一開空調(diào)制冷，時(shí)間不長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)就開鍋。把節(jié)溫器拿掉和裝上都差不多。冷卻系統(tǒng)清除了水垢，結(jié)果還是同樣不能使用空調(diào)。
車輛使用空調(diào)，開鍋肯定是不正常的。當(dāng)在該車停駛狀態(tài)下打開空調(diào)試驗(yàn)，果然不久就開了鍋，說(shuō)明水溫已達(dá)100℃，而車上的電動(dòng)風(fēng)扇卻沒(méi)有工作。夏利轎車?yán)鋮s系統(tǒng)為閉式、液冷，帶膨脹箱，風(fēng)扇為電動(dòng)式，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻主要依靠汽車向前行駛產(chǎn)生的風(fēng)。只有當(dāng)水溫高于92℃時(shí)，電動(dòng)風(fēng)扇才開始工作，而當(dāng)水溫低于87℃時(shí)，電動(dòng)風(fēng)扇又自動(dòng)停止工作，這全靠溫控開關(guān)控制。這種結(jié)構(gòu)，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)保持最佳水溫，平時(shí)風(fēng)扇也不消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。冷卻水開鍋了，電動(dòng)風(fēng)扇卻還沒(méi)有工作，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)至ON位置，拆下散熱器溫度控制開關(guān)接頭，并將其接地，電動(dòng)風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)是好的。檢查有關(guān)保險(xiǎn)絲也是好的，把溫控開關(guān)拆下放入盆中用萬(wàn)用表Ω檔，一個(gè)表筆接溫控開關(guān)接線端，一個(gè)表筆接外殼，盆中倒入冷水加熱，有開水可直接倒入開水。正常情況下，水溫高于92℃時(shí)應(yīng)導(dǎo)通，低于87±2℃時(shí)應(yīng)斷開。未用溫度表，倒入滾開的水,表針也不動(dòng)，說(shuō)明溫控開關(guān)失效。該車更換溫控開關(guān)后，使用空調(diào)再也沒(méi)有開鍋了。
轉(zhuǎn)速濾波器引線斷損,空調(diào)系統(tǒng)不能正常工作一輛夏利乘用車，在接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速提高了，但是空調(diào)壓縮機(jī)不工作，儀表板上的風(fēng)口吹出熱風(fēng)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速提高，儀表板上的風(fēng)口正常吹風(fēng)，這說(shuō)明空調(diào)開關(guān)和鼓風(fēng)機(jī)工作正常。但此時(shí)空調(diào)壓縮機(jī)不工作，而且冷凝器風(fēng)扇也不轉(zhuǎn)動(dòng)。檢修時(shí),首先將歧管壓力計(jì)的高、低壓軟管與制冷系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的檢測(cè)閥連接好，此時(shí)歧管壓力計(jì)的高壓表和低壓表都指示為0.6MPa，在正常靜態(tài)壓力值范圍內(nèi)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)。從蓄電池的正極柱引電源線直接接通空調(diào)壓縮機(jī)的電磁線圈后，其壓盤吸合，說(shuō)明空調(diào)壓縮機(jī)的電磁離合器沒(méi)有損壞,制冷系統(tǒng)正常工作了，冷凝器風(fēng)扇也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，同時(shí)儀表板上的風(fēng)口也吹冷風(fēng)了。再觀察歧管壓力計(jì)的低壓表指示值和高壓表指示值均在正常范圍;高壓管道上的液鏡內(nèi)無(wú)氣泡，證實(shí)了制冷系統(tǒng)中制冷劑充足。
空調(diào)壓縮機(jī)的電磁離合器和冷凝器風(fēng)扇都受該車的空調(diào)放大器控制。二者均不能正常工作，其故障根源可能就在空調(diào)放大器上?？照{(diào)放大器為電子式，其正常的工作過(guò)程如下:在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)，在制冷系統(tǒng)中制冷劑充足的條件下，空調(diào)放大器首先發(fā)出提高怠速轉(zhuǎn)速的電信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)怠速真空電磁閥，使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速提高到l200r/min;此時(shí)空調(diào)放大器接收到發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)和蒸發(fā)器出風(fēng)側(cè)的相應(yīng)溫度電信號(hào)后，再接通空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器和冷凝器風(fēng)扇控制繼電器電路，使得制冷系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
經(jīng)試驗(yàn),該車空調(diào)放大器工作正常;檢查空調(diào)放大器的線束連接器,首先確認(rèn)點(diǎn)火開關(guān)控制的電源線和接地線均正常，壓力開關(guān)也正常,然后逐線檢查連接器各端子到各傳感器和執(zhí)行器之間的線路通斷情況。發(fā)現(xiàn)原來(lái)是轉(zhuǎn)速濾波器的引線斷損,使空調(diào)放大器無(wú)法得到發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高信號(hào)，因而空調(diào)放大器無(wú)法接通空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器和冷凝器風(fēng)扇控制繼電器的電路，使得該車空調(diào)系統(tǒng)不能正常工作。后將轉(zhuǎn)速濾波器的引線焊好，再將空調(diào)放大器復(fù)位裝好。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，接通鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和空調(diào)開關(guān)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，空調(diào)壓縮機(jī)的電磁離合器吸合，冷凝器風(fēng)扇也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，駕駛室內(nèi)儀表板上的風(fēng)口吹出冷風(fēng)，空調(diào)系統(tǒng)恢復(fù)了正常工作。
進(jìn)氣門間隙過(guò)小,冷機(jī)開空調(diào)熄火一輛(F22B2型四缸直列電控發(fā)動(dòng)機(jī))本田雅閣乘用車,使用中發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，轉(zhuǎn)速過(guò)低，冷機(jī)時(shí)一開空調(diào)就熄火，但熱機(jī)時(shí)開空調(diào)不熄火，故障指示燈不亮。診斷時(shí),首先調(diào)取故障代碼，無(wú)代碼輸出。檢查點(diǎn)火系統(tǒng)正常。測(cè)試各汽缸壓力也正常，估計(jì)為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部無(wú)故障。于是拆下節(jié)氣門體及怠速控制閥等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)都被膠質(zhì)物體嚴(yán)重堵塞。將節(jié)氣門體、怠速控制閥和快怠速閥都進(jìn)行了清洗。之后安裝試車，有明顯好轉(zhuǎn)，但冷車時(shí)仍抖動(dòng)，開空調(diào)仍熄火。而發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后，怠速較穩(wěn)定，開空調(diào)也正常。該車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速系統(tǒng)由三部分組成:一是怠速調(diào)整螺釘，用以調(diào)整基本怠速;二是快怠速閥，它的開閉動(dòng)作與蠟式節(jié)溫器相似，冷機(jī)時(shí)石蠟柱塞收縮，旁通氣道開大，冷卻液溫度升高后，石蠟柱塞膨脹，旁通氣道關(guān)小;第三個(gè)是怠速控制閥，該閥由ECU控制，當(dāng)空調(diào)打開、轉(zhuǎn)向助力泵負(fù)荷增大，以及大燈和后窗加熱器等投入使用時(shí)，怠速控制閥會(huì)適時(shí)開大，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。該車進(jìn)修前曾調(diào)整過(guò)氣門間隙,檢查氣門間隙時(shí)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣門間隙過(guò)小，一般只有0.05mm左右。冷機(jī)時(shí)氣門間隙標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該是:進(jìn)氣門0.23～0.28mm，排氣門0.28～0.32mm。原來(lái)該車發(fā)動(dòng)機(jī)的上述故障，主要有兩個(gè)方面的原因:一是節(jié)氣門體、怠速調(diào)整螺釘?shù)目諝馔ǖ?，以及怠速控制閥和快怠速閥都被膠質(zhì)物體堵塞，因此怠速過(guò)低;另一個(gè)是進(jìn)氣門間隙過(guò)小，使進(jìn)氣門提前開啟，進(jìn)、排氣門同時(shí)打開的時(shí)間加長(zhǎng)(氣門重疊角過(guò)大)，造成廢氣倒流入進(jìn)氣管，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。后將氣門間隙重新按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整后，故障排除，一切正常。
關(guān)鍵詞：電容式電壓互感器故障分析處理
2001年3月中旬，我局繼電保護(hù)人員在對(duì)110kV金原變電站新安裝設(shè)備電源自動(dòng)投入（以下簡(jiǎn)稱BZT）裝置進(jìn)行投運(yùn)前檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)備用電源側(cè)無(wú)電壓。因?yàn)檫@個(gè)電壓是通過(guò)安裝在備用電源線路側(cè)的電容式電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱CVT）而引入的，于是繼電保護(hù)和高壓試驗(yàn)人員對(duì)CVT及其二次回路進(jìn)行了一系列的檢查試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該CVT電磁單元燒損的嚴(yán)重故障，檢修人員及時(shí)對(duì)其進(jìn)行了更換，避免了一起設(shè)備事故的發(fā)生。
1設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)
我局金原變電站有兩條110kV電源線路，正常運(yùn)行時(shí)，一條主供一條CVT備用。為了在主供線路發(fā)生永久性故障時(shí)能快速合上備用線路開關(guān)，110kV系統(tǒng)裝設(shè)了BZT裝置。如圖1所示，BZT裝置接入金原110kV南北兩段母線電壓和兩條線路側(cè)電壓，通過(guò)裝置的切換把手，可以分別將每條線路轉(zhuǎn)換為主供線路或備用線路，并把相應(yīng)母線電壓、線路電壓和二次回路做相應(yīng)的切換。正常運(yùn)行方式下，紫金線為主供電源，T金線備用，這時(shí)將金原110kV北母線電壓和T金2線路側(cè)電壓切入BZT裝置，北母線電壓反映主供電源工作狀態(tài)，T金2線路側(cè)電壓反映備用電源是否正常，能否起到備用作用。
這套BZT裝置是2000年12月份安裝的。今年3月中旬，繼電保護(hù)人員對(duì)裝置進(jìn)行投運(yùn)前檢查。工作人員在裝置屏后端子排上測(cè)量了兩段母線電壓和紫金線路側(cè)電壓，正常：當(dāng)測(cè)量備用電源T金2線路側(cè)CVT的二次電壓時(shí)，沒(méi)有電壓。當(dāng)時(shí)工作人員認(rèn)為線路沒(méi)帶電，就將此事擱下，而只對(duì)裝置本身進(jìn)行了檢驗(yàn)。因那時(shí)全站設(shè)備要進(jìn)行定期高壓試驗(yàn)，只有將備用線路投入運(yùn)行，主供線路設(shè)備才能停下作試驗(yàn)。運(yùn)行人員同調(diào)度聯(lián)系后將T金線投運(yùn)帶全站負(fù)荷，紫金線停運(yùn)。這時(shí)繼電保護(hù)人員確知T金線有電，便再次在BZT裝置屏上測(cè)其線路側(cè)電壓，仍舊沒(méi)有。CVT二次保險(xiǎn)，沒(méi)有爆；拆了回路核對(duì)線芯，沒(méi)有問(wèn)題；拔下二次保險(xiǎn)，直接在二次出線端子上測(cè)量，還是沒(méi)有電壓。繼電保護(hù)人員這才意識(shí)到可能是CVT內(nèi)部出了故障。所以在很快對(duì)紫金線設(shè)備做完高壓試驗(yàn)后，將紫金線投入運(yùn)行，安排T金線停電，拆除其線路側(cè)CVT的一次引線進(jìn)行試驗(yàn)。
這臺(tái)電容式電壓互感器的型號(hào)是是2000年12月份才投入運(yùn)行時(shí)，CVT的電氣原理如圖2所示。高壓試驗(yàn)人員先測(cè)試了CVT的高壓電容C1、中壓電容C2以及總電容量，再試驗(yàn)了介質(zhì)損耗，與設(shè)備出廠時(shí)和投運(yùn)前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比變化不大，說(shuō)明電容分壓器單元沒(méi)有問(wèn)題。
為查清CVT的電磁單元有什么問(wèn)題，試驗(yàn)人員先用萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)中壓互感器的一次線圈電阻，其阻值為500多歐姆；然后在中壓互感器的一次線圈上加交流電壓，測(cè)二次電壓的值，當(dāng)一次電壓升高時(shí)二次電壓不僅不升反而下降；最后在中壓互感器二次側(cè)的da、dn線圈上加交流電壓，用靜電電壓表測(cè)一次電壓的值，電壓均為零。根據(jù)這些試驗(yàn)情況和數(shù)據(jù)，試驗(yàn)人員初步判斷電磁單元內(nèi)部可能有短路。因沒(méi)有更為詳細(xì)的關(guān)于這些型號(hào)CVT的技術(shù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，所以當(dāng)時(shí)無(wú)法判定具體的故障。鑒于設(shè)備要盡快投運(yùn)（該站載波通訊的結(jié)合濾波器接在這臺(tái)CVT下），檢修人員就將這臺(tái)CVT拆下，我局物資公司通知設(shè)備廠家在鄭州的辦事處，第二天就送來(lái)一臺(tái)新的電容式電壓互感器。
新CVT與原來(lái)的型號(hào)一樣，只是電磁單元的結(jié)構(gòu)稍有不同。有這臺(tái)新CVT作參考，工作人員又對(duì)拆下的CVT電磁單元的線圈直流電阻和在二次側(cè)加壓重做了試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。這些數(shù)據(jù)表明，T金線路側(cè)電容式電壓互感器電磁單元的中壓互感器一次繞組發(fā)生了短路。于是，工作人員很快對(duì)新CVT進(jìn)行了試驗(yàn)和安裝，及時(shí)投入了運(yùn)行，并將舊CVT運(yùn)回局里準(zhǔn)備解剖檢查。
2CVT解體檢查和故障原因分析
2001年4月，我局專業(yè)技術(shù)人員和CVT廠家人員一起，對(duì)拆下的CVT進(jìn)行了解體檢查。當(dāng)工作人員用扳手?jǐn)Q松電磁單元油箱法蘭的幾顆螺栓后，刺鼻和刺眼的油氣從法蘭縫隙朝外噴出，明顯感到內(nèi)部聚有很大壓力。拆完一圈螺栓，用天車將電容器單元稍微吊離下節(jié)油箱，在取下中間電壓端子A′和中壓電容C2下端接線端子δ與電磁單元之間的引線時(shí)，發(fā)現(xiàn)固定中壓電容C2下端接線端子δ的4只螺栓少了一只，因油箱中的油較滿，也看不到這只螺栓掉到了哪里。工作人員用器具把油箱中的油慢慢抽出，當(dāng)油面低于中壓互感器的接線板時(shí)，人們終于看清了，掉下的螺栓落在了中壓互感器一次繞組抽頭的幾個(gè)接線柱中間。在螺栓與接線柱接觸的地方，發(fā)現(xiàn)有輕微的短路熔焊痕跡。油箱中的油已經(jīng)失去了其應(yīng)有的淡黃色，而變成了象醬油一樣的黑褐色。在往外抽油的過(guò)程中，油中不斷有氣體逸出，油中泛起黑褐色的泡沫。當(dāng)油被全部抽完后，人們看到了中壓互感器的鐵芯已經(jīng)燒得沒(méi)有了硅鋼片特有的光澤，最外層的硅鋼片已被燒變了形，中間鼓起來(lái)了。中壓互感器繞組外面包的白布帶已被燒成黑炭質(zhì)，用手一扣就有渣子掉下來(lái)。油箱內(nèi)壁沾滿了含有炭質(zhì)的油漬，用手一摸全是黑。為了拆掉補(bǔ)償電抗器的引線，工作人員將出線端子盒上方的蓋板拆開，發(fā)現(xiàn)這個(gè)蓋板因內(nèi)部壓力太大已經(jīng)鼓肚。至此，CVT的故障已經(jīng)十分清楚，那就是中壓互感器一次線圈燒損。既是這樣，我們還是讓油務(wù)人員取了油樣，進(jìn)行了油色譜分析。分析結(jié)果：除乙炔為零值外，總烴和氫氣均大大超過(guò)注意值；經(jīng)計(jì)算三比值為020，故障類型是低溫過(guò)熱（150～300℃），這進(jìn)一步印證了故障的情況。根據(jù)對(duì)CVT解體檢查所發(fā)現(xiàn)的情況，我局技術(shù)人員和設(shè)備廠家人員一致認(rèn)為，造成中間單元燒損的原因是，固定中壓電容C2下端的一只螺栓掉入中壓互感器一次繞組的接線柱叢中，使一次繞組部分線匝被短接，其交流阻抗減小，一次電流超過(guò)額定值，造成一次繞組燒毀。但螺栓造成的短路不是太嚴(yán)重，或者說(shuō)被螺栓短接的匝數(shù)并不多，因?yàn)槿绻搪穱?yán)重，短路電流所產(chǎn)生的熱將在短時(shí)間內(nèi)使變壓器油分解出大量氣體，這有可能造成下節(jié)油箱爆炸，或使高壓電容C1兩端所加電壓太高而使其爆炸。至于這只螺栓為什么會(huì)在運(yùn)行中脫落，我們認(rèn)為，這是該設(shè)備在安裝時(shí)未緊固好，工序間檢查時(shí)也未發(fā)現(xiàn)。設(shè)備運(yùn)行后，它位于中壓互感器的交變電磁場(chǎng)中，在交變電磁場(chǎng)的作用下不斷振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和向下移位，以至于最后脫落，造成中間互感器一次繞組短路。所幸的是，在這次對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行了更換，防止了更為嚴(yán)重的設(shè)備事故發(fā)生。
3經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
電容式電壓互感器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，但象這次因螺栓脫落而造成故障的情況卻是十分罕見(jiàn)的。對(duì)電力設(shè)備制造廠家來(lái)說(shuō)，在出廠產(chǎn)品中若萬(wàn)分之一有問(wèn)題，對(duì)設(shè)備用戶來(lái)說(shuō)就是百分之百的故障隱患。T金線路側(cè)的這只CVT，幸虧發(fā)現(xiàn)及時(shí)，才未釀成更大的設(shè)備事故。因此，作為電力設(shè)備的生產(chǎn)廠家，安裝人員一定要加強(qiáng)責(zé)任心，質(zhì)檢人員一定要把好驗(yàn)收關(guān)，以確保每臺(tái)產(chǎn)品的質(zhì)量。
引起爬行的原因很多,但主要有以下兩個(gè)方面。
1.摩擦阻力的變化引起爬行
機(jī)床床身導(dǎo)軌工作臺(tái)導(dǎo)軌面都是經(jīng)過(guò)磨削或刮削獲得的,宏觀上看是平直而光滑的,但在微觀下卻總存在有較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡。實(shí)際上,兩接觸貼合面只有兩面的微峰峰尖接觸,所以實(shí)際接觸面積是非常小的,因而峰尖所承受的壓力非常之大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其彈性變形極限而出現(xiàn)的塑性變形,尤其是大型機(jī)床更為突出。此外,發(fā)生塑性變形的接觸點(diǎn)的金屬分子在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的粘結(jié)作用。由于參差不同高度的峰谷會(huì)出現(xiàn)互相交錯(cuò)咬合,在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)便產(chǎn)生“犁刨”現(xiàn)象。這便是機(jī)床兩相對(duì)貼合運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌表面產(chǎn)生摩擦阻力的主要潛因。
機(jī)床的爬行現(xiàn)象主要發(fā)生在低速滑動(dòng)時(shí),因?yàn)楦咚贂r(shí)工作臺(tái)導(dǎo)軌面在微觀存在的較小間距和峰谷間儲(chǔ)存著微量油液,在高速作用的貼合運(yùn)動(dòng)中容易形成動(dòng)壓油膜,而將兩貼合導(dǎo)軌面隔離開,摩擦系數(shù)此時(shí)是非常小的。然而,在低速滑動(dòng)時(shí),則較難形成動(dòng)壓油膜,從而出現(xiàn)由微峰直接接觸的邊界。這時(shí)導(dǎo)軌表面的微峰由于直接接觸,壓力極高,因而發(fā)生塑性變形,導(dǎo)致接觸處產(chǎn)生局部振動(dòng)、高熱、運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn),出現(xiàn)金屬分子的燒結(jié),也稱“冷焊”,這時(shí)摩擦系數(shù)是相當(dāng)大的。
實(shí)驗(yàn)證明,在邊界條件下摩擦系數(shù)與滑動(dòng)速度之間呈現(xiàn)如圖1所示的函數(shù)關(guān)系。
在實(shí)踐中,我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn):需推動(dòng)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)所用的力要大于維持這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)所用的力。也就是說(shuō)靜摩擦力(靜摩擦系數(shù))大于動(dòng)摩擦力(動(dòng)摩擦系)。如圖1,μ0表示邊界的摩擦系數(shù)作為滑動(dòng)速度的函數(shù)曲線。在相互貼合的工作面低速滑動(dòng)開始的短暫時(shí)間內(nèi),摩擦系數(shù)μ0從靜止?fàn)顟B(tài)下的最大值開始呈迅速下降趨勢(shì)至最小值。此時(shí)工作臺(tái)表現(xiàn)為向前沖動(dòng),又隨速度μ0的增大而開始上升。當(dāng)上升到較大值時(shí),摩擦阻力增大,工作臺(tái)趨向靜止。此時(shí),由于摩擦阻力的增大,相對(duì)的驅(qū)動(dòng)力也隨之增大,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力增大到足以克服摩擦阻力時(shí),工作臺(tái)又重復(fù)出現(xiàn)以前那種沖動(dòng),驅(qū)動(dòng)力隨之減小。這個(gè)驅(qū)功力和摩擦阻力不斷循環(huán)變化的過(guò)程,就是工作臺(tái)時(shí)走時(shí)停的循環(huán)沖動(dòng)的過(guò)程,這便是爬行。
2.滑動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的剛性對(duì)爬行的影響
機(jī)床的滑動(dòng)部件,如龍門刨床和龍門銑床的工作臺(tái)是蝸桿與蝸輪傳動(dòng);鏜床的工作臺(tái)是光桿與齒輪及齒輪與齒條傳動(dòng);磨床的工作臺(tái)是液壓傳動(dòng);不論哪一種傳動(dòng),傳動(dòng)系統(tǒng)與滑動(dòng)部件的連接決不是完全剛性的。從而產(chǎn)生以下的問(wèn)題:①傳動(dòng)副中存在一定的傳動(dòng)間隙。如鏜床的工作臺(tái)就有光桿與齒輪,齒輪與齒條等多個(gè)傳遞環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)必須存在一定的間隙。②傳動(dòng)件由于剛性問(wèn)題必須存在彈性變形。如軸類零件的扭轉(zhuǎn)變形(如傳動(dòng)軸、螺桿、光桿等),這些傳動(dòng)系統(tǒng)可以理解為相當(dāng)于一個(gè)彈簧系統(tǒng),在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)滑動(dòng)工作時(shí),傳動(dòng)件(如傳動(dòng)光桿)剛性越差,彈性變形則越嚴(yán)重,傳遞動(dòng)力就越不平穩(wěn)。所以,在驅(qū)動(dòng)力和摩擦阻力不斷地循環(huán)變化過(guò)程中,又可以理解為一個(gè)不斷地蓄能、放能的循環(huán)過(guò)程,即爬行的過(guò)程。
下面再以液壓傳動(dòng)的磨床來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題。磨床加工精度高,要求工作平穩(wěn)性和精確程度高,因此對(duì)爬行振動(dòng)的特殊形式特別敏感。又由于磨床是以油液作為傳遞動(dòng)力介質(zhì)的,所以磨床最容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。因此,對(duì)磨床的爬行的討論就更有意義。
為什么以油液作為傳遞動(dòng)力介質(zhì)的磨床更容易出現(xiàn)爬行呢?這是因?yàn)?①油液具有可壓縮性,當(dāng)然這種可壓縮性很小,一般情況下可以忽略不計(jì)。盡管如此,油液的剛性畢竟比剛體的剛性要差的多。②在這里關(guān)鍵的問(wèn)題是組成液壓系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。如油泵、油管、接頭、控制閥、油缸等密封不太嚴(yán)密,在運(yùn)動(dòng)的作用下常常會(huì)侵入空氣?？諝馇秩胍簤合到y(tǒng)中,或溶解在油液中或形成氣泡浮游在油液中。空氣的可壓縮性則是極大的(大約相當(dāng)油液的一萬(wàn)倍)。這樣,侵入了空氣的油液則必然增大了油液本身存在的可縮性。因此,液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就成了一個(gè)十足的“彈簧環(huán)節(jié)”。
下面具體分析磨床工作臺(tái)的爬行情況。從示意圖2看,侵入空氣的油液進(jìn)入油缸的左腔,左腔的氣泡受到壓縮,壓縮到一定壓力時(shí)才能克服工作臺(tái)與導(dǎo)軌之間的摩擦阻力,工作臺(tái)開始向右方移動(dòng)。開始移動(dòng)的短暫時(shí)段內(nèi),靜摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦力,摩擦力由大值驟然下降,工作臺(tái)向右方?jīng)_動(dòng)。此時(shí),左腔的油液壓力隨之降低,氣泡逸出隨之膨脹。向右沖動(dòng)的工作臺(tái)又使右腔壓力油液中的氣泡受到壓縮,工作臺(tái)的阻力增大,致使工作臺(tái)沖動(dòng)受阻,速度降低,趨向靜此。此時(shí)左腔的油液壓力又增大,直到克服工作臺(tái)的近乎靜摩擦力再向前沖動(dòng)。如此不斷的循環(huán),便形成了工作臺(tái)時(shí)走時(shí)停地沖動(dòng),即為爬行。
二、消除爬行的措施
1.有效地降低摩擦阻力
有效地改善導(dǎo)軌摩擦阻力的變化環(huán)境,在于減小摩擦曲線隨運(yùn)動(dòng)速度增加而下降的斜率,也就是減小靜、動(dòng)摩擦系數(shù)差,其重要措施在于有效地改善環(huán)境。
⑴改善導(dǎo)軌的環(huán)境,保證較為有效的油量及較好的油油性,粘度適宜。對(duì)于工作臺(tái)載荷大的大型機(jī)床應(yīng)采用粘度高耐磨的專業(yè)導(dǎo)軌油。
⑵在單靠油本身難以達(dá)到性能要求的情況下,可以通過(guò)改善工作面的儲(chǔ)油條件(如在平整的工作面表面刮花);加入添加劑,改善油的性能。例如加入三甲酚磷酸脂、硫化鯨魚油、M0S2油劑等,或者在導(dǎo)軌上涂一層固體M0S2劑。
⑶對(duì)大型和高精度機(jī)床采用液體靜壓導(dǎo)軌。液體靜壓導(dǎo)軌就是在導(dǎo)軌面上開出一定面積的油腔,讓壓力油通過(guò)節(jié)流器進(jìn)入油腔,在兩導(dǎo)軌面之間保持一定厚度的油膜,形成完全液體摩擦。這種靜壓導(dǎo)軌摩擦系數(shù)較小,無(wú)論滑動(dòng)速度多么低,工作臺(tái)均能平穩(wěn)移動(dòng)無(wú)爬行。但靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,應(yīng)用受到限制。
⑷在導(dǎo)軌上粘貼一層TSF導(dǎo)軌軟帶(TSF導(dǎo)軌軟帶是一種以聚四氟乙烯為基的高分子復(fù)合材料,具有優(yōu)異的摩擦特性,摩擦系數(shù)很低,約為鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌的1/10)。在當(dāng)機(jī)床導(dǎo)軌磨損較重,修復(fù)困難時(shí)采用TSF導(dǎo)軌軟帶是一種非常省事的辦法。
2.提高傳動(dòng)系統(tǒng)剛性
⑴提高傳動(dòng)零件的加工精度;零部件的裝配進(jìn)度,盡量減小裝配間隙。裝配合理,如零件的平行、垂直關(guān)系,軸的同心,螺紋連接的松緊程度等。
⑵在機(jī)械傳動(dòng)中,除盡量減少動(dòng)力傳遞層次,對(duì)傳動(dòng)類零件從材料和工藝上提高其剛性。
⑶對(duì)液壓機(jī)床主要是防止液壓系統(tǒng)的空氣侵入。增強(qiáng)液壓元件及接合處的密封程度。在快速往復(fù)移動(dòng)的狀態(tài)下,合理有效的可開啟排氣閥將空氣排出。
三、其它爬行實(shí)例消除的措施
1.導(dǎo)軌表面拉傷或液壓油缸內(nèi)銹蝕拉毛
有些機(jī)床由于防護(hù)裝置密封不良,濾油器損壞,機(jī)械雜質(zhì)和金屬切削末進(jìn)入導(dǎo)軌摩擦面或液壓油中,從而導(dǎo)致導(dǎo)軌表面拉傷或油缸內(nèi)表面銹蝕拉氣,使其表面粗糙,摩擦阻力增大,工作臺(tái)不能確保正常運(yùn)行而導(dǎo)致爬行。
消除方法:①采用耐磨涂層修補(bǔ)拉傷表面,精心修刮導(dǎo)軌,使其平直度和表面粗糙度恢復(fù)正常,選用油性好,粘度適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌油。②修刮油缸內(nèi)銹蝕拉毛處,如果拉毛程度較嚴(yán)重時(shí),可上銼床按間隙配合塞,選用油質(zhì)好的液壓油。
2.機(jī)床導(dǎo)軌面缺油,或用油不當(dāng)或油已經(jīng)氧化變質(zhì),從而使機(jī)床產(chǎn)生爬行
消除方法:①機(jī)床導(dǎo)軌面必須有充足的油而產(chǎn)生油膜,減小摩擦阻力。②保證油質(zhì),因?yàn)橛驮跍囟壬叩臈l件下,生成氧化膠質(zhì),產(chǎn)生酸性腐蝕,使表面發(fā)澀。所以對(duì)機(jī)床回油進(jìn)行冷卻降溫,定期換油,檢測(cè)酸性基礎(chǔ)上,防止油的氧化膠質(zhì)形成。
3.高速轉(zhuǎn)動(dòng)件處于動(dòng)平衡,其不平衡點(diǎn)產(chǎn)生離心力而出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)波,波及導(dǎo)軌產(chǎn)生爬行
消除方法:對(duì)電機(jī)和其它高速部件進(jìn)行動(dòng)平衡處理,例如在其底座安裝彈性支承板,添置可調(diào)千斤頂作支承以抵消高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力,除低自激振動(dòng),或墊橡膠、羊毛氈等防振材料,以減少機(jī)械振動(dòng)時(shí)對(duì)導(dǎo)軌的影響。
機(jī)床爬行現(xiàn)象作為一種較為常見(jiàn)的機(jī)床故障,引發(fā)的原因是多方面的,主要是機(jī)械、液壓、、電器等幾個(gè)方面,在這里不能逐一闡述。在實(shí)際維修中,須針對(duì)具體情況進(jìn)行分析,從分析中找到問(wèn)題的癥結(jié),以找到解決問(wèn)題的最佳措施。
[關(guān)鍵詞]鍋爐故障故障預(yù)測(cè)
一、鍋爐故障的可預(yù)測(cè)性
鍋爐是由汽水、燃燒及煙風(fēng)等子系統(tǒng)組成的復(fù)雜多層次系統(tǒng)，而每個(gè)子系統(tǒng)又可以劃分為若干次級(jí)子系統(tǒng)和部件，各層次子系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的，只要某一個(gè)子系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蚴?，就可能會(huì)使其它子系統(tǒng)產(chǎn)生功能異?；蚴В踔潦拐麄€(gè)機(jī)組處于故障狀態(tài)，并且從原發(fā)性故障到系統(tǒng)級(jí)故障的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)量變到質(zhì)變的過(guò)程。故鍋爐故障具有層次性、相關(guān)性、延時(shí)性的特點(diǎn)。
鍋爐故障一般具有一定的時(shí)延性，即從原發(fā)性故障到系統(tǒng)故障的發(fā)生、發(fā)展與形成，是一個(gè)漸變過(guò)程。以其高溫過(guò)熱器壁溫為例，其某一時(shí)刻的壁溫值，與其在過(guò)去時(shí)刻的壁溫值有一定的關(guān)系，使其壁溫序列間有一定的關(guān)聯(lián)性(確定性)，這種關(guān)聯(lián)性是鍋爐故障預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。另外，由于影響高溫過(guò)熱器壁溫的因素很多，如負(fù)荷、煙氣溫度、主蒸汽溫度等，它們之間相互關(guān)聯(lián)，且在鍋爐運(yùn)行中還受一些不確定因素的影響，使其故障預(yù)測(cè)具有一定的隨機(jī)性，這種隨機(jī)性使壁溫序列間的關(guān)聯(lián)性減弱，這就決定了高溫過(guò)熱器壁溫值小能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)，而只能從統(tǒng)計(jì)意義上做出最佳預(yù)測(cè)，使預(yù)測(cè)誤差滿足一定的精度要求。故障預(yù)測(cè)是故障診斷的一部分，故障診斷的最終目的就是為了指導(dǎo)運(yùn)行和維修，因此，進(jìn)行鍋爐故障預(yù)測(cè)，對(duì)提高鍋爐現(xiàn)代化運(yùn)行水平和機(jī)組可用率具有重要意義。
二、鍋爐故障預(yù)測(cè)相關(guān)知識(shí)
人工智能故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)是隨著現(xiàn)代化技術(shù)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展而出現(xiàn)的一門新型技術(shù)，它能鑒別設(shè)備的狀態(tài)是否正常，發(fā)現(xiàn)和確定故障的部位和性質(zhì)并提出相應(yīng)的對(duì)策，以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，降低設(shè)備全壽命周期費(fèi)用。且采用故障預(yù)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的早期發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，便于對(duì)火電機(jī)組及時(shí)調(diào)整以避免惡性事故的發(fā)生，使機(jī)組能安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)預(yù)測(cè)期限長(zhǎng)短的不同可將故障預(yù)測(cè)分為：長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，為了制定鍋爐機(jī)組的長(zhǎng)遠(yuǎn)維修計(jì)劃和維修決策而進(jìn)行的預(yù)測(cè)。時(shí)間一般為一個(gè)月以上。預(yù)測(cè)精度要求低；中期預(yù)測(cè)，對(duì)鍋爐機(jī)組在未來(lái)比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為機(jī)組的中期維修計(jì)劃和維修決策服務(wù)。時(shí)間一般為一周左右。預(yù)測(cè)精度要求較低；短期預(yù)測(cè)，對(duì)鍋爐機(jī)組的近期發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。時(shí)間為一大左右。對(duì)預(yù)測(cè)精度要求高。對(duì)于中、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，由于精度要求不高，可考慮采取簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)模型，建立單變量時(shí)間序列模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。而對(duì)于短期預(yù)測(cè)，由于對(duì)精度要求較高，同時(shí)也由于各相關(guān)因素對(duì)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)值影響較大，因此在進(jìn)行短期預(yù)測(cè)時(shí)，除了要考慮時(shí)間序列本身外，還應(yīng)適當(dāng)將其他相關(guān)因素考慮進(jìn)去，這就需要建立多變量時(shí)間序列模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，以滿足短期預(yù)測(cè)對(duì)精度的要求。
三、常用的鍋爐故障預(yù)測(cè)方法
近年來(lái)不少研究者采用線性回歸分析法、時(shí)間序列分析法、灰色模型預(yù)測(cè)法、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法進(jìn)行鍋爐設(shè)備故障診斷研究，以探索快速有效的故障診斷與預(yù)測(cè)方法。常用的預(yù)測(cè)方法有：
（一）線性回歸分析法
回歸分析是尋找?guī)讉€(gè)不完全確定的變量間的數(shù)學(xué)關(guān)系式之間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷的一種方法。在這種關(guān)系式中最簡(jiǎn)單的是線性回歸分析。
(二)時(shí)間序列分析法
時(shí)間序列是指按時(shí)間順序排列的一組數(shù)據(jù):時(shí)間序列分析法是指采用參數(shù)模。型對(duì)所觀測(cè)到的有序的隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理的一種數(shù)據(jù)處理方法。時(shí)間序列。分析法主要參數(shù)模型有以下四種:①曲線擬合②指數(shù)平滑③季節(jié)模型④線性隨機(jī)模型。時(shí)間序列分析法主要適用于進(jìn)行單因素預(yù)測(cè)，而對(duì)鍋爐故障預(yù)測(cè)這種既有確定性趨勢(shì)，又有一定的隨機(jī)性的多因素預(yù)測(cè)時(shí)，需要進(jìn)行確定性趨勢(shì)的分離，計(jì)算比較復(fù)雜，同時(shí)還需對(duì)分離殘差的零均值及平穩(wěn)性進(jìn)行假定，且其預(yù)測(cè)的精度不高。
(三)灰色模型預(yù)測(cè)法
灰色模型預(yù)測(cè)法是按灰色系統(tǒng)理論建立預(yù)測(cè)模型，它是根據(jù)系統(tǒng)的普遍發(fā)展。規(guī)律，建立一般性的灰色微分方程，然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)序列的擬合，求得微分方程的系數(shù)，從而獲得灰色預(yù)測(cè)模型方程。應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論作故障預(yù)測(cè)主要有兩種方法，一是基于灰色系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程GM(或DM)的灰色預(yù)測(cè)模型，二是基于殘差信息數(shù)據(jù)列的殘差辨識(shí)預(yù)測(cè)模型。其中,GM(1,1)預(yù)測(cè)模型即1階1個(gè)變量的微分方程描述的灰色模型比較常用?；疑A(yù)測(cè)的解從數(shù)學(xué)的角度看，相當(dāng)于冪級(jí)數(shù)的疊加，它包含了一般線性回歸和冪級(jí)數(shù)回歸的內(nèi)容，故灰色預(yù)測(cè)模型優(yōu)于一般的線性回歸或指數(shù)曲線擬合，也好于確定性時(shí)間序列分析法。灰色預(yù)測(cè)模型不要很多的原始數(shù)據(jù)，短數(shù)據(jù)GM(1,1)模型有較高的預(yù)測(cè)精度，并具有計(jì)算簡(jiǎn)單速度快的優(yōu)點(diǎn)。
（四）專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)能成功地解決某些專門領(lǐng)域的問(wèn)題，也有很多優(yōu)點(diǎn)，但經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐表明，它離專家的水平總是相差一段距離，有時(shí)在某些問(wèn)題上還不如一個(gè)初學(xué)者。分析其原因，主要有以下幾方面:知識(shí)獲取的“瓶頸”問(wèn)題；模擬專家思維過(guò)程的單一推理機(jī)制的局限性；系統(tǒng)缺乏自學(xué)習(xí)能力。
(五)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷存在很多問(wèn)題，它不能很好的利用領(lǐng)域?qū)＜曳e累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，只利用一些明確的故障診斷實(shí)例，而且需要一定數(shù)量的樣本學(xué)習(xí)，通過(guò)訓(xùn)練最后得到的是一些闌值矩陣和權(quán)值矩陣，而不是像專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)那樣的邏輯推理產(chǎn)生式，所以缺乏對(duì)診斷結(jié)果的解釋能力。目前應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練收斂速度慢，因此無(wú)法應(yīng)用于實(shí)時(shí)診斷，只能處理歷史記錄數(shù)據(jù)。
（六）專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合
專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相結(jié)合的方法是目前研究的熱點(diǎn)。由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)，它可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行分布處理和知識(shí)獲取自動(dòng)化等特點(diǎn)，解決專家系統(tǒng)存在的知識(shí)獲取的“瓶頸”、推理能力弱、容錯(cuò)能力差、處理大型問(wèn)題較為困難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)并行聯(lián)想和自適應(yīng)推理，提高系統(tǒng)的智能水平，使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)處理能力和較高的穩(wěn)定性。同傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)相比，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)具有以下幾種優(yōu)點(diǎn):具有統(tǒng)一的內(nèi)部知識(shí)表示形式，任何知識(shí)規(guī)則都可通過(guò)對(duì)范例的學(xué)習(xí)存儲(chǔ)于同一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各連接權(quán)中，便于知識(shí)庫(kù)的組織和管理，通用性強(qiáng);知識(shí)容量大，可把大量知識(shí)存儲(chǔ)于一個(gè)相對(duì)小得多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中；便于知識(shí)的自動(dòng)獲取，能夠自適應(yīng)環(huán)境的變化；推理過(guò)程為并行的數(shù)值計(jì)算過(guò)程，避免了推理速度慢效率低等問(wèn)題;推理速度快；具有聯(lián)想、記憶、類比等形象思維能力，可工作于所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)以外的范圍；實(shí)現(xiàn)了知識(shí)表示、存儲(chǔ)和推理三者融為一體，即都由一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣宗禮，《人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論》高等教育出版社，2001。
（1）先動(dòng)口再動(dòng)手：對(duì)于有故障的電氣設(shè)備，不應(yīng)急于動(dòng)手，應(yīng)先詢問(wèn)產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過(guò)及故障現(xiàn)象。對(duì)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(gè)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(méi)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(wú)明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對(duì)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(wú)故障后，再進(jìn)行電氣方面的檢查。檢查電路故障時(shí)，應(yīng)利用檢測(cè)儀器尋找故障部位，確認(rèn)無(wú)接觸不良故障后，再有針對(duì)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(dòng)態(tài):在設(shè)備未通電時(shí)，判斷電氣設(shè)備按鈕、接觸器、熱繼電器以及保險(xiǎn)絲的好壞，從而判定故障的所在。通電試驗(yàn)，聽(tīng)其聲、測(cè)參數(shù)、判斷故障，最后進(jìn)行維修。如在電動(dòng)機(jī)缺相時(shí)，若測(cè)量三相電壓值無(wú)法著判別時(shí)，就應(yīng)該聽(tīng)其聲，單獨(dú)測(cè)每相對(duì)地電壓，方可判斷哪一相缺損。
（5）先清潔后維修:對(duì)污染較重的電氣設(shè)備，先對(duì)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(gè)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(jiàn)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(lái)測(cè)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(shí)，再考慮更換損壞的電氣部件。
（9）先直流后交流:檢修時(shí)，必須先檢查直流回路靜態(tài)工作點(diǎn)，再交流回路動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)。
（10）先故障后調(diào)試:對(duì)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(guò)看、聞、聽(tīng)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(chǎng)人員詢問(wèn)情況，包括故障外部表現(xiàn)、大致部位、發(fā)生故障時(shí)環(huán)境情況。如有無(wú)異常氣體、明火、熱源是否靠近電器、有無(wú)腐蝕性氣體侵入、有無(wú)漏水，是否有人修理過(guò)，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(wú)損壞、連線有無(wú)斷路、松動(dòng)，絕緣有無(wú)燒焦，螺旋熔斷器的熔斷指示器是否跳出，電器有無(wú)進(jìn)水、油垢，開關(guān)位置是否正確等。試車，通過(guò)初步檢查，確認(rèn)有會(huì)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(wú)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(dòng)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(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，因此可以根據(jù)火花的有無(wú)、大小等現(xiàn)象來(lái)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(shí)，說(shuō)明線頭松動(dòng)或接觸不良。電器的觸點(diǎn)在閉合、分?jǐn)嚯娐窌r(shí)跳火說(shuō)明電路通，不跳火說(shuō)明電路不通?？刂齐妱?dòng)機(jī)的接觸器主觸點(diǎn)兩相有火花、一相無(wú)火花時(shí)，表明無(wú)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(dòng)機(jī)相間短路或接地；三相火花都比正常大，可能是電動(dòng)機(jī)過(guò)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(dòng)按鈕，如按鈕常開觸點(diǎn)閉合位置斷開時(shí)有輕微的火花，說(shuō)明電路通路，故障在接觸器的機(jī)械部分；如觸點(diǎn)間無(wú)火花，說(shuō)明電路是斷路。動(dòng)作程序：電器的動(dòng)作程序應(yīng)符合電氣說(shuō)明書和圖紙的要求。如某一電路上的電器動(dòng)作過(guò)早、過(guò)晚或不動(dòng)作，說(shuō)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(jiǎn)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(cè)量電壓法測(cè)量電壓法是根據(jù)電器的供電方式，測(cè)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(cè)量法、分段測(cè)量法和點(diǎn)測(cè)法。
（3）測(cè)電阻法可分為分階測(cè)量法和分段測(cè)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(duì)比、置換元件、逐步開路（或接入）法。①對(duì)比法：把檢測(cè)數(shù)據(jù)與圖紙資料及平時(shí)記錄的正常參數(shù)相比較來(lái)判斷故障。對(duì)無(wú)資料又無(wú)平時(shí)記錄的電器，可與同型號(hào)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(gè)元件共同控制同一設(shè)備時(shí)，可以利用其他相似的或同一電源的元件動(dòng)作情況來(lái)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，一般有明顯的外部表現(xiàn)，如冒煙、有火花等。電動(dòng)機(jī)內(nèi)部或帶有護(hù)罩的電路短路、接地時(shí)，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(shí)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(jiǎn)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(shí)，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(shí)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。
（5）強(qiáng)迫閉合法在排隊(duì)電器故障時(shí)，經(jīng)過(guò)直觀檢查后沒(méi)有找到故障點(diǎn)而手下也沒(méi)有適當(dāng)?shù)膬x表進(jìn)行測(cè)量，可用一絕緣棒將有關(guān)繼電器、接觸器、電磁鐵等用外力強(qiáng)行按下，使其常開觸點(diǎn)閉合，然后觀察電器部分或機(jī)械部分出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，如電動(dòng)機(jī)從不轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備相應(yīng)的部分從不動(dòng)到正常運(yùn)行等。
（6）短接法設(shè)備電路或電器的故障大致歸納為短路、過(guò)載、斷路、接地、接線錯(cuò)誤、電器的電磁及機(jī)械部分故障等六類。諸類故障中出現(xiàn)較多的為斷路故障。它包括導(dǎo)線斷路、虛連、松動(dòng)、觸點(diǎn)接觸不良、虛焊、假焊、熔斷器熔斷等。對(duì)這類故障除用電阻法、電壓法檢查外，還有一種更為簡(jiǎn)單可靠的方法，就是短接法。方法是用一根良好絕緣的導(dǎo)線，將所懷疑的斷路部位短路接起來(lái)，如短接到某處，電路工作恢復(fù)正常，說(shuō)明該處斷路。具體操作可分為局部短接法和長(zhǎng)短接法。以上幾種檢查方法，要活學(xué)活用，遵守安全操作規(guī)章。對(duì)于連續(xù)燒壞的元器件應(yīng)查明原因后再進(jìn)行更換；電壓測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮到導(dǎo)線的壓降；不違反設(shè)備電器控制的原則，試車時(shí)手不得離開電源開關(guān)，并且保險(xiǎn)應(yīng)使用等量或略小于額定電流；注意測(cè)量?jī)x器的擋位的選擇。
關(guān)鍵詞：故障分量，差動(dòng)保護(hù)，變壓器保護(hù)，閘間短路，高阻接地故障
0引言
比率差動(dòng)保護(hù)因能可靠檢出區(qū)內(nèi)故障，很好的躲避穿越性電流被廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)保護(hù)中，在變壓器的保護(hù)中的應(yīng)用更是由來(lái)已久。但由于受到負(fù)荷電流的干擾，制動(dòng)電流不能很好的反映故障電流的大小，被負(fù)荷電流所淹沒(méi)，使得對(duì)輕微故障的檢測(cè)靈敏度過(guò)低。故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)，由于減去了負(fù)荷分量的影響，對(duì)輕微故障的檢測(cè)具有很高的的靈敏度，大型變壓器容量很大，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，低壓側(cè)的等效電阻非常小，往往只有1歐左右(如容量為150MVA，低壓側(cè)為10KV，0.6667歐)，傳統(tǒng)比率差動(dòng)保護(hù)對(duì)低壓側(cè)高阻接地故障的靈敏的不夠，故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)卻能很好地檢出故障，因而因該在大型變壓器保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。
變壓器在額定負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，發(fā)生輕微匝間短路故障時(shí)（2%匝短路），傳統(tǒng)的比率差動(dòng)保護(hù)往往沒(méi)有足夠的靈敏度檢出故障。雖然差流大于了啟動(dòng)電流門檻值，由于制動(dòng)電流加上了變壓器的一倍負(fù)荷電流，要檢出此類故障，比率制動(dòng)系數(shù)（K值）將整得很低，會(huì)減弱比率差動(dòng)保護(hù)抗CT飽和的能力，區(qū)外故障時(shí)很容易誤動(dòng)作，因此，實(shí)際的做法往往是降低保護(hù)的靈敏度，等待匝間故障進(jìn)一步發(fā)展，差流、制動(dòng)電流進(jìn)入動(dòng)作區(qū)內(nèi)，保護(hù)再出口跳閘，這對(duì)變壓器必將造成嚴(yán)重的損害。傳統(tǒng)的比率差動(dòng)抗CT飽和的能力是很弱的，必須增加額外的補(bǔ)充判據(jù)，防止保護(hù)誤動(dòng)。
對(duì)于故障分量的比率差動(dòng)，制動(dòng)電流去掉了負(fù)荷電流的干擾，k值（1.7）可以整定的很高，變壓器在額定負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，發(fā)生輕微匝間短路故障時(shí)，保護(hù)具有足夠的靈敏度檢出故障，同時(shí)對(duì)低壓側(cè)區(qū)內(nèi)高阻接地故障的檢測(cè)靈敏度也提高了很多,由于k值很大,具有足夠的抗CT飽和的能力。
本文對(duì)故障分量的比率差動(dòng)的設(shè)計(jì)思想和特性曲線的參數(shù)的選擇作相應(yīng)的理論分析，同時(shí)建模驗(yàn)證算法的正確性。
1故障分量的比率差動(dòng)算法的建立
1．1基本算法
故障分量的比率差動(dòng)算法為傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)中的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別減去正常時(shí)候的負(fù)荷電流而得到。以兩圈變壓器的縱連差動(dòng)為例，以流入變壓器為正方向，如式（1）：
(1)
其中，,
--變壓器高、低壓側(cè)的故障分量電
--為變壓器正常運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁電流
—分別為變壓器高壓側(cè)低壓側(cè)電流和正常時(shí)的穿越性負(fù)荷電流
K—為比率差動(dòng)的比率制動(dòng)系數(shù)
從上式中可以看出：
，（2）
故障分量的比率差動(dòng)電流和傳統(tǒng)的比率差動(dòng)電流相差一倍正常時(shí)磁電流，只是制動(dòng)電流增加了兩倍穿越性的負(fù)荷電流（略去勵(lì)磁電流不計(jì)）。
1．2故障分量的提取
故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)性能的好壞，關(guān)鍵在于故障分量的提取。對(duì)于不同的保護(hù)設(shè)備，故障分量的提取很不相同，考慮到針對(duì)變壓器這一電力系統(tǒng)中的特殊元件，對(duì)故障分量的提取提出了一些具體的要求。首先，應(yīng)該準(zhǔn)確減去負(fù)荷電流。其次，在轉(zhuǎn)換性故障和故障重疊的時(shí)候不受第一次故障的影響，在第一次故障達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)侯，第二次故障到來(lái)的時(shí)候，能快速檢測(cè)出故障來(lái)。
但在具體實(shí)現(xiàn)的時(shí)候會(huì)遇到如下困難：
在故障的發(fā)展過(guò)程中,故障前負(fù)荷電壓（電流）在不斷的變化,以第一次故障前的電壓（電流）為基準(zhǔn),會(huì)帶來(lái)誤差.但故障前電壓在不斷的變化只能引起Δi1正序分量的提取,對(duì)Δi2,Δi0分量的提取沒(méi)有影響,由變壓器保護(hù)只是使用電器量進(jìn)行比較,不涉及參數(shù)的計(jì)算,如阻抗,方向等,精度足夠.
由于記錄下故障前的電流量作為負(fù)荷量,故障中的量和故障前的電流量作差值提取Δih,Δil.但隨著故障時(shí)間的延長(zhǎng),存在定時(shí)誤差,故障后的電器量和故障前的電器量的相角差越來(lái)越大,Δih,Δil誤差也越來(lái)越大,使得Δicd值不變(誤差被減掉)Δizd值越來(lái)越小,所以計(jì)算K值隨著時(shí)間偏移越來(lái)越大,只能限制故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)的開放時(shí)間,否則在區(qū)外故障時(shí)由于隨時(shí)間積累的相角差會(huì)使保護(hù)誤動(dòng),但開放時(shí)僅太短又會(huì)使得在發(fā)展性故障中不能檢出第二次故障,開放時(shí)間為100ms~150ms.
2故障分量的比率差動(dòng)動(dòng)作參數(shù)的選定
2．1啟動(dòng)電流的確定
由于差動(dòng)電流和傳統(tǒng)的比率差動(dòng)相同，大體應(yīng)按傳統(tǒng)比率差動(dòng)整定，但也有特殊的要求。
Iqd.min=Kk[Ktx*fwc+ΔU/2+Δfph]Ie（3）
Iqd.min—比率差動(dòng)啟動(dòng)門檻值
fwc=0.1—考慮一側(cè)電流互感器10%誤差曲線的系數(shù)
Δfph=0.01—軟件相角校正時(shí),由于小CT型號(hào)不同引起的偏移
ΔU/2—變壓器的調(diào)壓范圍,取為5%,由于改變了變比,所以平衡系數(shù)相應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的95%K,應(yīng)躲開引起的差流值
Kk—可靠系數(shù)取1.3
假設(shè)由于以上條件，流入裝置的高壓側(cè)的電流為準(zhǔn)確的，誤差均來(lái)自低壓側(cè)，
高低壓側(cè)電流為（略去勵(lì)磁電流）式（4）
（4）
--變壓器高、低壓側(cè)相電流
--穿越性負(fù)荷電流
--比率差動(dòng)啟動(dòng)電流
（1）傳統(tǒng)比率差動(dòng):
當(dāng)產(chǎn)生Iqd.min差流時(shí),一定有Ie+1/2*Iqd.min(Ie為額定電流)制動(dòng)電流產(chǎn)生，K整定0.4，比率制動(dòng)曲線過(guò)原點(diǎn)，,Ie取5A時(shí)，制動(dòng)電流一定大于拐點(diǎn)電流，落在動(dòng)作特性曲線的制動(dòng)區(qū)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。
（2）故障分量的比率差動(dòng):
當(dāng)產(chǎn)生Iqd.min差流時(shí),一定有1/2*Iqd.min制動(dòng)電流產(chǎn)生，所以計(jì)算K值(保護(hù)感受到的差流和制動(dòng)電流的比值)為2.，當(dāng)K值整定為1.7時(shí)（以下分析整定原因）,比率制動(dòng)曲線過(guò)原點(diǎn)，制動(dòng)電流小于拐點(diǎn)電流，保護(hù)誤動(dòng)。
所以,由于以上原因產(chǎn)生的最大差流時(shí),傳統(tǒng)比率差動(dòng)可以用比率制動(dòng)曲線躲過(guò)，而故障分量的比率差動(dòng)，則無(wú)法區(qū)分由于CT誤差，有載調(diào)壓所產(chǎn)生的差流,和由于低壓側(cè)三相短路，或變壓器空載故障時(shí)產(chǎn)生的差流，因?yàn)槠溆?jì)算K值均為2。傳統(tǒng)比率差動(dòng)的Iqd.min應(yīng)按允許的最小差流啟動(dòng)電流整定，故障分量的比率差動(dòng)的Iqd.min應(yīng)按允許的最大差流啟動(dòng)電流整定，但如整定太小，將影響檢測(cè)輕微故障的能力，又考慮到故障分量的比率差動(dòng)減去了勵(lì)磁電流的影響，工程實(shí)際取0.2~0.5,取0.23。
2．2制動(dòng)斜率K值的確定.
主要考慮兩種極端的情況,使制動(dòng)特性曲線過(guò)原點(diǎn)。
(1)區(qū)內(nèi)故障
1.變壓器空載時(shí),發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，計(jì)算K值最小。
當(dāng)變壓器兩側(cè)帶電源的時(shí),發(fā)生區(qū)內(nèi)故障,高低壓側(cè)同時(shí)感受到方向指向變壓器的Δih（高壓側(cè)故障分量）,Δil（低壓側(cè)故障分量）,而變壓器空載,或低壓側(cè)不帶電源時(shí),保護(hù)只感受到高壓側(cè)Δih（高壓側(cè)故障分量）,所以（5）式成立計(jì)算K值，
（5）
--高、低壓側(cè)同時(shí)帶電源時(shí)，保護(hù)感受到的差流和制動(dòng)電流
--高壓側(cè)帶電源，低壓側(cè)空載時(shí)，保護(hù)感受到的差流和制動(dòng)電流
--計(jì)算K值
2.空投和低壓側(cè)三相短路等故障類型(低壓側(cè)不帶電源),計(jì)算K值無(wú)法區(qū)分,都等于2.0,所以整定K值必小于2.0，空投的時(shí)候由于差流由勵(lì)磁支路引起,其二次諧波含量很大,能可靠閉鎖,當(dāng)整定K值小于2.0時(shí),低壓側(cè)三相短路時(shí)保護(hù)能動(dòng)作,所以故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)在低壓側(cè)不帶電源時(shí)發(fā)生三相短路故障,靈敏度最低,K值最小。
(2)區(qū)外故障
區(qū)外故障主要考慮由于CT傳變誤差引起的差流造成的保護(hù)誤動(dòng)作，考慮CT傳變誤差,帶入比率差動(dòng)動(dòng)作方程，式（6）成立，
（6）
--分別為穿越性高低壓側(cè)的故障分量電流
--分別高低壓側(cè)CT傳變誤差的百分?jǐn)?shù)
當(dāng)高低壓側(cè)CT傳變誤差，分別為10%和-10%時(shí),差流最大,制動(dòng)電流最小,保護(hù)最容易誤動(dòng),所以最嚴(yán)重的區(qū)外故障,保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)時(shí),比率制動(dòng)系數(shù)K=0.2。K整定為1.6~1.8，滿足工程需求。
2．3抗CT飽和的考慮
假定低壓側(cè)CT飽和，低壓側(cè)只有fl*Δil的電流流入保護(hù)裝置,由于
|Δih+Δil|>K*0.5*|(Δih-Δil)|
則（6）式變?yōu)?，各參?shù)的含義如（6）式：
（7）
假設(shè)穿越性的故障,,等式左右相等,K為1.7時(shí)帶入（7）式，fi=0.081。所以，低壓側(cè)CT飽和時(shí)只要有大于8.11%倍的原方電流能傳變倒二次側(cè),為1.7時(shí)故障分量的比率差動(dòng)不會(huì)誤動(dòng).
3變壓器匝間短路、高阻接地建模和算法仿真
3.1匝間短路模型的建立
由于變壓器內(nèi)部匝間短路故障的內(nèi)部電磁過(guò)程非常復(fù)雜，要準(zhǔn)確模擬非常困難，但我們可以抓住其主要特征，其精度已能滿足繼電保護(hù)的動(dòng)模的要求。我們關(guān)心的只是變壓器高低壓側(cè)端口電流的變化，對(duì)內(nèi)部復(fù)雜電磁過(guò)程并不感興趣，根據(jù)黑箱原理，只要我們考察的量，滿足一定的精度要求（我們考察的主要是高、低壓側(cè)電流，短路匝電流），我們認(rèn)為模型是成功的。
3.1.1短路匝之間的弧光電阻,電感的模擬
單相變壓器的電阻和電感的標(biāo)壓值為:Rbase=548.2456歐,Lbase=1.7451亨
由于短路匝的匝數(shù)和變壓器線圈繞組匝數(shù)相比,很小,選用第三繞組來(lái)模擬變壓器低壓側(cè)的匝間斷路時(shí),第三繞組的漏感和漏阻應(yīng)盡量取的比較小:
漏阻:Rbase*0.001=548.2456*0.001=0.5482歐
漏抗:Lbase*0.001=1.7451*0.001=0.0017亨
弧光電阻,電感:
弧光電阻:0.05歐
弧光電感:0.0001亨
設(shè)定為2%的匝間斷路:
U2(第二繞組電壓)=225.4KV
U3(第三繞組電壓,短路匝模擬電壓)=4.6KV
3.1.2波形分析
圖(1)、（2）為RTDS的實(shí)錄波形和EMTP建模產(chǎn)生波形的比較,可以看出模型的正確性.
(1)RTDS的A相電流波形（變壓器不帶負(fù)荷空載合閘,A相匝間斷路2%）
figure1．ThecurrentwaveofphaseArecordedfromRTDSequipment（switching-onofanunloadedpowertransformer，2percentoftheturnsshortedat2.5s）
(2)EMTP的A相電流輸出波形（變壓器不帶負(fù)荷空載合閘,A相匝間斷路2%）
figure2．ThecurrentwaveofphaseAproducedbyEMTP（switching-onofanunloadedpowertransformer，2percentoftheturnsshortedat2.5s）
圖（1）、（2）變化趨勢(shì)來(lái)看是一致的
實(shí)際變壓器2%匝短路的時(shí)侯,IA(A相電流)=1.6Ie.Ik(短路匝電流)=60Ie,而EMTP輸出波形為IA=1.6156Ie,Ik=35Ie，由于算法的輸入為相電流作差值，相電流和短路匝的電流的結(jié)果基本滿足要求。
3．2算法仿真
兩種算法Iqd.min=90A比率制動(dòng)曲線過(guò)原點(diǎn)，折算到一次測(cè)的電流。
（3）高壓側(cè)A相電流波形(變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在2.5s時(shí)發(fā)生低壓側(cè)A相2%的匝間斷路,以下相同)
figure3．Thecurrentwaveofhigh-voltagesideofphaseA（2percentofturnsinthelow-voltagewindingoftransformershortedat2.5swithfullload,thesameasfollows）
（4）低壓側(cè)A相電流波形
figure4．Thecurrentwaveoflow-voltagesideofphaseA
（5）短路匝內(nèi)的電流波形(折算到原方后,原方電流的倍數(shù))
figure5．Thecurrentwaveintheshortedturns（transformedintounitvalue）
以下為調(diào)整K值的大小，兩種算法的動(dòng)作行為。
（6）K=0.3，比率差動(dòng)特性（左邊的為故障分量的比率差動(dòng)，右邊為傳統(tǒng)比率差動(dòng)，以下相同）
figure6．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic（theoneleftissuperimposeddifferentialcurrentsalgorithm；therightconventionalalgorithm，thesameasfollows）
K=0.3，兩種保護(hù)均能可靠動(dòng)作，但實(shí)際運(yùn)行的時(shí)侯，傳統(tǒng)比率差動(dòng)的制動(dòng)系數(shù)很難整定的這么低，區(qū)外故障容易誤動(dòng)，抗CT飽和能力越很弱。
（7）K=0.4，比率差動(dòng)特性
figure7．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic
K=0.4，傳統(tǒng)比率差動(dòng)已到了動(dòng)作區(qū)的邊界，幾乎檢測(cè)不出如此輕微的故障，這一點(diǎn)也同我們的動(dòng)模試驗(yàn)相吻合。
（8）K=1.7，比率差動(dòng)特性
figure8．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic
從中可一看出故障分量的比率差動(dòng)的高靈敏性和可靠性的結(jié)合。即能檢出輕微故障，又有足夠的抗CT飽和能力。
以下為，在2.5s發(fā)生低壓側(cè)A相1%的匝間斷路時(shí)，兩種算法的動(dòng)作行為。
（9）K=0.25，比率差動(dòng)特性（在2.5s發(fā)生低壓側(cè)A相1%的匝間斷路）
figure9．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic（1percentofturnsshortedinlow-voltagesideofphaseAat2.5s）
傳統(tǒng)比率差動(dòng)對(duì)1%的匝間斷路已失去了靈敏度，故障分量的比率差動(dòng)同樣能靈敏反映
（10）K=1.7,比率差動(dòng)特性（在2.5s發(fā)生低壓側(cè)A相1%的匝間斷路）
figure10．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic（1percentofturnsshortedinlow-voltagesideofphaseAat2.5s）
故障分量的比率差動(dòng)在如此高的k值的情況下同樣能檢出1%的輕微故障
以下為低壓側(cè)區(qū)內(nèi)AB相跨接20歐電阻在2.5s時(shí)短路故障，負(fù)荷側(cè)為純電阻負(fù)荷1.9206歐.時(shí)，兩種算法的動(dòng)作行為的仿真
（11）變壓器端口的波形，左邊為高壓側(cè)A，B，C相電流，右邊為低壓側(cè)A，B，C三相電流。(AB相跨接20歐電阻在2.5s時(shí)短路故障)
figure11．Thecurrentwaveoftransformerterminals，theleftarethecurrentsofhigh-voltagesideofphaseofA，B，Crespectively，therightlow-voltageside。（thefaultof20ohmresistancecrossphaseAandBat2.5s）
從圖(11)可以看出相電流幾乎沒(méi)有突變，對(duì)算法的考驗(yàn)更加嚴(yán)酷。
（12）K=1.7，比率差動(dòng)特性（AB相跨接20歐電阻在2.5s時(shí)短路故障)
figure12．K=0.3，thepercentagedifferentialcharacteristic（thefaultof20ohmresistancecrossphaseAandBat2.5s）
對(duì)高阻接地故障分量的比率差動(dòng)，相比傳統(tǒng)比率差動(dòng)也有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
4結(jié)論
本文對(duì)故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)相對(duì)于傳統(tǒng)的在檢測(cè)變壓器匝間短路和低壓側(cè)高阻接地短路的靈敏方面作了分析。對(duì)故障分量的比率差動(dòng)的動(dòng)作特性參數(shù)作了分析計(jì)算，并對(duì)抗CT飽和的能力方面作了一些分析。在這基礎(chǔ)上，提出了算法的實(shí)現(xiàn)，用EMTP建立了匝間短路和高阻接地的仿真模型，對(duì)兩種算法的動(dòng)作行為進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了所選的制動(dòng)系數(shù)K，和對(duì)故障分量的比率差動(dòng)保護(hù)優(yōu)越性的分析。
ResearchontheDetectionofturn-to-turnandHigh-Impedance-GroundedFaultofTransformerBasedonSuperimposedDifferentialCurrents
Abstract:Themethodofrealizingthetransformerprotectionbasedonsuperimposeddifferentialcurrentshasbeenpresentedandanalyzed.Thecompareofsensitivitydetectingturn-to-turnandhigh-impedancegroundfaultsbetweentraditionaldifferentialrelayanddifferentialrelaybasedonsuperimposeddifferentialcurrentshasbeenmade.Thesensitivityofoperationhasbeencomparedalso.Thedynamicmodelofturn-to-turnandhigh-impedance-groundedfaultoftransformerhasbeenestablished.Basedonthisdynamicmodeloftransformer,manysimulationworkshavebeenmadewiththisalgorithmandprovedsufficientlythegreateradvantagethanthetraditionalalgorithm.
Keywords:superimposeddifferentialcurrents;differentialprotection;transformerprotection;windsshortcircuit;high-impedance-groundedfault
參考文獻(xiàn)
1B.Groar，D.Dolinar，Integrateddigitalpowertransformerprotection，IEEProc-Gener，T.ransm,Distrib,Vol,141,No.4，July1994
論文摘要：生化分析是臨床診斷常用的重要手段之一?？蓭椭\斷疾病，對(duì)器官功能作出評(píng)價(jià)，并可鑒別并發(fā)因子及決定以后治療的基準(zhǔn)等。自動(dòng)生化分析儀不僅提高了工作效率，而且也穩(wěn)定了檢驗(yàn)質(zhì)量，減少了主觀誤差。
生化分析是臨床診斷常用的重要手段之一。通過(guò)對(duì)血液和其他體液生化分析測(cè)定的數(shù)據(jù)，再結(jié)合其他臨床資料進(jìn)行綜合分析，可幫助診斷疾病，對(duì)器官功能作出評(píng)價(jià)，并可鑒別并發(fā)因子及決定以后治療的基準(zhǔn)等等。自動(dòng)生化分析儀就是把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾物、混合、保溫反應(yīng)，P檢測(cè)、結(jié)果計(jì)算和顯示，以及清洗等步聚自動(dòng)化的儀器，它不僅提高了工作效率，而且也穩(wěn)定了檢驗(yàn)質(zhì)量，減少了主觀誤差，通?？煞譃橐韵聨最悾喊捶磻?yīng)裝置的結(jié)構(gòu)分為連續(xù)流動(dòng)式、分離式和離心式三類；按同時(shí)可測(cè)項(xiàng)目分為單通道和多通道兩類，單通道每次只能檢驗(yàn)一個(gè)項(xiàng)，但項(xiàng)目可更換，多通道每次可測(cè)多個(gè)項(xiàng)目；按儀器復(fù)雜的程度及功能分類小型，中型和大型三類；按測(cè)定程度可變與否，分為程序固定式和程序可變式分析儀兩類。
臨床化學(xué)分析基本包括以下步驟：標(biāo)本定量吸取和轉(zhuǎn)移，通過(guò)沉淀、過(guò)濾、離心、層析或透析技術(shù)分離并去除大分子干擾物試劑的定量吸取及同標(biāo)本混合，在一定溫度下反應(yīng)顯色，通過(guò)光學(xué)或各種電極技術(shù)進(jìn)行測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、顯示、打印報(bào)告結(jié)果，以及測(cè)定后的反應(yīng)容器，管道系統(tǒng)的清洗等。
根據(jù)儀器計(jì)算機(jī)功能的不同，自動(dòng)生化分析儀一般分為全自動(dòng)和半自動(dòng)兩種，本文對(duì)幾種常見(jiàn)半自動(dòng)生化分析儀故障進(jìn)行探討。
一、開機(jī)機(jī)器長(zhǎng)鳴報(bào)警
在機(jī)器設(shè)置中，若設(shè)置是外置打印機(jī)打印，則必須先開打印機(jī)，后開主機(jī)，使主機(jī)自檢時(shí)能檢測(cè)到打印機(jī)，不然機(jī)器就會(huì)報(bào)警；紅外自動(dòng)感應(yīng)器窗口上有污物或感應(yīng)器靈敏度不夠或失靈，清洗器應(yīng)器窗口，排除錯(cuò)誤進(jìn)樣信號(hào)，如感應(yīng)器失靈，則更換紅外自動(dòng)感應(yīng)器，無(wú)備用件時(shí)，可用Val+F1鍵代替。
二、開機(jī)調(diào)零顯示“measurementproblem”
BASIC用蒸餾水調(diào)零，顯示上述信息表示測(cè)定有故障，通常的原因是：
1、蒸餾水不干凈。
2、流動(dòng)比色池內(nèi)有氣泡，檢查管道是否有破損或比色池是否有泄漏。
3、流動(dòng)比色池內(nèi)太臟，用5%的次氯酸鈉或雙縮脲浸泡半小時(shí)后沖洗；流動(dòng)比色池外灰塵太多，用鏡頭紙擦拭。
4、石英鹵素?zé)舻碾娫词菑碾娫撮_關(guān)取出來(lái)的，電源開關(guān)有三組接頭，一線給主機(jī)供電，一線為電源地，還有一組給燈供電，測(cè)試該組接頭并沒(méi)有導(dǎo)通，拆下檢查，發(fā)現(xiàn)是該組接頭的彈簧及電源開關(guān)，故障排除。
5、拆下濾光片，用鑷子除去粘膠，取出凸透鏡，安裝在機(jī)器上，重新調(diào)零，故障排除。
6、即使做了上述工作，調(diào)零仍然通不過(guò)。拆下比色池加熱器底座，打開硅光二極管檢測(cè)系統(tǒng)部分的蓋子，進(jìn)行光路調(diào)節(jié)，把室內(nèi)燈光關(guān)閉，用一張白色紙片放在硅光二極管的前部，左右移動(dòng)比色池加熱器底座，同時(shí)調(diào)節(jié)比色池下面的高度調(diào)節(jié)螺釘，進(jìn)行調(diào)零操作。當(dāng)燈亮?xí)r，觀察光分出來(lái)的光線是否和硅光二極管的位置吻合，反復(fù)調(diào)整，直到調(diào)零通過(guò)為止。上好比色池加熱器底座的螺釘，重新開機(jī)調(diào)零，仍然出現(xiàn)上述故障，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)比色池加熱器底座的底部有熱溶膠，當(dāng)把底座的螺釘上好后，改變了已調(diào)整好的光路，故而再次出現(xiàn)上述故障，在相應(yīng)位置滴上熱溶膠，重新安裝進(jìn)行調(diào)零，故障消失。
三、按動(dòng)吸樣開關(guān)后不吸樣
首先聽(tīng)泵是否在動(dòng)作，如泵不動(dòng)作，檢查吸樣開關(guān)是否有信號(hào)產(chǎn)生，調(diào)整吸樣開關(guān)中頂珠的位置，檢查泵的內(nèi)阻是否正常；其次檢查泵管理否有泄漏或老化，從而更換泵管；如上述部分正常，打開機(jī)器頂蓋，拆下流動(dòng)比色池，發(fā)現(xiàn)流動(dòng)比色池有漏液現(xiàn)象，用耐酸堿，無(wú)色的粘合劑進(jìn)行粘接，等粘合劑凝固后，重新安裝好流動(dòng)比色池，故障消失。
四、機(jī)器測(cè)定結(jié)果不正確
首先用以下推薦的清洗劑進(jìn)行流動(dòng)比色池和管道的清洗：
1、0.1N的NaOH（KOH）溶液，加入少量表面活性劑。
2、有分解蛋白作用的酶溶液。
3、生化試劑中本身具有去蛋白作用的試劑，總蛋白試劑（雙縮脲），肌肝試劑中的堿性組份。
然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)管的測(cè)試，如果結(jié)果仍不正確，開機(jī)檢查Peltier電子溫度控制器中的加熱塊是否有電壓，電壓是否正常，電源線是否連接完好，通過(guò)控制流過(guò)Peltiier電子元件的電流的方向來(lái)產(chǎn)生加熱和冷卻兩種不同的狀態(tài)，電流正向時(shí)為加熱，反向時(shí)為冷卻，如加熱塊損壞則更換加熱塊，更換時(shí)注意它的方向性，保證正壓時(shí)加熱塊處于加熱狀態(tài)，否則有可能燒毀加熱塊；還有可能就是燈泡老化，需要更換燈泡，燈泡更后需進(jìn)行位置調(diào)整。具體調(diào)整方法參照機(jī)器的說(shuō)明書，檢查流動(dòng)比色池底部的熱敏電阻，熱敏電阻性能降低或損壞也可能造成溫度控制的不正常，從而影響測(cè)試結(jié)果的正確性。
