电气故障预知性规避研究
------张明
【摘要】：电气故障预知性规避研究做的是在电气设备即将发生故障或在故障处于萌芽状态下能够预先感知并较准确地预估设备可靠运行的时间，及时加以消除；本文着重阐述了设备预知性检修、故障诊断的基本方法、状态监测的功能，指出最大可能地减少和消除现场电气故障必然是未来电气运行和发展的方向。
关键词：预知性检修；设备状态监测；故障诊断；规避故障
一、引言
在我们从事的电气维护维修作业的过程中，合理的、适度的进行维修一直是我们所追求的终极目标；在我们的日常工作中，所进行的设备检修分三种方式：
故障维修是指设备发生故障后进行抢修，这时设备已经损坏或出现缺陷，不但维修难度和工作量很大，维修成本一般也很高；而且因为是意外停机，势必会造成生产安排协调困难和影响到生产。
计划性维修是根据设备的磨损规律和维修量，制定出这类设备的修理周期、修理类别。这种方式的维修只有当计划修理规定的修理周期和类别与设备的实际修理需要相接近时才有效。而实际上由于设备个体之间存在质量差异、运行环境与条件不同，所承担的负载的不同，以及操作与维护人员的技术水平的差别等因素的影响，很难做到与设备的需求达成一致，维修时不能判断材料的续用周期，统一更换又会造成维修成本的增加，检修后不能绝无缺陷。
预知性检修是在设备运行过程中，通过监测手段、对出现的不正常状态能够及时甄别告知的一种检修方式，预知性检修是目前的一种最直观、实用的维修方式。它使设备的材料尽其了最大寿命，最节约成本。电气故障预知性规避就是指在电气设备有故障苗头时能及时告知（预知性检修），从而避免对设备和生产造成重大损失。
二、电气设备运行状态的预知性
电气设备在发生故障以前，比如电机轴承的磨损、电缆头的恶化等，从萌芽状态到发生故障是有很长的一段时间的，如果能够对它们的一些运行参数进行监控，就会做到故障前的预知，从而采取措施、实施检修。
石化厂柴油加氢进料泵电机自去年以来，一直是困扰我们电机检修工作的一项难题，反反复复已经修了四、五次，NSK、SKF的进口轴承也都用过解决不了问题，电机也送双阳机械厂检测过，和石化厂说这是泵有问题，新海又不认可；怎么办？我们想到了运用电机运行监测手段，用数据来说话。
2012年1月21日对柴油加氢1#进料泵电机检修运行后，车间立刻请技术中心到现场进行监测，得到的数据如下：
进料泵电机振动测试数据：
输出端1
、
输出端2
：
说明：输出端1和2位置相垂直。两个地方测出的曲线基本相同，说明电机的轴承没有问题，异常振频应当是从泵体发出。
通过与石化厂装备科沟通，新海公司对该电机实施了检修。测试振动和温度可以有效地反应电机的运行情况，我们车间通过筛选，确
定了用EMT220系列袖珍式测振仪做为现场电机运行的振动测试工具，并进行了培训，有效地对电机轴承情况进行了甄别。
今年，我们在三区换热站对换热站的三台循环水泵电机轴承部位
添加微型温度开关（报警温度为75度）进行监控，目前虽然因为报警箱未到货而没有完工，但此项工作安装投运后，对循环水泵电机的运行一定会带来质的飞跃。因为电机轴承在运转中出现问题，最明显的表象就是温度，一旦温度高报警，操作工就可随时倒机、联系维修人员进行处理，从而杜绝了故障下的跳机、影响供暖的情况。
对于高压电缆，我们电力工程部今年发生了两起电缆故障，一起是6022电力航机对面围墙边电缆接头击穿接地，一起是6027接地；其实，对这些电缆的运行，我们可以上几套ST-8603 高压电缆泄漏电流在线监测单元，它可以发现高压电缆护套出现多点接地与大地形成回路后形成环流，实时监测金属护套环流及其变化趋势，并通过GPRS无线将测量数据传输给监控服务器。通过监测我们可以做到及时的处理或更换缺陷电缆，避免故障的发生。
也许大家要问，对于有些设备我们做不了探测呢？比如石化厂同步机碳刷，今年发生的碳刷打火故障造成停机有3起，2#二氧化碳压缩机电机滑环打火较为严重，滑环打火后拆下到新海公司进行了光刀处理，询问供电员工，解释说尿素4台压缩机现场为了安全，将以前裸露的滑环及碳刷进行了罩盖处理，巡检时看不到，其实对于碳刷我们没有必要进行经常性巡检，压紧一次碳刷，到它在滑环上磨去4---5mm压力降低，期间要两个月的时间（大家也可以做一下现场测试，在要开机时将碳刷长度进行测量，到停机时再拿出来测量一次就可以得出每天的磨损量），石化厂同步机一般要一个月左右倒机一次，所以我们只要一个月压一次碳刷就可以了，关键是要做好记录、专人
管理、不要遗忘。只要我们想办法、措施得当，很多问题都是可以避免的。
三、电气控制故障的规避
在电气的控制上，我们最常遇到的都是些接点接触不好、线头松动故障，这部分故障占总故障的80%左右，对于这一部分的故障，我们只能对原控制回路进行改造和缺陷治理加以消减，拿化肥厂水处理车间的405JAM电机控制来讲，因为控制箱在泵房，现场噪音大、振动也大，电机开一会就会自停，摘掉负荷试验将停车按钮短接后，接触器没有再跳，故障解除。为了避免该类故障的发生，我们对原控制回路进行了改造，使得故障再没有发生。
原控制回路为单向自锁电路，如下：
停车按钮常闭点因振动接触不良而跳车，现场线路接触不良也会造成这一故障，为杜绝这些因素，改造后电路如下：
由图中可以看出，通过改接线，电机启动后将外部所有导线连接点予以屏蔽，只与开关柜抽屉本体有关联，从而使故障可控。在消缺上需要做的是以后将柜内的线与线连接先进行锡焊、绝缘处理后单线上螺钉。此法可以推广到所有的电机控制电路当中。
今年9月份，301配电室的4#空压机断路器在合闸时，合闸电流大致使合闸回路空开跳闸，但是控制接触器一直吸合（因为合闸工作没完成），压缩机没有启动起来，供电员工检查发现空开跳闸，就又将空开合上，合的同时导致断路器合闸工作，现场空压机自启，对于这起故障，不考虑人的因素，仅从电气控制上来讲，其实完全可以预防是的，所需要满足的逻辑电路如下：
所需电路设计为：
电气控制是一项很严谨的工作，稍有不慎就会为以后的运行带来不可估量的危害，所以我们应当建立不同专业的改造评审小组，对一
项改造经过系统论证后方可慎重实施。
抗晃电接触器是用来应对电网电压波动时常规接触器失电的，它能够保持电动机在晃电时不跳机，从而避免了晃电对生产的影响，这对于生产来讲，是提供了很好的保障，去年我们进了一批抗晃电接触器，在实用中我们发现现场停车时不能马上释放，正常停车也带有延时，按照厂家的技术要求，要满足条件就要改造线路，要增加停车按钮接点和控制线芯，这是一项投资很大的工作，应用上不现实，我们通过攻关，目前已经解决了这一难题，未来将抗晃电接触器应用于生产，必将为我们的电力和炼化生产提供强有力的支撑。
抗晃电接触器的应用逻辑理念为：
1、 抗晃电接触器在接收按钮停车指令及热过载指令时，做到不延时；
2、 抗晃电接触器在电网晃电时，做到延时；
四、双线运行和修改设备缺陷规避电气故障
今年6月份8#燃机跳车，是因为励磁电源继电器触点接触不良造成励磁回路开断所致，那么其他的燃机也有可能发生同类跳车故障，定检是一个方面，但怎样从根本上来杜绝这类故障呢？我们可以在原回路并接一个继电器，这样即使有一个发生故障也可保证设备的完好运行，一个继电器很便宜、也就几十块钱。
其次，建议对电力工程部重要UPS不间断电源改造为双机冗余运行，做为一名维修人员，在检查UPS故障时，我们都是慎之又慎，生怕一个疏忽就给系统造成影响，比如10月份索拉低配室的站控UPS，发生故障报警而双机冗余运行则不存在这一弊端，一台UPS发生故障，随时可以停电退出检修而不影响系统运行，对于发电来讲也好操作。
输入
石化厂的301、302、303及液化气低配室使用的北京思瑞MPU300保护器，投用以来到目前已发生了3起电机自启动现象，建议对配电室的所有MPU300保护器自身缺陷进行改造，消除送电自启动和感应电压自启动现象，降低其危害性，避免自启动现象的重复发生。
措施一是将启动信号实施隔离，开关柜自身回路不与外界电缆芯线有联系，消除感应电压的影响（我们通过对石化厂供排水炼油凉水塔风机的自启故障处理，实施启动与停车信号与抽屉控制回路的隔离，取得了良好效果）；二是将保护器的工作电压由空开的前端改到空开的后端，空开停电时可做到保护器复位，消除自启动。
五、结束语
无效的管理方法以及对工厂设备运行缺乏即时、实际的了解会带
输出
来高维护成本， 在这方面，就促使我们对现场设备的内在有深入的了解和感知，通过设备故障，进一步预知设备并能够规避重复故障的发生。
有效使用预知性监测维护手段可以节约维护成本，能最大地、有效地利用设备、发挥最大的生产和维护资源。在设备发生损坏之前就检测出问题或与最佳工作状况的偏离，在此基础上进行较小的调整或维修而不让小的缺陷变为严重的问题，可以极大的延长设备的有效使用寿命。了解故障并采取措施规避设备故障，消除由设备或系统故障引起的未经计划的停机时间，通过识别设备运行上的缺陷并加以纠正，寻找所需要的精确维修手段和方法，以及纠正问题所需的部件、工具和支持（各类检维修卡、方案、和规程），从而使设备达到最优化运行、无故障运行，这是我们所追求的终极目标。
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