电气控制线路故障的诊断与维修

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摘要：电气控制线路：将各种有触点的继电器、接触器、按钮、等电器元件，按一定方式连接起来组成的控制线路。实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速控制，同时为了保护过流、过载、行程，很多控制线路设置有熔断器，热保护器、行程开关对拖动系统的保护，满足生产工艺要求，实现生产加工自动化。

引言：随着社会的日益快速发展，自动化控制在生产、生活中占据了极其重要的作用，电气控制又在自动化控制中尤为重要，而电气控制线路在自动化控制中具有环节多、故障点隐蔽、线路环境复杂等特点，所以学会处理电气控制线路一般故障是必要不可少的。现在介绍一些电气控制和线路故障的诊断与维修的基本步骤和方法。

关键词：电气线路 诊断维修

中图分类号：F470.6 文献标识码：A

一、电气控制的基本线路

异步电动机启动、停止、保护电气控制线路是最基本的控制线路，它以三相交流异步电动机和由其拖动的机械运动系统为控制对象，通过由接触器、熔断器、热继电器、行程开关和按钮等所组成的控制装置对控制对象进行控制。熟悉和掌握一些基本的控制线路，对我们迅速地故障位置大有帮助，以下是我们常见的电气控制线路。

1．互锁控制和顺序控制

互锁控制是生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相联系又互相制约，又称联锁控制。互锁可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。例如，磨床上要求先启动油泵，然后才能启动主轴电动机；龙门刨床在工作台移动前，导轨油泵要先启动；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等都是按顺序联锁控制。

2顺序联锁控制的原则如下：

（1）要求甲接触器动作后乙接触器方能工作时，则需将甲接触器的常开触点串联在乙接触器的线圈电路中。

（2）要求甲接触器动作后乙接触器不能工作时，则需将甲接触器的常闭触点串联在乙接触器的线圈电路中。

3多地点控制

有些电气设备，如大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同一台电动机实现控制，这种控制方法叫做多地点控制。三地点控制线路即由一个启动按钮和一个停止按钮组成一组，把三组启动、停止按钮分别放置三地，即能实现三地点控制。多地点控制的接线原则是：启动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接。

4．自动循环控制

在机床电气设备中，有些是通过工作台自动往复循环工作的，如龙门刨床的工作台前进、后退。电动机的正、反转是实现工作台自动往复循环的基本环节，要实现自动往复循环，通常采用限位开关(或行程开关)，主要包括机械式限位开关、光电式限位开关。自动循环控制线路按照行程控制原则，利用生产机械运动的行程位置实现控制。一般的电气控制线路有的比较简单，有的相当复杂。但是，任何复杂的控制线路都是由一些比较简单的基本环节按照需要组合而成的。只有通过基本环节、典型控制线路，由浅人深、由易到难地认识它，才能打下阅读电气控制线路的良好基础，掌握好电气控制线路的设计技能。

二、电气控制的常见故障

电气控制的常见故障大致可以分为三类

断路故障

断路就是与目的负载不能形成闭合回路的一种故障，造成断路故障的原因很多，有导线中间短开，有断路器不能正常闭合，接触不良，行程开关处于开位等等，都会造成断路故障。

短路故障

短路故障主要是火线和零线、或者火线与火线之间没有通过负载而直接相连而造成的故障，造成的原因一般有线路接错，不小心造成的导体搭接，或者火线与零线、火线与火线之间的的绝缘在某一瞬间遭到破坏，导致直接相连而形成的故障。短路现象很严重，容易造成火灾、损坏设备等严重后果。

3、接地故障

主要是指导线，或者带电体意外接地，造成的故障，造成意外接地的原因很多，有的因为电气元件，或者电机的绝缘下降造成，有的因为导线磨损后直接与配电箱或者与大地相连的接地体接触而造成等等。

三，电气故障的检测与诊断

外观诊断

顾名思义，外观诊断主要是通过望，闻、问、听的方式对电气控制系统的检测，比如电机的声音，接触器闭合与断开的声音，电机、电气元件的温度，导线的有无问题，行程开关是闭合的还是处于开位，热保护器是否已经保护，回路有无烧糊，烧焦，线路有无断开，脱落，系统，有无异味，有无异常液体，有无雨水蒸汽影响，如设备有值守人员，可以询问相关的值守人员，故障发生前与后所有的异常状态。一个经验丰富的电工、电气工程师总是可以通过外观诊断，解决大部分的电气故障。

仪器仪表检测

当不能通过外观检查出故障时，我们需要用仪器仪表检测，这也是我们检测的难点。用测量法确定故障点， 用电工仪表测量寻找故障部位，检查电器元件是否通路，线路是否断裂，电压电流的大小是否正常、平衡，电阻是否符合要求，这是人们经常使用的找出故障的方法。测量电压的方法如测量电动机、接触器和继电器的线圈，有关控制电路两端电压等。若发现所测点电压与控制线路要求的电压不相符合，此处就是故障可疑处。测量电阻或通路的方法是将控制线路电源切断后，用万用表的电阻挡测量线路的通路、触头的接触情况、元件的电阻值等。利用电工工具和仪表对线路进行带电或断电测量，常用的方法有电压测量法和电阻测量法。

仪表检测有时候需要通电检查，让全部或者部分电气元件通电。在进行通电试验检查前，应尽量使电动机与传动机构脱开，调节器和相关的转换开关置于零位，行程开关还原到正常位置。若电动机与传动机构不易脱开时，可切断主电路，根据检查的实际需要还可切断部分的其它电路，以缩小检查范围，也为了尽量避免扩大故障、发生意外情况。如果需要开动设备，则应在操作人员的配合下进行。

通电试验检查时，应先仪表检查电源电压是否正常，有无电压过高、过低、缺相或各相严重不平衡的情况。检查应先易后难，分步进行。一般检查的顺序是：先检查控制电路，后检查主电路；先检查辅助系统，后检查主传动系统；先检查开关电路，后检查调整电路；先点怀疑部位，后查一般怀疑部位。为保证检查工作有条不紊地进行，在对较复杂的线路进行试验检查前，应考虑先拟定一个检查步骤，按逻辑分析对线路进行分解，使检查工作按步骤有目的地进行。

通电试验检查时，也可采用分片试验的方法，即先断开所有的开关，取下所有熔断器的熔体，然后按顺序逐片电路检查：逐一插入要检查电路的熔体，合上开关，如没有发生冒烟、冒火、熔断器熔断等异常现象，则给予动作指令（应先短时点动试验），检查各控制环节、各支路的工作是否正常，若发现某一电器动作不正常，则说明故障有可能产生在该电器或与之相关的电路中；如果该电路没有出现不正常现象，则说明故障在被断开尚未进行检查的部分。这样逐步缩小故障范围，就可以最终找出故障点。

用仪器仪表检测时，通过数据进行初步判定故障范围 在不扩大故障范围、不损坏电气设备和机械设备的前提下，对线路进行通电试验，通过观察电气设备和电器元件的动作是否正常、各控制环节的动作程序是否符合要求，初步确定故障发生的大致部位和回路。

通过检测的数据，用逻辑分析法缩小故障范围 根据电气控制线路的工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的联系，结合故障现象做具体的分析，缩小故障范围，特别适用于对复杂线路的故障检查。

从原理上进行分析，确定故障的可能范围，某些电气控制线路看起来似乎很复杂，但仔细一分析，它们总是由一些基本环节、基本线路所组成，总是由不同作用的几个独立部分组合而成。按照故障现象从原理上进行分析，确定故障发生的可能范围，以便迅速找到故障的确切部位。

四、电气控制系统的检修

检修电气控制系统故障的方法有许多种，根据短路时所出现的电气量变化，基于原理和变量来制定各种保护与检修手段，比如可利用电流激增的特点来设计出电流保护，还可以利用电压降低的特点来形成低压保护吗，利用电压电流间的相位角变化特点来检修断相、漏电等，常见的电气控制系统检修分为以下几种：

1）短路检修。短路具有瞬动特性，发生与发生过程极为迅速，所以日常电气系统维护中主要检查短路保护是否正常，需要做到短路发生时马上能够切断电源。检修重点在于熔断器和低压断路器这两个短路保护装置，在一般电气控制系统设计中，三相供电系统会对应三相短路保护，假设系统主电路容量不高，那么该电路中的熔断器可同时设置为短路故障的保护装置，如果主电路容量高，那么设计一定会为控制电路单独设置短路保护熔断器。在电气控制系统正常运行中，电动机会频繁启动以及正反转，如遇过大电流会导致电动机转矩加大进而造成机械转动部件损毁，在检修电机的过程中可直接为主回路串联过流继电器线圈，常闭触头串联在接触器控制回路中可发挥出过流保护装置，过流保护主要应用于起动时间较长的大容量电动机和绕线转子异步电动机控制系统中。

2）状态检修。状态检修的模式就是以状态为基础，是相对于事后维修而提出来的一种检修方法。状态的好坏主要是通过被检修的设备呈现的状态参数不同的变化而反映出来的。在状态维修中，每一台电力电气设备都会有一套检修的方法。检修可以定期也可以是不定期的，是比较灵活多种多样的。电力电气的设备如果出现故障，是可以进行预测的。所以状态维修是比较周密和有针对性的，可以使维修的效率得到提高减少一些不必要的成本。

3）检修保养工作。例如添加油，设备可以轮换运行，设备进行吹灰等一些清洁方面的工作。也可以采用现场式的循环滤油方式，减少设备发生的故障率，提高设备的可靠性，从而也会延长电力电气设备的使用寿命，确保设备能够健康稳定持续的运行。

参考文献：

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［3］ 张万忠.电器与PLC技术［M］.北京：化学工业出版社，2003

［4］ 安海.数控机床应用研究［J］.科技资讯，2008