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【摘 要】 近些年，随着我国社会经济的不断发展，以及工业化的不断进步，对于化工产品的需求也逐渐进行高潮时期，在化工设备方面我们和西方一些发达国家相比较具有一定的差距，同时对于电气设备的高端化以及国际化的趋势也逐渐明显。本文主要就对工程电气设备的主要故障进行有效的分析，并有效的提出相关的维护措施。
【关键词】 工厂电气；电气设备；故障；维护
一、工厂电气设备的主要故障分析
（一）电动机产生的主要故障
在工厂生产设备运行过程中，电动机故障是较为常见、对设备运行影响较大的故障之一。电动机出现故障的原因主要有两个方面：第一，启动电器发生了故障，启动电器同电动机是相匹配的关系，当电动机启动时出现故障，相关工作人员应该检查变频器的状态、电器连锁的状态、软启动器的状态与星三角转换电路的运行情况是否处于正常情况；第二，电动机的内部绕组出现短路故障，致使局部的绕组因短路而被烧毁，因此电动机无法正常运作，停止工作。如果怀疑是电动机本身出现了故障，相关工作人员可以采取拿万用电表的电阻档去测量电动机各个绕组的电阻值，通过对测量值的分析，从而确定故障原因是否为电动机本身。
（二）变频器出现的主要故障
（1）变频器的谐波问题
在通用的变频器的结构组成中，一般其主电路的形式都包含着三个部分，即滤波部分、整流部分和逆变部分。其中，逆变部分通常是IGBT的三相桥式逆变器，输出的是PWM波形；而整流部分通常是不可控三相全波整流器。此外，通用的变频器输出的电压以基波为主，但其中却仍然夹杂着其他的谐波，且低次谐波对电动机的负载会产生很大的影响，引发电动机转矩脉动。同时，高次谐波又可能在一定程度上增加变频器所输出的电缆漏电的电流，导致电动机组出力不足。
（2）变频器与负载的匹配问题
工厂生产企业内所使用的生产设备不仅种类繁多，而且其性能要求、工艺要求都各不相同。在工业界将转矩特性通常分为恒转矩负载、恒功率负载、以及风机泵类负载三种类型。而在选用变频器时，必须根据负载类型的不同，选择与之相适应的变频器。其中，恒转矩负载指不管在任何的转速下，负载转矩TL始终保持恒定不变，且与转速没有直接关联。同时，恒转矩负载还可以细分成两种负载类型，即位能式负载与摩擦类负载。位能式负载对能量回馈制动功能与启动转矩的要求非常的大，在很短的时间内就可以实现正转和反转，选择与之相适应的变频器时，可以选用四象限运行变频器。而摩擦类负载对制动转矩的要求是应达到100%左右的额定转矩，对启动转矩的要求是达到150%左右的额定转矩，因此选择与之适应的变频器时，可以选用启动转矩大、制动转矩大、过载的能力强、过载的时间长，且具备恒定的转矩特性的变频器。
恒功率负载指当负载功率为恒定值时，同转速之间没有直接关联；或者是负载功率PL是固定值的时候，负载转矩用转速之间的负载特性的呈现为反比。恒功率负载受变频器的驱动时，必然是控制在一定范围的速度变化内。一般情况下，可以在低于某一个转速点的条件下选取恒转矩进行调速，高于此转速点的条件下可以选取恒功率进行调速。工业界将此转速点定义为基频，而与基频相对的电压值就是变频器所输出来的额定电压值。
风机泵类负载从根本上说属于平方转矩负载，在工厂生产企业的现场使用中，风机泵类负载并不需要应用高性能的变频器，通常只需要选用既具可靠性，又有很高的经济性的变频器。在实际运行操作的过程中，风机泵类负载的转动惯量非常的大，给变频器减速时间控制与加速时间控制带来麻烦。因此，在设计变频器的过程中，如果在启动变频器的时候不会出现过流跳闸现象，且减速时不会出现过压跳闸现象，那么应该选择最短的时间。
（3）变频器发热的问题
一般情况下，变频器的内部损耗是使其出现发热问题的主要原因，而变频器的内部损耗以主电路损耗为主，约占变频器总损耗的97%左右，剩下的3%为控制电路的损耗。变频器出现发热问题主要表现为两种形式，第一种形式是在额定的范围内变频器正常运行时的损耗；另一种形式是在非正常的运行条件下变频器出现的耗损情况。
二、工厂电气设备的维护措施
（一）电线路的预防性维护
此处所讲电线路主要包括电线电缆、滑触线、铜铝母排。电线路的常见故障有绝缘损坏、断线、短路等。电线路的故障常导致电气设备无法正常工作、引起火灾、甚至人身伤亡。基于以上問题，对电线路采取了以下预防维护措施。（1）改造行车滑触线，将原来的U型槽导轨换成不易积尘的水平槽导轨。（2）室内出入口加装挡鼠板；老鼠可能出没的地方放置粘鼠板、耗子药；禁止食物存在。（3）制定点检表，实行定期点检制度，对以下项目定期点检：①是否有热源靠近电线路。②是否受到太阳光直射。③是否有受到机械损伤的危险。④绝缘是否良好。⑤挡鼠板、耗子药、粘鼠板是否按要求放置和更换。⑥滑触线是否有积尘。⑦接头螺丝是否松动。⑧电缆沟内是否有积水。
（二）变压器的预防性维护
变压器是企业正常生产时唯一的供电设备，变压器一旦出现故障，工厂所有电气设备将停止工作。针对变压器的预防性维护主要包括以下几点：（1）保证变压器周围杂物，无积水。（2）检查并完善防鼠措施。（3）积尘是否太多，应及时清理。（4）定期紧固螺栓，以防止漏油。
（三）高低压开关柜的预防性维护
高低压开关柜的电压高，电流大，一但发生短路或触电事故，造成的危害比较大。再者，大部分企业的开关柜（特别是高压开关柜）与电力网直接连接，它的故障还会对电力网造成损害。为此，电力相关部门对高低电压开关柜的设计、安装、运行都有严格的要求，并定期审查。对于高低压开关柜应当做以下预防性工作。
（1）每日巡视、查看柜内连接螺栓是否松动；防鼠、防尘、防水、防潮、防护栏、警示牌等安全设施是否完好。（2）每年清理一次柜内外积尘污物，紧固导体连接螺栓，对断路器等操动机构加注润滑油。（3）每年做一次高压预防性试验。 （四）低压配电柜、直流屏、信号屏及各种电气控制柜的预防性维护
电气设备的控制箱、控制柜往往在车间内，车间的环境要比配电室的环境恶劣的多，因此它们的维修工作量较大。加强对车间内控制柜、控制箱的预防性维护，将大大减少停车率，从而提高生产效率。常见的预防性维护工作总结为以下几点。
（1）防尘、扫尘仍然是重点。除尘工作看起来微不足道，其实它的作用很大，很多故障都是与积尘有关。（2）定期紧固螺丝。温度的变化，机械振动等因素都容易造成螺丝松动，螺丝松动会引起打火、控制失灵等各种故障。（3）检查有无异常响声。电磁元件接触不良会产生噪音，如果发现应及时处理。（4）检查有无异味，温度是否正常。电气元件温度过高会使绝缘材料发出焦糊或其他气味。可用简易红外测温仪检测元件温度，发现异常应及时处理。
（五）电机的预防性维护
随着工业自动化程度的进一步加深，电动机的数量也越来越多，又因为电动机处于生产最前线，受负载冲击大，周围环境相对较差，所以电动机的维护保养成为一项工作量大而切重要的工作。为减少事故停车率，减轻工作负担，平时应对电动机作以下预防性维护。
（1）经常检查电机有无振动、异响，及时更换轴承或加注润滑油。有条件的可用振动测量仪监测电动机振动情况。（2）检查电动机转速，可用转速测量仪测量。（3）检查电机外壳温度是否正常，如超过电机允许温升，应立即停车检修。（4）测量电动机运行电流是否正常，运行电流若高于额定电流应停车检查。
（六）变频器的维护措施
当变频器的谐波出现问题时，应采取相关维护措施进行抑制。具体方式如下：第一，加大变频器的供电电源的内阻抗。供电电源的内阻抗即变压器短路阻抗，能够对变频器的直流滤波电容无功功率起到缓冲的功效。如果变频器的容量大于电源容量，内阻抗的值越大，谐波的含量就会减小。而变频器的容量小于电源容量，内阻抗的值越大，谐波的含量也会变大。因此，选用的变频器必须具备较大的短路阻抗；第二，根据具体情况对变频器的谐波载波比进行适当的调节；第三，选用变频器专用滤波器，以此对变频器的谐波电流相位与电流幅值进行检测，当此电流同谐波电流的相位相反、幅值相同，用于吸收变频器的谐波电流才具有显著的效果。
当变频器出现发热问题时，可以利用风扇进行散热或将变频器所处环境的温度进行适当降低。其中，风扇散热主要指利用变频器内装风扇，通过扇走其箱体内产生的热量进行散热，当风扇处于非正常工作状态时，应该停止变频器的工作。一般情况下，通用变电器作业环境的温度应该控制在零下10℃-40℃，只有為其创造温度适宜的作业环境，可有效延长变频器的使用期限，使其性能保持稳定状态。
结语
提高工厂电气设备的维护管理水平，保证工厂电气设备经常处于良好技术状态，是工厂电气管理人员的基本职责。因此，我们不仅要做到维修，更要做到在故障发生之前就能及时的发现并处理，使工业生产正常进行，尽可能减少损失。
参考文献：
[1]俞学勇.电力设备的故障判断分析[J].中国科技信息.2014（15）
[2]陈利君.浅谈电子电器产品能效检测的质量控制技术[J].中国高新技术企业.2014（27）
[3]李子文.浅析工厂电气设备维护与管理[J].化学工程与装备.2013（05）
[4]李春海.工厂电气设备预防性维护及其重要性[J].黑龙江科技信息.2012（31）
【关键词】 工厂电气；电气设备；故障；维护
一、工厂电气设备的主要故障分析
（一）电动机产生的主要故障
在工厂生产设备运行过程中，电动机故障是较为常见、对设备运行影响较大的故障之一。电动机出现故障的原因主要有两个方面：第一，启动电器发生了故障，启动电器同电动机是相匹配的关系，当电动机启动时出现故障，相关工作人员应该检查变频器的状态、电器连锁的状态、软启动器的状态与星三角转换电路的运行情况是否处于正常情况；第二，电动机的内部绕组出现短路故障，致使局部的绕组因短路而被烧毁，因此电动机无法正常运作，停止工作。如果怀疑是电动机本身出现了故障，相关工作人员可以采取拿万用电表的电阻档去测量电动机各个绕组的电阻值，通过对测量值的分析，从而确定故障原因是否为电动机本身。
（二）变频器出现的主要故障
（1）变频器的谐波问题
在通用的变频器的结构组成中，一般其主电路的形式都包含着三个部分，即滤波部分、整流部分和逆变部分。其中，逆变部分通常是IGBT的三相桥式逆变器，输出的是PWM波形；而整流部分通常是不可控三相全波整流器。此外，通用的变频器输出的电压以基波为主，但其中却仍然夹杂着其他的谐波，且低次谐波对电动机的负载会产生很大的影响，引发电动机转矩脉动。同时，高次谐波又可能在一定程度上增加变频器所输出的电缆漏电的电流，导致电动机组出力不足。
（2）变频器与负载的匹配问题
工厂生产企业内所使用的生产设备不仅种类繁多，而且其性能要求、工艺要求都各不相同。在工业界将转矩特性通常分为恒转矩负载、恒功率负载、以及风机泵类负载三种类型。而在选用变频器时，必须根据负载类型的不同，选择与之相适应的变频器。其中，恒转矩负载指不管在任何的转速下，负载转矩TL始终保持恒定不变，且与转速没有直接关联。同时，恒转矩负载还可以细分成两种负载类型，即位能式负载与摩擦类负载。位能式负载对能量回馈制动功能与启动转矩的要求非常的大，在很短的时间内就可以实现正转和反转，选择与之相适应的变频器时，可以选用四象限运行变频器。而摩擦类负载对制动转矩的要求是应达到100%左右的额定转矩，对启动转矩的要求是达到150%左右的额定转矩，因此选择与之适应的变频器时，可以选用启动转矩大、制动转矩大、过载的能力强、过载的时间长，且具备恒定的转矩特性的变频器。
恒功率负载指当负载功率为恒定值时，同转速之间没有直接关联；或者是负载功率PL是固定值的时候，负载转矩用转速之间的负载特性的呈现为反比。恒功率负载受变频器的驱动时，必然是控制在一定范围的速度变化内。一般情况下，可以在低于某一个转速点的条件下选取恒转矩进行调速，高于此转速点的条件下可以选取恒功率进行调速。工业界将此转速点定义为基频，而与基频相对的电压值就是变频器所输出来的额定电压值。
风机泵类负载从根本上说属于平方转矩负载，在工厂生产企业的现场使用中，风机泵类负载并不需要应用高性能的变频器，通常只需要选用既具可靠性，又有很高的经济性的变频器。在实际运行操作的过程中，风机泵类负载的转动惯量非常的大，给变频器减速时间控制与加速时间控制带来麻烦。因此，在设计变频器的过程中，如果在启动变频器的时候不会出现过流跳闸现象，且减速时不会出现过压跳闸现象，那么应该选择最短的时间。
（3）变频器发热的问题
一般情况下，变频器的内部损耗是使其出现发热问题的主要原因，而变频器的内部损耗以主电路损耗为主，约占变频器总损耗的97%左右，剩下的3%为控制电路的损耗。变频器出现发热问题主要表现为两种形式，第一种形式是在额定的范围内变频器正常运行时的损耗；另一种形式是在非正常的运行条件下变频器出现的耗损情况。
二、工厂电气设备的维护措施
（一）电线路的预防性维护
此处所讲电线路主要包括电线电缆、滑触线、铜铝母排。电线路的常见故障有绝缘损坏、断线、短路等。电线路的故障常导致电气设备无法正常工作、引起火灾、甚至人身伤亡。基于以上問题，对电线路采取了以下预防维护措施。（1）改造行车滑触线，将原来的U型槽导轨换成不易积尘的水平槽导轨。（2）室内出入口加装挡鼠板；老鼠可能出没的地方放置粘鼠板、耗子药；禁止食物存在。（3）制定点检表，实行定期点检制度，对以下项目定期点检：①是否有热源靠近电线路。②是否受到太阳光直射。③是否有受到机械损伤的危险。④绝缘是否良好。⑤挡鼠板、耗子药、粘鼠板是否按要求放置和更换。⑥滑触线是否有积尘。⑦接头螺丝是否松动。⑧电缆沟内是否有积水。
（二）变压器的预防性维护
变压器是企业正常生产时唯一的供电设备，变压器一旦出现故障，工厂所有电气设备将停止工作。针对变压器的预防性维护主要包括以下几点：（1）保证变压器周围杂物，无积水。（2）检查并完善防鼠措施。（3）积尘是否太多，应及时清理。（4）定期紧固螺栓，以防止漏油。
（三）高低压开关柜的预防性维护
高低压开关柜的电压高，电流大，一但发生短路或触电事故，造成的危害比较大。再者，大部分企业的开关柜（特别是高压开关柜）与电力网直接连接，它的故障还会对电力网造成损害。为此，电力相关部门对高低电压开关柜的设计、安装、运行都有严格的要求，并定期审查。对于高低压开关柜应当做以下预防性工作。
（1）每日巡视、查看柜内连接螺栓是否松动；防鼠、防尘、防水、防潮、防护栏、警示牌等安全设施是否完好。（2）每年清理一次柜内外积尘污物，紧固导体连接螺栓，对断路器等操动机构加注润滑油。（3）每年做一次高压预防性试验。 （四）低压配电柜、直流屏、信号屏及各种电气控制柜的预防性维护
电气设备的控制箱、控制柜往往在车间内，车间的环境要比配电室的环境恶劣的多，因此它们的维修工作量较大。加强对车间内控制柜、控制箱的预防性维护，将大大减少停车率，从而提高生产效率。常见的预防性维护工作总结为以下几点。
（1）防尘、扫尘仍然是重点。除尘工作看起来微不足道，其实它的作用很大，很多故障都是与积尘有关。（2）定期紧固螺丝。温度的变化，机械振动等因素都容易造成螺丝松动，螺丝松动会引起打火、控制失灵等各种故障。（3）检查有无异常响声。电磁元件接触不良会产生噪音，如果发现应及时处理。（4）检查有无异味，温度是否正常。电气元件温度过高会使绝缘材料发出焦糊或其他气味。可用简易红外测温仪检测元件温度，发现异常应及时处理。
（五）电机的预防性维护
随着工业自动化程度的进一步加深，电动机的数量也越来越多，又因为电动机处于生产最前线，受负载冲击大，周围环境相对较差，所以电动机的维护保养成为一项工作量大而切重要的工作。为减少事故停车率，减轻工作负担，平时应对电动机作以下预防性维护。
（1）经常检查电机有无振动、异响，及时更换轴承或加注润滑油。有条件的可用振动测量仪监测电动机振动情况。（2）检查电动机转速，可用转速测量仪测量。（3）检查电机外壳温度是否正常，如超过电机允许温升，应立即停车检修。（4）测量电动机运行电流是否正常，运行电流若高于额定电流应停车检查。
（六）变频器的维护措施
当变频器的谐波出现问题时，应采取相关维护措施进行抑制。具体方式如下：第一，加大变频器的供电电源的内阻抗。供电电源的内阻抗即变压器短路阻抗，能够对变频器的直流滤波电容无功功率起到缓冲的功效。如果变频器的容量大于电源容量，内阻抗的值越大，谐波的含量就会减小。而变频器的容量小于电源容量，内阻抗的值越大，谐波的含量也会变大。因此，选用的变频器必须具备较大的短路阻抗；第二，根据具体情况对变频器的谐波载波比进行适当的调节；第三，选用变频器专用滤波器，以此对变频器的谐波电流相位与电流幅值进行检测，当此电流同谐波电流的相位相反、幅值相同，用于吸收变频器的谐波电流才具有显著的效果。
当变频器出现发热问题时，可以利用风扇进行散热或将变频器所处环境的温度进行适当降低。其中，风扇散热主要指利用变频器内装风扇，通过扇走其箱体内产生的热量进行散热，当风扇处于非正常工作状态时，应该停止变频器的工作。一般情况下，通用变电器作业环境的温度应该控制在零下10℃-40℃，只有為其创造温度适宜的作业环境，可有效延长变频器的使用期限，使其性能保持稳定状态。
结语
提高工厂电气设备的维护管理水平，保证工厂电气设备经常处于良好技术状态，是工厂电气管理人员的基本职责。因此，我们不仅要做到维修，更要做到在故障发生之前就能及时的发现并处理，使工业生产正常进行，尽可能减少损失。
参考文献：
[1]俞学勇.电力设备的故障判断分析[J].中国科技信息.2014（15）
[2]陈利君.浅谈电子电器产品能效检测的质量控制技术[J].中国高新技术企业.2014（27）
[3]李子文.浅析工厂电气设备维护与管理[J].化学工程与装备.2013（05）
[4]李春海.工厂电气设备预防性维护及其重要性[J].黑龙江科技信息.2012（31）