【電氣設(shè)備故障探析及診斷方法7600字（論文）】

緒論1.1研究的背景和意義當前，社會正經(jīng)歷著科學技術(shù)蓬勃發(fā)展的時期.隨著人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣顒拥母纳?，高層建筑不斷增多，工業(yè)設(shè)備不斷擴大，生活和工作中使用的電器越來越多。同時，電氣系統(tǒng)的功能和復雜性不斷擴大，越來越完善，各種問題都屬于其中。電氣結(jié)構(gòu)規(guī)模的增大及其子系統(tǒng)的復雜性增加了電氣設(shè)備故障的可能性。電氣系統(tǒng)的主要組成部分是電氣設(shè)備。一旦發(fā)生故障，電力供應將被切斷，造成經(jīng)濟損失，對人們的正常生活造成不利影響。對于電氣設(shè)備來說，短路或局部損壞是很重要的.如果不及時發(fā)現(xiàn)，甚至可能引發(fā)火災，可能危及人身安全。因此，對故障診斷方法的研究對于保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行，減少經(jīng)濟損失和避免損失具有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀Lee等人提出一個新的專家系統(tǒng)來解決多個變電站多方面的故障診斷，且在韓國首都附近的某個區(qū)域得到驗證，但該方法有很大的經(jīng)驗成分，理論分析存在一定的粗糙性。Ghendy等人使用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)備信息，對故障進行評估診斷，此方法對設(shè)備的診斷結(jié)果非常依賴于模型訓練的效果，因此對于非周期量數(shù)據(jù)的預測不會十分精準。Sun等人針對斷路器和繼電器的誤報警狀況，提出一種模糊Petri網(wǎng)來進行預警，文中方法推理簡單，搭建的模型對特定故障診斷速度較快。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀謝紅玲等人利用故障樹簡化故障判定規(guī)則，以輔助向量機為基本分類器，形成多個輔助向量模型，與SVM模型之一相比，文本模型體現(xiàn)了更高程度的收斂性。張光軼等人提出一種基于灰度值的故障預測模型，成功預測了一例故障并判斷出故障類型，但僅對一類設(shè)備進行了故障預測，對其他電氣設(shè)備不具有普適性。張慧源等人構(gòu)建了一種設(shè)備溫升模型預測其發(fā)展趨勢，但該模型僅對溫度參數(shù)的響應較高，沒有充分考慮其他因素對設(shè)備溫升的影響。吳茜等人為評估電網(wǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，基于隨機矩陣理論構(gòu)建了一種態(tài)勢評估方法，結(jié)合歷史和實時數(shù)據(jù)能有效判別附負荷薄弱節(jié)點。魏大千等人結(jié)合隨機矩陣的理論知識設(shè)計了測量WAMS大值的高維隨機矩陣模型，進而闡述了異常數(shù)據(jù)檢測的理論和方法。劉偉等人利用隨機矩陣理論構(gòu)建了電壓數(shù)據(jù)和相角數(shù)據(jù)的高維矩陣，結(jié)合熵理論構(gòu)造的模型成功識別了電網(wǎng)的薄弱節(jié)點?？量逃⑿鄣热死秒S機矩陣理論顯示裝備狀態(tài)數(shù)據(jù)的時間序列，研究了包含時間序列模型的圓標特征根譜分布，分析了歷史狀態(tài)和當前狀態(tài)信息，實施了設(shè)備關(guān)鍵性能評價和異常檢測.陳偉彪等人提出了一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)性分析的故障力矩確定方法，方法是建立PMU數(shù)據(jù)的隨機矩陣模型，計算PMU數(shù)據(jù)的平均光譜半徑和相關(guān)性指標，從而根據(jù)MSR指標和PMU數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析確定故障區(qū)域的位置。1.3研究內(nèi)容本文主要分為五部分：第一部分是緒論，指出本文的研究背景和意義、研究內(nèi)容和方法，并梳理了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二部分是電氣設(shè)備故障的概述，包括電氣設(shè)備故障的原因、應迅速、處理原則、診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、常用的診斷方法。第三部分是電氣設(shè)備故障的維修措施，包括控制環(huán)境衛(wèi)生和溫度、雨水防護、潤滑處理、控制電流變化四個方面。第四部分是以保時捷卡宴E3為例，對其電氣設(shè)備故障進行具體的分析。第五部分是結(jié)語。2電氣設(shè)備故障的類型和影響因素分析2.1電氣設(shè)備故障的類型2.1.1設(shè)備故障電氣設(shè)備的故障集中在設(shè)備本身的故障上。電氣設(shè)備的常見故障包括：設(shè)備燃燒、電子元件老化、短路、性能退化和故障。這種缺陷通常通過更換零件來修復，因此，成本很高。車輛在操作過程中應注意這類故障，以免發(fā)展成為直接的電氣設(shè)備故障，造成更大的損失。2.1.2線路故障電線故障通常意味著汽車電纜短路、斷開和接觸不良。線路短路會導致自燃，這是線路故障中最危險的情況，因此應特別注意。在檢查車輛時，仔細檢查電線是否存在繞組、意外重疊等現(xiàn)象，避免電線長時間短路。接觸不良往往是線路松弛造成的。這種類型的干擾通常導致使用電氣設(shè)備。因此，還應仔細檢查電纜閉合情況。2.2電氣設(shè)備故障的影響因素分析2.2.1溫度和濕度的影響老化是汽車電氣設(shè)備最可怕的恐懼。溫度和濕度加速了電氣設(shè)備的老化過程。特別是溫度主要影響電子器件，過熱會導致電氣設(shè)備電氣性能和線路絕緣程度不同的惡化；水分是由無機鹽腐蝕電氣設(shè)備中水分子引起的電氣設(shè)備老化。長時間腐蝕會導致絕緣性能下降、設(shè)備接觸不良等問題，影響汽車電氣設(shè)備的正常使用。2.2.2電壓的波動的影響電壓波動的影響主要是指非瞬態(tài)過電壓波動的作用。汽車設(shè)備在電壓超過額定工作電壓時長時間運行，導致設(shè)備完全損壞。誤差的原因通常是發(fā)電機控制器出現(xiàn)故障，導致發(fā)電機電壓異常。錯誤通常發(fā)生在兩種情況下：（1）當機器剛開始并點火時。電動機繞組與電池之間的電磁路徑在瞬間自動斷開，使驅(qū)動器可向感應磁場的分流驅(qū)動器單元產(chǎn)生感應負峰值電壓，該電壓根據(jù)電磁指數(shù)運動規(guī)律變化，可達到100-50V的逆峰值電壓。由于缺乏離子元素，脈沖容易振動，對整個電子單元造成嚴重破壞。（2）在某些斷路器操作中，例如電子喇叭管、各種驅(qū)動電機和電子磁選機，可能會出現(xiàn)高頻峰值振蕩。高頻峰值振蕩可以達到200V以上，但振蕩持續(xù)時間不得超過300V（約200Pa）。對于一些高變頻率的電子控制系統(tǒng)，如汽車發(fā)動機控制器和汽油機噴射控制系統(tǒng)，往往會導致?lián)Q檔錯誤。2.2.3汽車各個電氣設(shè)備間的相互干擾的影響在車輛正常運行期間，電氣設(shè)備常常以電磁輻射的形式相互干擾。無論出于何種原因，它們激發(fā)的信號以各種方式傳輸?shù)杰囕v的其他電子系統(tǒng)活動，例如高頻電磁波，該高頻電磁波對車輛的其他電氣系統(tǒng)活動造成大的電磁干擾。一旦其屏蔽措施損壞，很可能導致系統(tǒng)運行異常。3電氣設(shè)備故障的處理3.1電氣設(shè)備故障處理的原則3.1.1高效性機械電氣設(shè)備加工是緊急加工的一部分，也是臨時措施。因此，在消除電氣設(shè)備缺陷時，應該應用效率原則嗎？在保證操作方便的前提下，可以通過更科學的固定資產(chǎn)有效地排除電氣設(shè)備故障，在最短的時間內(nèi)恢復其正常運行，從而減少公司生產(chǎn)的電氣設(shè)備故障造成的損壞。因此，在電氣設(shè)備加工過程中，必須采取有效的臨時補救措施，以消除電氣設(shè)備的故障。3.1.2安全性電氣設(shè)備部件和電路故障排除存在一定風險。因此，在處理電氣設(shè)備故障時，必須為操作員提供一個相對安全的外部環(huán)境，使他們能夠根據(jù)操作員的規(guī)范操作程序，采取適當措施，確保操作員的人身安全。這使得電氣設(shè)備能夠快速恢復到安全狀態(tài)。3.1.3可行性在電氣設(shè)備的處理過程中，操作人員必須根據(jù)其以往經(jīng)驗和設(shè)備類型設(shè)計維護系統(tǒng)，并通過對維護系統(tǒng)的科學規(guī)劃，確保維護系統(tǒng)不會干擾設(shè)備的正常運行。確保電氣設(shè)備的故障不會對其他機械和電氣設(shè)備的部件造成損壞，從而導致電氣設(shè)備的維護出現(xiàn)問題。3.2電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，主要是查找故障部位，分析故障原因，在最短時間內(nèi)找到有效的故障解決方案。它通常分為監(jiān)測和信息收集、特征提取、情境分析、情境診斷和診斷解決方案。（1）監(jiān)測和信息收集。實時檢查運行中的電氣設(shè)備，有關(guān)待機設(shè)備的準確信息由傳感器反射并傳輸?shù)揭韵聠卧?；?）提取征兆。通過對傳感器反射的信息進行排序、處理和處理的方法，將反映故障特征的信號與不相關(guān)的信號分離，消除假密封，獲得反映設(shè)備當前運行狀態(tài)的特征信號；（3）狀態(tài)分析?？梢岳眯盘柼幚?、驗證方法等多種方法對所獲得的特征信號進行分析。一組特性，轉(zhuǎn)換為狀態(tài)映射；（4）診斷。將分析特性集與歷史數(shù)據(jù)、知識庫、規(guī)則和標準進行比較，以確定設(shè)備是否存在錯誤或潛在錯誤；（5）做出診斷決定。根據(jù)前期機組診斷結(jié)果，對設(shè)備運行中存在的隱性或故障狀況進行預測和評價，確定排除故障原因的措施和措施。圖3.1智能診斷系統(tǒng)3.3常見的電氣故障以及故障診斷方法3.3.1故障的分類錯誤是指系統(tǒng)偏離正常運行狀態(tài)，導致系統(tǒng)狀態(tài)功能的原始功能部分或完全喪失。（1）按照故障發(fā)生的時間不同進行分類根據(jù)錯誤發(fā)生的時間，錯誤可分為三類，即系統(tǒng)主要錯誤、損失錯誤和意外錯誤。第一，制度的主要缺陷。大多數(shù)錯誤是由于設(shè)計或生產(chǎn)工藝不符合要求的缺陷，以及在以后的操作和使用中的缺陷造成的。它的特點是，經(jīng)過一段時間的運行和使用一些系統(tǒng)，不同的設(shè)備元件之間存在一定的運行，故障概率會逐漸降低。但也有一些因嚴重的生產(chǎn)錯誤而產(chǎn)生的誤差，這些誤差不會因使用時間的長短而消失；第二，損失是由于設(shè)備部件在日常工作中由于相互磨損或外部原因，例如工作環(huán)境的溫度和濕度，或不斷誤用、陳舊或毀壞而不能正常工作。其特點是系統(tǒng)運行后無損誤差率越來越高，直到系統(tǒng)癱瘓；第三，與前兩種相比，由一系列隨機或不可預測因素引起的意外故障概率相對較小。（2）按照故障發(fā)生時的相互作用關(guān)系進行分類根據(jù)故障發(fā)生時的相互作用，可分為四類。其中分別包括單源故障、多源故障、自主故障和依賴性故障。一是單一來源故障。這是由于單個零件或參數(shù)損壞導致的系統(tǒng)故障造成的。故障發(fā)生地點是相同，但原因很多。第二，多個來源的錯誤。錯誤可能是由于多個組件或參數(shù)損壞以及不同組件之間的干擾造成的。其復雜度遠遠高于單一源錯誤的復雜度：第三，獨立故障——它是由可能發(fā)生在多個元件或多個不同位置的一種錯誤引起的。不要將其與單一來源的錯誤混淆；第四，由于機器故障是由另一個節(jié)點或參數(shù)由于多個故障的結(jié)合而發(fā)生故障造成的，零件本身就出現(xiàn)故障。3.3.2常見電氣故障（1）斷路故障。電路中最常見的故障是在電路中，由于某些原因，原來的正常電路被分離并形成開路。電路的連續(xù)性被破壞，原本流動的電流無法順利通過，導致連接的設(shè)備發(fā)生故障。該誤差主要是由于機械損壞或接觸點接觸不良導致的斷線，如開關(guān)強度沖擊和接線點。圖3.2斷路器的連接故障圖圖3.3過載斷路器的典型故障圖（2）短路故障。由于導電部分的絕緣中斷或?qū)w短路電力不同，電路中形成短路標志，電壓主要施加在負載上，因此最嚴重的短路誤差是短路，當短路誤差發(fā)生時，雙方負載時，電阻的短路點幾乎為零，然后用來保護電路的各個部分。在系統(tǒng)中，多個不同的電路可以由一個節(jié)點保護。如果一個動作可能導致多個電路無法正常工作，則應盡快找到短路和短路點：（3）電氣設(shè)備及其部件故障：由于生產(chǎn)缺陷、安裝不當、老化、保養(yǎng)過早等原因造成的電氣設(shè)備及其部件故障典型錯誤包括：電壓轉(zhuǎn)換器垂直和側(cè)面電壓保險絲融合、電流短路和加熱冒煙時關(guān)機；電流互感器，斷路、加熱、冒煙漏油；發(fā)動機無法啟動，保險絲、充電外殼；低壓開關(guān)關(guān)不上，輔助開關(guān)出現(xiàn)故障，啟動、溫度升高；高壓斷路器工作機構(gòu)不能斷開，漏油、接地閉合。3.3.3常見電氣故障的診斷方法目前，故障診斷技術(shù)已逐漸發(fā)展成為一門綜合性學科，可分為四類：信號處理方法、分析模型方法、基于分類的方法和論證方法。（1）信號處理方法。該方法適用于能夠測量系統(tǒng)狀態(tài)的系統(tǒng)，但難以建立數(shù)學模型。使用測量信號獲得系統(tǒng)中存在的各種特征向量和參數(shù)，如高階統(tǒng)計量、頻譜、函數(shù)等。根據(jù)相關(guān)參數(shù)分析誤差原因：（2）分析模型方法，該方法的目的是基于特定的數(shù)學理論建立相對精細的數(shù)學模型，以診斷和處理錯誤。它可以靈敏地檢測未知錯誤，這也是他的優(yōu)勢。但在實踐中，建立更精確的數(shù)學模型仍然是一項艱巨的任務，這也是阻礙其推廣的重要原因；（3）測量系統(tǒng)中使用的分類。它能很好地測量輸入和輸出信號，并對接收到的信號進行處理。根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗和知識，對診斷系統(tǒng)的故障進行診斷和論證。該方法具有良好的實時性能和模式識別能力：（4）推理法應用于將抽象信息轉(zhuǎn)化為機器語言中的表達式，根據(jù)過去在出現(xiàn)錯誤時獲得的豐富經(jīng)驗來表示裝置，然后進行總結(jié)分析。該方法的優(yōu)點是不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學模型，不需要診斷系統(tǒng)的故障類型數(shù)據(jù)。4電氣設(shè)備的維護措施4.1控制環(huán)境的衛(wèi)生和溫度電氣設(shè)備的故障分析和相應的應急措施應確保機器的正常運行。因此，為了避免設(shè)備出現(xiàn)嚴重故障，必須把預防放在首位，保證設(shè)備的正常運行。技術(shù)人員要做好緊急排除故障、維護設(shè)備的準備，使現(xiàn)場工作正常。在電氣設(shè)備修理過程中，應注意環(huán)境衛(wèi)生和溫度控制。通過保證室內(nèi)溫度適中，可以提高電氣操作的安全性，使機電設(shè)備能夠正常工作。為避免設(shè)備受到高溫或低溫及粉塵的影響，必須對設(shè)備在運行過程中的溫度設(shè)定調(diào)節(jié)規(guī)范，以確保設(shè)備正常運行。同時，要定期進行清洗清洗，防止電氣部件受到嚴重影響，延長電氣設(shè)備的使用壽命。4.2雨水防護為了保證工作要求，許多電氣裝置必須在室外進行。因此，電氣設(shè)備在運行過程中容易受到天氣的影響。因此，電氣設(shè)備的電纜必須是防水的。電纜必須由專人保護。同時，必須采取雨雪防護措施，確保電氣設(shè)備的正常運行，避免天氣對機電設(shè)備的影響。4.3潤滑處理必須潤滑電氣設(shè)備的操作部分。零件之間的摩擦可以通過潤滑來減少，以減少零件之間的磨損。同時對設(shè)備的高溫推進元件進行科學處理。潤滑油用于一些高溫高負荷的地方，用于電氣設(shè)備的維護。4.4控制電器電流變化在電氣設(shè)備運行過程中，必須控制電氣設(shè)備中電流的變化.如果電流異常，必須及時停止生產(chǎn)活動，確定異常原因。為了排除故障，機電設(shè)備必須處于正常工作狀態(tài)。如果電氣設(shè)備在重載下工作，請找專業(yè)人員進行檢查，以確保問題得到及時處理。在電氣設(shè)備檢查過程中檢查異常和異常反應，并定期檢查一些暴露的儀表，及時處理問題，使機電設(shè)備處于高質(zhì)量的運行狀態(tài)。5電氣設(shè)備故障案例分析5.1案例分析故障名稱：can線短路車輛最初的故障現(xiàn)象為行駛中故障燈亮，車輛熄火，儀表黑屏，無法再次啟動，關(guān)閉點火開關(guān)等待故障消除，可以啟動，啟動后行駛一段后故障再次出現(xiàn)。故障出現(xiàn)的時間大概在下午六點左右。車輛拖回店里后，故障現(xiàn)象不存在，車輛可以正常啟動。根據(jù)診斷，車輛儲存有故障代碼，且故障代碼全部不存在。故障碼大多為舒適系統(tǒng)內(nèi)控制單元無通訊，所以分析故障可能出現(xiàn)在舒適系統(tǒng)CAN總線。通過分析故障代碼舒適性CAN總線單線操作，查看GFF檢測波形，波形正常，對故障進行重現(xiàn)后，舒適系統(tǒng)CANL對地短路時網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障碼，車輛啟動正常，功能正常。而當舒適系統(tǒng)CANH對地短路時組合儀表黑屏，四車門玻璃向下運動10cm左右，發(fā)動機正常運行，后關(guān)閉點火開關(guān)，車輛則無法啟動，故障現(xiàn)象與最初的反應一致。分析故障原因可能出現(xiàn)在舒適系統(tǒng)CAN線對地短路，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓補圖，結(jié)合故障記憶排查舒適系統(tǒng)CAN線涉及的控制單元及線束插頭。排查到左前車門線束時，發(fā)現(xiàn)插頭進水造成線路短路。清理周邊污水，更換插頭后試車檢查，故障排除。5.2案例總結(jié)故障名稱：can線短路車輛最初出現(xiàn)故障時，故障現(xiàn)象反復兩次出現(xiàn)，而將車輛拖回修理點后，故障現(xiàn)象不出現(xiàn)，車輛正常啟動，由此可以判斷故障出現(xiàn)的條件并不是全時的，偶發(fā)故障應先考慮時間及地點等環(huán)境因素，根據(jù)溝通了解到故障出現(xiàn)時間為下午六點左右，所以在分析故障代碼時，應將故障出現(xiàn)時間前后的故障代碼按照時間排序，以此分析故障觸發(fā)緣由。通過代碼分析，發(fā)現(xiàn)當舒適系統(tǒng)CAN線短路時，與最初故障相似，后采用上文中提到的信號分析法分析舒適系統(tǒng)CAN線線路，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓補圖使用排除法逐一排查有關(guān)設(shè)備控制單元，最終發(fā)現(xiàn)故障緣由所在。通過比對，針對此故障案例檢修過程，使用故障碼分析法，信號分析法和排除法可以將檢修效率大幅提高，是最適合于此故障的檢修方法。此外，對于故障現(xiàn)象出現(xiàn)過但在維修時故障無法重現(xiàn)的電氣故障，可以根據(jù)故障出現(xiàn)的時間來一一排列出故障記憶碼出現(xiàn)的先后，以此判斷故障原因，可以很快的找出故障部件，找出故障原因并解決故障，提高檢修效率。6結(jié)論與展望6.1結(jié)論隨著國家整體經(jīng)濟水平的持續(xù)提升，電力工業(yè)特別是其企業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來了前所未有的繁榮。一方面，用電量的快速增長導致電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)數(shù)量的增加和用電設(shè)施數(shù)量的增加，在發(fā)電、輸電和用電過程中形成了一個統(tǒng)一的有機整體，有利于提高系統(tǒng)效率；另一方面，不安全狀況急劇加劇，影響電力系統(tǒng)的安全運行，系統(tǒng)中任何嚴重的電氣設(shè)備故障和故障都可能產(chǎn)生連鎖效應，導致系統(tǒng)崩潰、人員傷亡和重大經(jīng)濟損失，社會和諧穩(wěn)定。因此，確保電氣設(shè)備的安全健康運行已成為電力系統(tǒng)員工的首要任務之一。本文在先分析電氣設(shè)備故障的類型的基礎(chǔ)上，總結(jié)了電氣設(shè)備的影響因素，特別包括電氣設(shè)備的溫度、濕度、電壓和干擾等；然后論述了電氣設(shè)備故障排除原理、電氣設(shè)備診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電氣設(shè)備典型故障和故障的檢測方法，最后提出可以通過采取控制環(huán)境衛(wèi)生與濕度、雨水防護、潤滑春麗、控制電器電流變化等措施進行維修管理，希望對實現(xiàn)電氣設(shè)備整體運行水平的有效提高提供一定的參考。6.2展望如上所述，在電氣設(shè)備運行過程中，這種或其他故障基本上是不可避免的。因此，需要我們的維修