電氣故障排除的方法與要領(lǐng)
隨著國內(nèi)工業(yè)化的快速發(fā)展和改革開放的逐步擴(kuò)大及深入，科學(xué)技術(shù)在社會生產(chǎn)力的地位不斷加強(qiáng)，某些電氣設(shè)備作為科技產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中已越來越被廣泛采用，而電氣設(shè)備的數(shù)量和品種以前所為有的速度在增加，其中電氣設(shè)備和電氣控制系統(tǒng)更新?lián)Q代的產(chǎn)品很多，其維修方法和故障診斷技術(shù)也在不斷的豐富和提高。一些科技含量比較高的電氣控制系統(tǒng)的“維修難”(如：數(shù)控系統(tǒng)、全數(shù)字直流拖動控制系統(tǒng))已越來越成為影響加工設(shè)備有效使用的突出問題。而電氣維修人員是面對和解決這些突出問題的主要技術(shù)力量，在實際生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中出現(xiàn)故障給予及時幫助和排除是每一位維修人員應(yīng)盡的義務(wù)和職責(zé)，而維修電工是這種維修力量的重要組成部分，所以作為一名維修電工，在工作中除了對設(shè)備及線路的合理安裝、良好的調(diào)試和日常保養(yǎng)與檢查外，如何在出現(xiàn)故障時，能迅速查明故障原因并正確處理故障，是保持設(shè)備正常運(yùn)行的重要保證。在實際工作中，電氣故障出現(xiàn)的范圍很廣，涉及到電氣系統(tǒng)的每一部分，并且出現(xiàn)的故障千變?nèi)f化的、隨機(jī)的。排除故障的方法只能根據(jù)故障的具體情況而定，沒有嚴(yán)格的固定的模式和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這對部分維修人員來說感到困惑，往往在排除故障的過程當(dāng)中走很多彎路，甚至在處理故障時還適得其反，看似小毛病往往在維修時不慎，反而把故障越修越大，這是由于維修人員對所修電氣設(shè)備不是很熟悉它的操作方法、工作原理、線路走向以及設(shè)備的使用情況等，就去維修再加上心里沒底，精力不集中，人為的造成解決故障的時間延緩和某些電氣元件的損壞那就在所難免了。那么作為一名維修電工，應(yīng)在遇到故障時，能迅速查明故障原因，合理正確的處理故障點，這對提高勞動生產(chǎn)率、設(shè)備利用率以及減少經(jīng)濟(jì)損失和安全生產(chǎn)都具有重大作用和現(xiàn)實意義。作為一名技師，除了自身應(yīng)具有一定的理論知識和文化素養(yǎng)以及豐富的實踐經(jīng)驗和較強(qiáng)的技能外，另外還應(yīng)具有對從事同工種以下等級的其他人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)的能力。本人從事本職業(yè)工作十幾年，從實踐中逐步探索和總結(jié)了一些經(jīng)驗，結(jié)合自己的實際工作，談一談對故障排除的一些認(rèn)識，以便相互學(xué)習(xí)、促進(jìn)和共同提高。
一、排除故障的基礎(chǔ)
排除故障的基礎(chǔ)是指排除故障時所具備的必要條件。要想徹底排除故障，解決實際當(dāng)中所面臨的問題，就必須要搞清楚故障發(fā)生的原因，要想迅速查明故障原因，除不斷要在工作中積累經(jīng)驗，更重要的是能從理論上分析，解釋事故發(fā)生的原因，用理論指導(dǎo)自己的操作，靈活運(yùn)用所掌握的基礎(chǔ)知識再結(jié)合實際工作有時處理起來就會有韌有余。但是，技術(shù)水平的提高、維修經(jīng)驗的積累，需要一個漫長的過程。
1. 對維修人員的素質(zhì)要求
電氣設(shè)備是技術(shù)密集型和知識密集型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴，在生產(chǎn)上往往起著關(guān)鍵作用，因此對維修人員有一定的要求。維修工作做的好壞，首先取決于維修人員的素質(zhì)，作為一名維修人員必須具備以下條件：
① 專業(yè)知識面廣。應(yīng)具有中專以上的文化程度，掌握或了解計算機(jī)原理、電子技術(shù)、電工原理、自動控制與電力拖動、檢測技術(shù)、機(jī)械傳動及機(jī)械加工工藝方面的基礎(chǔ)知識。既要懂電、又要懂機(jī)。電包括強(qiáng)電和弱電;機(jī)包括機(jī)械、液壓和氣動技術(shù)。
② 勤于學(xué)習(xí)，善于分析。電氣維修人員應(yīng)該是一個勤于學(xué)習(xí)的人，不僅要有較廣的知識面，而且需要對所需排除故障的電氣系統(tǒng)有深入的了解。電氣維修人員需要有一個善于分析的頭腦。有些故障現(xiàn)象其起因往往不是顯而易見的，它涉及機(jī)、電、液、氣各種技術(shù)。所以在這眾多的故障起因和現(xiàn)象面前作出正確的分析判斷是至關(guān)重要的。實際工作中，往往動腦筋的時間比動手的時間還長，一旦找出故障點，相對而言，修復(fù)是比較簡單的。
③ 有較強(qiáng)的動手能力和實踐技能。電氣系統(tǒng)的修理離不開實際操作，維修人員應(yīng)會動手對所修系統(tǒng)進(jìn)行操作，查看報警信息，檢查、修改參數(shù)，調(diào)用自診斷功能，對機(jī)床進(jìn)行手動和試運(yùn)行操作;應(yīng)會使用維修所必需的工具、儀表和儀器。對維修人員來說，膽大心細(xì)，即敢于動手，又細(xì)心有條理是非常重要的。所謂“心細(xì)”就是在動手檢修時，要先熟悉情況、后動手，不盲目蠻干;做到在動手過程中要穩(wěn)、要準(zhǔn)。
2.必要的技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備
維修人員應(yīng)在平時要認(rèn)真整理和閱讀有關(guān)電氣控制系統(tǒng)的重要技術(shù)資料。維修工作做得好壞，排除故障的速度快慢，主要決定于維修人員對系統(tǒng)的熟練程度和運(yùn)用技術(shù)資料的熟練程度。以下分幾方面談談進(jìn)行電氣故障維修時所必需的技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備：
① 關(guān)于維修資料方面的問題
電氣設(shè)備維修中的一個常見問題是資料不全，往往只有強(qiáng)電部分的電氣原理圖或者設(shè)備使用說明書。關(guān)于設(shè)備的主要控制系統(tǒng)(如：林肯焊機(jī)主板控制原理圖、數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置等)部分資料則非常少，最多只有一本操作手冊，而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，特別是電路圖一般都不會有，為此給維修工作造成很大的困難，我認(rèn)為這個問題可以從以下幾方面著手解決:
a) 在簽訂設(shè)備購買合同時，要努力爭取設(shè)備供應(yīng)商盡可能多提供日后維修所需的各種資料(如：機(jī)床安裝、使用、操作和維修方面的技術(shù)說明書，其中包括機(jī)床的操作面板布置及其操作，機(jī)床電氣原理圖、布置圖以及接線圖。對電氣維修人員來說還需要機(jī)床的液壓回路圖和氣動回路圖。)
b) 在設(shè)備調(diào)試驗收階段，維修人員利用向設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員和調(diào)試人員學(xué)習(xí)的機(jī)會，盡可能多地記錄，收集各種維修所需要的資料、數(shù)據(jù)和方法，將這些資料收集整理以供日后維修參考。
c) 平時可通過各種途徑搜集資料，例如通過有關(guān)的電氣雜志、技術(shù)書籍，通過與同行之間的交流或通過互聯(lián)網(wǎng)查詢等獲取所需資料。
d) 日常維修中，在進(jìn)行檢查修理的同時，要將故障部分電路測繪出來，經(jīng)過校對核實，整理出故障部分的圖樣來。日積月累，就會將經(jīng)常出故障的部分的電路圖整理出來。
e) 其他，有關(guān)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)的元器件方面的技術(shù)資料，如數(shù)控設(shè)備所用的元器件清單，備件清單以及各種通用的元器件手冊。維修人員應(yīng)熟悉各種常用的元器件，一旦需要，能較快的查閱有關(guān)元器件的功能、參數(shù)及代用型號。
② 關(guān)于必要的備件問題
對于電氣系統(tǒng)的維修，備品備件是一個必不可少的技術(shù)準(zhǔn)備手段，在遇到故障時如無備件可調(diào)換或使用，無形中會拖延排除故障的時間和增加維修的難度。而且維修人員手頭上備有一些主控電路板的話，將給排除故障帶來許多方便，采用換板法�？裳杆倥袛喑鲆恍┮呻y故障發(fā)生在那塊電路板上，電氣系統(tǒng)備件的配置要根據(jù)實際情況，通常一些易損的電氣元器件(如：各種規(guī)格的熔斷器、熔體、開關(guān)、電刷，還有易出故障的不同功率的可控硅模塊和印刷電路版等)均應(yīng)適當(dāng)配置。這里對備件的管理問題不做詳細(xì)討論，僅對在維修中備件的幾個解決方法作簡要陳述：
a) 修復(fù) 維修中，對換下來的有問題的元器件，在有條件的情況下應(yīng)盡可能的要
進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)沒有條件的時候，也應(yīng)委托有修理條件的專業(yè)維修部門去修理。
b) 代用 在大多數(shù)情況下，許多電氣元器件是可以用其他類似規(guī)格、型號的元器件替代的(如：接觸器、可控硅模塊、電阻器、電容器、快熔、穩(wěn)壓管、三極管、場效應(yīng)管等等)。維修人員應(yīng)掌握相關(guān)電氣元器件的工作原理、特性參數(shù)及替代方法。
c) 制作與改造 維修中，當(dāng)某個電氣元器件壞了，但買不到備件時，為了不影響生產(chǎn)，可以考慮對電路進(jìn)行一些小的改動，改用其他的元器件去完成同樣的功能(例如：螺旋管車間某電氣控制系統(tǒng)主控板上的整流器壞，在搞清楚這個集成整流器電路的引腳和功能外，可以設(shè)法用其他元器件搭一個電路去完成它的現(xiàn)有功能，這樣就可以代換損壞的器件，同時又不會因一時買不到合適的配件而影響生產(chǎn)的進(jìn)行)。
3.了解設(shè)備的運(yùn)動形式和各元器件在設(shè)備的具體位置及線路的布局對電氣設(shè)備進(jìn)行維修時，首先要弄懂并熟練掌握設(shè)備的電氣控制原理圖，了解設(shè)備的運(yùn)動形式，以及對不明白的電氣設(shè)備的控制提出的質(zhì)疑，是弄懂設(shè)備電氣控制工作原理的基礎(chǔ)。熟練掌握電氣控制工作原理，并比較該設(shè)備的電氣控制特點，是排除故障非常重要的基礎(chǔ)。例如：我公司直縫管車間使用的數(shù)控PC--160D型等離子切割機(jī)電氣控制系統(tǒng)，既包括交、直流控制轉(zhuǎn)換，計算機(jī)與PLC結(jié)合，又含有伺服驅(qū)動，同時還包括連續(xù)反饋控制及擾動補(bǔ)償前饋控制，屬于復(fù)合控制系統(tǒng)，它概括了電氣控制技術(shù)的主要內(nèi)容具有一定的典型型、綜合性與復(fù)雜性。另外實現(xiàn)電氣原理圖與實際配線的一一對應(yīng)，是提高故障排除速度的基礎(chǔ)。做到這一點，可以對設(shè)備有一個進(jìn)一步的了解，并能夠加深印象和感性認(rèn)識，并且在出現(xiàn)故障使用檢測手段時，能夠準(zhǔn)確有效地找到測試點，以防止誤判斷，同時也能縮小故障范圍。
二.故障的檢測和排除方法
有了一定的理論基礎(chǔ)，掌握了設(shè)備的工作原理，為排除故障做好了充分的準(zhǔn)備，但在實際操作時為了有效地進(jìn)行分析和判斷，順利的找出故障點，還需具備一定的手段，這就是排除故障所需的檢測手段及一般方法。
1. 故障的檢測
顧名思義就是檢查測量，充分利用儀器儀表對設(shè)備故障進(jìn)行檢測，以便能更準(zhǔn)的判斷故障點的位置和確定元器件是否已損壞。對設(shè)備故障的檢查測量是大多數(shù)維修人員在排除故障時普遍采用的做法，也是排除故障最常用的方法之一。但對故障的檢測手段常用的方法一般有以下幾種：
① 電阻法 電阻法是一種常用的測量方法。通常是指利用萬用表的電阻擋，測量電機(jī)、線路、觸頭等是否符合使用標(biāo)稱值以及是否通斷的一種方法，或用兆歐表測量相與相、相與地之間的絕緣電阻等。測量時，注意選擇所使用的量程與校對表的準(zhǔn)確性，一般使用電阻法測量時通用做法是先選用低檔，同時要注意被測線路是否有回路，并嚴(yán)禁帶電測量。
② 電壓法 電壓法是指利用萬用表相應(yīng)的電壓擋，測量電路中電壓值的一種方法，通常測量時，有時測量電源、負(fù)載的電壓，也有時測量開路電壓，以判斷線路是否正常。測量時應(yīng)注意表的擋位，選擇合適的量程，一般測量未知交流或開路電壓時通常選用電壓的最高擋，以確保不至于在高電壓低量程下進(jìn)行操作，以免把表損壞，同時測量直流時，要注意正負(fù)極性。
③ 電流法 電流法是通常測量線路中的電流是否符合正常值，以判斷故障原因的一種方法。對弱電回路，常采用將電流表或萬用表電流擋串接在電路中進(jìn)行測量;對強(qiáng)電回路，常采用鉗形電流表檢測。
④ 儀器測試法 借助各種儀器儀表測量各種參數(shù)，如用示波器觀察波形及參數(shù)的變化，以便分析故障的原因，多用于弱電線路中。
2.故障的排除方法
通過借助對故障的檢測手段來確定故障所在位置，從而更好的來分析故障原因和找出解決問題的方法，這就是故障的排除方法。在對設(shè)備故障檢測判斷的基礎(chǔ)上，排除故障還需要采用一定的方法，但常用的方法一般有以下幾種：
① 常規(guī)檢查法 依靠人的感覺器官(如：有的電氣設(shè)備在使用中有燒焦的糊味，打火、放電的現(xiàn)象等等)并借助于一些簡單的儀器(如：萬用表)來尋找故障原因。這種方法在維修中最常用，也是首先采用的。
② 替換法 即在懷疑某個器件或電路板有故障，但不能確定，且有代用件時，可替換試驗，看故障是否消失，恢復(fù)正常。
③ 直接檢查法 對在了解故障原因或根據(jù)經(jīng)驗，判斷出現(xiàn)故障的位置，可以直接檢查所懷疑的故障點。
④ 逐步排除法 如有短路故障出現(xiàn)時，可逐步切除部分線路以確定故障范圍和故障點。
⑤ 調(diào)整參數(shù)法 有些情況，出現(xiàn)故障時，線路中元器件不一定壞，線路接觸也良好，只是由于某些物理量(如：時間、電流、位移、溫度、電阻值、反饋信號強(qiáng)弱等)調(diào)整的不合適或運(yùn)行時間長了有可能因外界因素(如：受干擾或機(jī)械磨損程度)致使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生改變或不能自動修正系統(tǒng)值，從而造成系統(tǒng)不能正常工作，這時應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體情況進(jìn)行調(diào)整。
⑥ 原理分析法 根據(jù)控制系統(tǒng)的組成原理圖，通過追蹤與故障相關(guān)聯(lián)的信號，進(jìn)行分析判斷，找出故障點，并查出故障原因。使用本方法要求維修人員對整個系統(tǒng)和單元電路的工作原理有清楚的理解。
⑦ 比較、分析、判斷法 它是根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，控制環(huán)節(jié)的動作程序以及它們之間的邏輯關(guān)系，結(jié)合故障現(xiàn)象，進(jìn)行比較、分析和判斷，減少測量與檢查環(huán)節(jié)，并迅速判斷故障范圍。(例如：螺旋管車間的精整控制，是采用總―分式多處異地(兩跨車間)分段控制的方式，如總控操作臺正常，則說明電源、負(fù)載及公共線路沒有問題)。通過比較、分析進(jìn)行判斷，能減少檢測環(huán)節(jié)，縮小故障范圍，提高故障排除的速度。它適用于部分線路故障范圍和故障點的直接判定。
以上幾種常用的方法，可以單獨(dú)使用，也可以混合使用，碰到實際的故障應(yīng)結(jié)合具體情況靈活應(yīng)用。
三.排除故障的一般步驟
排除故障沒有固定的模式，也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因人而異，。但在一般情況下，還是有一定規(guī)律的。通常排除故障時，所采用的步驟大致可分為：癥狀分析→設(shè)備檢查→確定故障點→故障排除→排除后性能觀察。
1. 癥狀分析
癥狀分析是對所有可能存在的有關(guān)故障原始狀態(tài)的信息進(jìn)行收集和判斷的過程。在故障跡象受到干擾以前，對所有信息都應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)分析。這些原始信息一般可以從以下幾個方面獲得：
① 訪問操作人員 以獲得設(shè)備使用及變化過程、損壞或失靈前后情況的信息，還可以了解到一些過去類似的故障現(xiàn)象、原因以及曾經(jīng)采取的措施等方面的情況。有時操作人員也許因為其他方面的原因，不愿意或不能把全部情節(jié)講清楚。維修人員應(yīng)有分析辨別能力和足夠的耐心，以盡可能多地獲得真實的原始信息。
② 觀察和初步檢查 對設(shè)備進(jìn)行全面的觀察往往會得到有價值的線索。初步檢查的內(nèi)容包括檢測裝置(例如：操作臺指示燈、顯示器報警信息等) 、檢查操作開關(guān)的位置以及控制機(jī)構(gòu)、調(diào)整裝置及連鎖信號裝置等。
③ 開動設(shè)備 一般情況下應(yīng)要求操作人員按正常操作程序開動設(shè)備。如果故障不是整機(jī)性的致失電氣控制系統(tǒng)癱瘓，可以采用試運(yùn)轉(zhuǎn)的方法開動設(shè)備，幫助維修人員對故障的原始狀態(tài)有個綜合的印象。
這個階段的目的在于收集故障的原始信息，以便對現(xiàn)有實際情況作分析，并從中推導(dǎo)出最有可能存在故障區(qū)域的線索，作為下一步設(shè)備檢查的參考。但注意不要根據(jù)不確切的跡象或不充分的信息過早的作出判斷。
2. 設(shè)備檢查
根據(jù)癥狀分析中得到的初步結(jié)論和疑問，對設(shè)備進(jìn)行更詳細(xì)的檢查，特別是那些被認(rèn)為最有可能存在故障的區(qū)域。要注意這個階段應(yīng)盡量避免對設(shè)備做不必要的拆卸，防止因不慎重的操作引起更多的故障。不要輕易對控制裝置進(jìn)行調(diào)整，因為一般情況下，故障未排除而盲目調(diào)整參數(shù)會掩蓋癥狀，而且會隨著故障的發(fā)展而使癥狀重新出現(xiàn)，甚至可能造成更嚴(yán)重的故障。所以必須避免盲目性，防止因不慎重的操作使故障復(fù)雜化，避免造成癥狀混亂反而延長排除故障的時間。
3. 確定故障點
根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合設(shè)備的原理及控制特點進(jìn)行分析和判斷，確定故障發(fā)生在什么范圍，是電氣故障，還是機(jī)械故障?是直流回路，還是交流回路?是主電路還是控制電路或輔助電路?是電源部分還是參數(shù)調(diào)整不合適造成的?是人為造成還是隨機(jī)性的?等等。根據(jù)前面所講的癥狀分析和對設(shè)備的檢查，在靈活運(yùn)用“排除故障的一般方法”，逐步縮小故障范圍，直至找到故障點。如果缺少系統(tǒng)的診斷資料，就需要維修人員正確的將整個設(shè)備或控制系統(tǒng)劃分為若干個小部分，然后檢查這些部分的輸入和輸出是否正常。在確定某一部分時，再去關(guān)注該部分內(nèi)部的問題，找出故障點。
4.故障排除
在確定故障點以后，無論是修復(fù)還是更換，排除故障對電氣維修人員相對來說，
一般比查找故障要簡單的多。但在排除故障中一般不可能只用單一的方法，往往多種
方法綜合運(yùn)用。
① 在排除故障的過程中，應(yīng)先動腦，后動手，正確分析可以起到事半功倍的效
果。具體應(yīng)遵循先外部后內(nèi)部→先機(jī)械后電氣→先靜后動→先公用后專用→先簡單后復(fù)雜→先一般后特殊的原則。需要注意的是，不要一遇到故障，拿起表就測，拿起工具就拆!要養(yǎng)成良好的分析、判斷習(xí)慣，要做到每次測量均有明確的目的，即測量的結(jié)果能說明什么?在找出有故障點的組件后，應(yīng)該進(jìn)一步確定引起故障的根本原因。例如：當(dāng)電路板內(nèi)的一只晶體管被燒壞，單純地更換一個晶體管是不夠的，重要的是要查出被燒壞的原因，并采取補(bǔ)救和預(yù)防的措施。
② 一般情況下，以設(shè)備的動作順序為排除時分析、檢測的次序。依這為前提，先檢查電源，再檢查線路和負(fù)載;先檢查公共回路再檢查各分支回路;先檢查主電路再檢查控制電路;先檢查容易檢測的部分(如各控制柜)，在檢查不易檢測的部分(如某一設(shè)備的控制器件)。
5. 修后性能觀察
故障排除完以后，維修人員在送電前還應(yīng)做進(jìn)一步的檢查，通過檢查證實故障確實已經(jīng)排除，然后由操作人員來試運(yùn)行操作，以確認(rèn)設(shè)備是否已正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時還應(yīng)向有關(guān)人員說明應(yīng)注意的問題。值得注意的是，修復(fù)后再做檢查時，要盡量使電氣控制系統(tǒng)或電氣設(shè)備恢復(fù)原樣，并清理現(xiàn)場，保持設(shè)備的干凈、衛(wèi)生。另外，維修人員所使用的工具、線纜等一定不要忘記在所修設(shè)備的電氣柜內(nèi)，以免造成短路或觸電事故的發(fā)生。
