浅议电气设备故障诊断系统的分析与设计.doc

1、浅议电气设备故障诊断系统的分析与设计摘要：城市的快速发展带来的是工业的快速发展，越来越多的电气设备应用到日常生活中和工作中，并且应用的频率和范围也越来越大，但是，随之而来的就是各种各样的问题，出现故障的几率也是成倍的增长，这就为我们的生产生活带来了很多的不便。本文主要对电气设备故障诊断系统的种类、工作原理、构成进行了分析，并在此基础上阐述了电气设备故障诊断系统的方法设计。 关键词：电气设备；故障诊断系统；分析；设计 中图分类号： F407.6 文献标识码： A 引言: 电气设备的故障问题错综复杂，一直是国家和企业需要攻克的重大问题之一。为了不影响人民的生产生活，各有关部门必须把电气设备故障的诊

2、断问题落实到实处，不能只做表面功夫，因为它与我国人民的生命财产安全息息相关。对于有能力的企业，必须要加快电气设备故障诊断工作的信息化进程，否则就会因为一时小利而固步自封，最终走向被淘汰的结局。 电气设备故障的种类 1.1、根据故障发生的时期不同，可以把故障分成三种，即：早期故障、中期故障和后期故障 早期故障一般是由于设计不到位或者加工制造过程不合格等原因造成的。在电气设备使用初期，如果发生故障，一般都是早期故障，但随着设备的不断运行，这种故障会逐渐减少；电气设备的中期故障又可以称为偶然故障，因为故障大多数都是由于偶然因素造成的，但是在设备使用的有效期内，偶然故障发生的几率是比较低的；后期故障又

3、可以称为损耗故障，一般是由设备的老化、磨损和疲劳造成的，当然，和员工的粗暴操作以及工厂的维护不到位也有很大的关系。 1.2、根据故障发生过程的表现也可以把故障分为三类，即：软故障、硬故障和间歇故障 由于设备中元件的参数随着时间的变化对于环境条件的影响发生缓慢变化，当这种变化超出容差时，生成的就是软故障。软故障可以事前测试，也可以进行监控预测；相对于软故障而言，当设备元件参数突然发生急剧变化造成一定偏差时，生成的就是硬故障。硬故障不可以提前预试，也不能进行监控预测；设备老化、容量不足、接触不良等原因都可能造成间歇故障，间歇故障在一般情况下也是不能预测出来的，只有在一些特殊情况下才可以表现出来。

4、1.3、根据故障之间的相互关系，我们可以把故障分为：单故障、多故障、独立故障和从属故障。 如果某一时刻的故障中仅仅和一个参量或者一个元件有关，那么我们把这种故障称为单故障，单故障一般见于设备的运行当中；如果故障同时和几个参数或者几个元件有关，我们就称之为多故障；如果故障是由于其自身而不是其它参量或元件，我们就可以称它为独立故障：如果故障是由于另一个元件引起的，与其自身无关，我们称之为从属故障。 诊断系统工作原理 作为新型的专家诊断系统，与以往传统的诊断系统最主要的区别就是增加了人机互动，利用计算机的程序性与人脑的创新性想结合，可以大大减少诊断、修理的工作时间，从而提高整个系统的工作效率，提高劳

5、动生产率。这种新型的系统将各个专家、名著的理论统统收集进存储器里，操作人员再根据事故的种类进行划分，建立相应的应急反应预案，当每次出现一种新的事故的时候，操作人员就会命令电脑进行记录，并更新原有的数据库。从而保证专家系统的实时性，更好的解决一切有可能发生的问题。 电气设备故障诊断系统的构成 (1)人机互动装置：这个装置主要是方便操作人员随时录入信息，并与计算机进行及时有效的交流信息，保证信息的准确性和时效性。 (2)存储器：这部分是存储各种出现的故障的数据库系统，管理人员定期的对数据库进行更新，保证与社会能够及时有效的衔接，同时数据库可以自行对库内的数据进行组合，将各类事故进行重新的编排，寻找

6、出新的解决问题的方法。 (3)微型计算机：作为整个诊断系统的核心，计算机是处理各种故障，发出各种指令的大脑。操作人为计算机设定各种场景，计算机就能够模拟出相应的解决方案，对常规的问题，计算机可以在第一时间找打解决的方案，对突发的事件，计算机也可以组合出损坏最小，最及时有效的方案。所以计算机的日常维护，是保证整个系统能够正常运行的一个重要前提。 4、电气设备故障诊断系统的设计检查 4.1、测量电压 通过使用万用表测量 500V 的电源，以及主电路线电压接触器和继电器线圈、控制回路两端的电压。如果发现通过测量电压与额定电压是不相一致的（超过 10%） ，那么，设备就是存在故障问题。 4.2、测量电

7、阻 这种方法是需要断开电源，用万用表欧姆档来对电阻值的相关部分进行测量。如果测得的电阻值和所需的电阻值之间差距过大的话，那么这个电阻就有可能存在故障问题。在一般情况下，接触导电的时候，电阻值应该保持在是“0” ，而且断开连接的电阻值应该保持在“” ；如果导线牢固地连接到电阻或者是靠近电阻的话，那么电阻值应该接近于“0”，连接松动的话，电阻值应该接近于“” ，各绕组（或线圈）的直流电阻也非常的小，往往只有几欧姆到几百欧姆，断开后的电阻值是“” 。 4.3、测量电流 用钳形电流表或交流电流表来测量主电路和控制电路的工作电流。如果所测量的电流值与当初所设定的电流值不符合的话（超过 10%） ，那么这

8、个电路就有可能存在故障问题。 4.4、分段切割查找 一些电气设备的故障比较复杂，而且涉及到的故障问题范围也比较广，无法判断到底是哪种故障，从而不好对其进行维修和处理，造成耽误许多生产时间和成本，遇到这种现象的时候，传统的方法会采用分段切割的方法。分段切割的方法能够使得我们所遇到涉及问题比较广的故障的时候，可以将最大范围缩小到最小范围，从而实现准确诊断。当然，这种方式更适合于闭环的系统环境下，如果闭环系统出现故障问题的话，可以立刻断开反馈连接线电源，从而实现整个闭环系统的开环程序。然后通过分段切割的方法，来对故障进行详细的分析和检查。 电气设备故障诊断系统的功能 5.1、对设备的检查 当设备出现

9、问题的时候，我们不仅要知道是哪个设备发生了问题，更应该细致的诊断出具体的位置，这样才能准确及时的解决问题。在对设备的初步检查中，可以利用故障诊断系统对设备进行“全身体检” ，在根据发生问题的大概方位，缩小范围判断发生问题的原因。一旦确定数据库中的问题症状与现场的设备发生的情况一致就可以断定事故的原因，并针对出现的的问题找出相应的解决方法，这样在该机器上就会有相应的记录。当下次发生问题时就会优先选择这类故障，缩短排查故障浪费的时间，提高工作效率。 5.2、元件的诊断 当找到出现故障的设备之后，接下来就是检查设备中某个元件的具体问题，这种精细的工作需要针对问题设备每一部分进行排查，系统会根据当前元

10、件可能出现的问题列出候选情况，操作人员根据现实情况选择选项，系统在经过分析之后得到相应的解决方案；当没有找到相应的解决方法时，系统会提示操作人员进行联网搜索，并与工作人员尝试着解决问题，并将正确的结果储存到数据库作为补充，以保证数据库中的资料能够满足当前所有电器设备问题的需要。 5.3、对系统的实时维护 对于故障我们的态度是在疏不在堵，不能仅仅在发生事情时才想起解决问题，我们更应该加强平时的维护。如平时定期检查数据库的资料，加强操作人员水平技能的提升、软件和硬件的更新换代等，当设备运转的不正常时，利用系统进行检查，并将可能发生的情况陈列出来，对机器进行相应的保养，延长机器的使用寿命，保证机器能

11、够正常的运行。 电气设备诊断的新方法与新技术 6.1、红外线诊断技术 对于电气设备的红外诊断而言，它也取决于外部环境因素的影响，通过会根据当地的天气情况、温度变化、电流情况来对电气设备所造成的的影响进行详细的分析，并且使用不同方式的推断来进行判断。对同一台设备的不同部分进行比较，相同的设备在正常情况下，表面温度分布会均匀和有规律可循的，当外表不同的部分出现不同的或不寻常的温度变化的时候，将反映内部缺陷、短路故障、绕组故障、磁路故障等，当整体的温度上升时，往往反映了潮湿的缺陷，介电损耗增大、线圈短路。 6.2、基于声波信号分析的诊断方法 我们将收集到的设备运行所发出的有特点的声音进行分类、加工和

12、处理，从而获得能够表达出设备整个运行状况的声音特点，也就是通过信号消除噪音和特点提取的方式来进行。第一步，我们需要对收集到的声音进行一个声波信号过滤，将声音中所夹杂的噪音处理干净，然后截取一段我们认为具有特征的声音，采用信号分析和数据处理方式将这种声音信号变换为能够表达出来的特征量，将其中一些特征声音与故障无关的去除掉，从而得到一个真正能反映设备故障的声音，这就是一个寻找真相的过程。 7、结束语 科技的发展使更多先进的技术可以应用到电气设备的使用和维护中，电气设备中的检测与维护想成为以后发展的一个重点环节，只用利用先进的科学技术和优秀的故障诊断系统，才能够熟练的掌握设备的实时情况，并能成功降低设备发生问题的概率。 参考文献： 1孙正华. 电气设备状态监测与故障诊断系统的研究J. 科技资讯,2011,36:108. 2杨建新. 电气设备状态监测及故障诊断系统的开发J. 中国科技信息,2007,06:77-78+81.