董超

摘要：低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)具有較多的控制回路，包含高壓、低壓、控制和其他輔助系統(tǒng)，不同控制回路的控制功能和任務(wù)存在一定差異，但是具有共同目標都是確保能夠迅速的響應(yīng)外界負荷的要求，保證采集數(shù)據(jù)的真實穩(wěn)定性。本文主要針對該系統(tǒng)的故障診斷和方案策略進行分析，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。

關(guān)鍵詞：低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng);故障診斷;方案策略

電力的正常運輸離不開低壓電器的支持和保障。低壓電器安全順利運轉(zhuǎn)需要故障診斷和檢測技術(shù)的支撐，開展相應(yīng)實驗和檢修，保證其安全可靠的運行，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，創(chuàng)造更多的財富。

1低壓電器識別

多種不同低壓電器構(gòu)成了接觸器控制線路，這些故障大多都是電器故障造成的。低壓電器元件呈現(xiàn)出較快的更新速度，容易受到相關(guān)因素的影響，產(chǎn)生較多低壓電器元件，相關(guān)工作人員需要熟練掌握傳統(tǒng)電器元件的型號，就目前來說低壓開關(guān)設(shè)備是指能接通、承載以及分斷正常電路條件下的電流的一種開關(guān)電器。低壓開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品主要包含以下兩類產(chǎn)品：低壓大功率開關(guān)設(shè)備（POW）和整機保護裝置（PROT）。低壓大功率開關(guān)設(shè)備主要包括：塑料外殼式斷路器、剩余電流動作斷路器、萬能式斷路器。整機保護裝置主要包括：小型斷路器、家用及類似用途剩余電流動作斷路器。這兩類產(chǎn)品不僅屬于國家強制性認證產(chǎn)品范疇而且與老百姓日常生活息息相關(guān)。低壓開關(guān)設(shè)備產(chǎn)品主要用來分斷各類過電流及短路電流，在線路存在漏電電流的情況下能夠可靠斷開線路，防止人員觸電，廣泛應(yīng)用于照明、配電線路及設(shè)備，亦可作為線路不頻繁通斷操作與轉(zhuǎn)換之用。同時在實踐操作過程中不斷了解新型的電器元件，有利于后續(xù)維修工作順利開展。低壓電器型號的進行判別過程中，需要了解電器的型號，從基礎(chǔ)上有效判別類型、規(guī)格和用途。

2故障診斷內(nèi)容

低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)主要包含模擬量控制系統(tǒng)有效負責(zé)參數(shù)調(diào)節(jié)，例如電流和電壓信號控制系統(tǒng)等;包含開關(guān)量控制系統(tǒng)，有效實現(xiàn)設(shè)備啟動和停止運行，如順序、選線、單獨和連鎖等控制系統(tǒng);保護系統(tǒng)，主要針對多種不同試驗設(shè)備在實際應(yīng)用運行中的有效保護，如安全監(jiān)控和緊急停止等系統(tǒng);獨立和特殊控制系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)。開關(guān)量控制系統(tǒng)相對比較簡單，在達成邏輯關(guān)系的情況下，需要做好相應(yīng)的保護工作，避免相關(guān)因素對該系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯關(guān)系產(chǎn)生不良影響，當上一級開關(guān)沒有合分的狀態(tài)下嚴格禁止下一級開關(guān)操作[1]。安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)內(nèi)容是當主設(shè)備和輔助設(shè)備出現(xiàn)相關(guān)故障，可能引發(fā)一系列嚴重后果的情況下。例如，相關(guān)工作人員在實踐操作設(shè)備、進入試驗區(qū)域的過程中出現(xiàn)失誤和錯誤現(xiàn)象，需要及時應(yīng)用針對性有效的策略進行保護，防止出現(xiàn)重大設(shè)備破壞和人員傷亡等重大事故，當然在操作的過程中最好有兩人以上進行，防止出現(xiàn)誤操作。

另外，低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)出現(xiàn)相關(guān)故障的情況下，控制系統(tǒng)故障診斷過程中，主要任務(wù)內(nèi)容包含以下幾點：①計算機控制系統(tǒng)在實際運行過程中，自身存在的故障診斷，如CY3000采集等系統(tǒng)本身存在電腦死機，采集系統(tǒng)量程不對應(yīng)，試驗人員設(shè)置程序錯誤等。②控制系統(tǒng)中主要的BE490采集卡的故障診斷和檢測，診斷其是否在正常順利運行，當其運行出現(xiàn)異常狀況的情況下，分離出故障。③控制系統(tǒng)中主要的傳感器故障診斷和檢測，當傳感器測量產(chǎn)生故障問題時，及時發(fā)現(xiàn)并分離故障傳感器。④樣品本身也存在接線和設(shè)置不當?shù)那闆r，比如電流大小和試驗導(dǎo)線或者銅排不對應(yīng)，又比如萬能斷路器瞬時整定值在短耐試驗中未關(guān)閉導(dǎo)致短耐試驗失敗等等。

電流和電壓信號控制系統(tǒng)是低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)的主體和核心，在整個試驗操作過程中發(fā)揮至關(guān)重要的主導(dǎo)作用，詳細部件組成內(nèi)容如圖1所示。

3低壓電氣故障診斷分析

3.1傳感器、采集卡故障

低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)中的主要參數(shù)測量設(shè)備就是電流和電壓信號控制系統(tǒng)。傳感器內(nèi)部包含多種不同類型的故障，但是最終表現(xiàn)的結(jié)果是傳感器讀數(shù)和現(xiàn)實測量值的偏差超出了具體規(guī)范允許的范圍[2]。傳感器的常見故障形式主要包含斷線故障，主要表現(xiàn)為傳感器處在斷開狀態(tài);超限故障，主要是其輸出超出規(guī)定范圍;超速故障形式，主要是傳感器輸出的變化速度突然轉(zhuǎn)變;恒偏差故障，主要是傳感器輸出和實際信號產(chǎn)生一定程度的恒定偏差;恒增益故障形式，主要是輸出增益出現(xiàn)減少或者增大的現(xiàn)象;卡死故障，主要是傳感器不會跟隨被測量轉(zhuǎn)變，始終保持固定值;漂移故障，主要是傳感器輸出不斷偏離實際信號。

3.2接觸器故障

接觸器主要包含直流、交流和中頻等多種類型的接觸器，尤其交流接觸器被廣泛應(yīng)用，主要為電磁自動式的開關(guān)，在遠距離控制較大的功率電器中被有效應(yīng)用，開啟電動機、其他負載是電力系統(tǒng)中常用的控制電氣。電流接觸器產(chǎn)生故障問題的情況下，容易造成電動設(shè)備破損和人員傷亡等事故。因此，相關(guān)工作人員需要制定相適應(yīng)的方案策略有效排除接觸器故障，保證系統(tǒng)安全高效地運行。電流接觸器在實際應(yīng)用運行中通常容易發(fā)生以下兩種類型的故障：①電流接通過程中，接觸器動作出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。②線圈斷電之后，接觸器產(chǎn)生釋放異常，不發(fā)生釋放、產(chǎn)生釋放延長的現(xiàn)象。線路中控制電路出現(xiàn)短路和線圈損壞的情況下，容易造成線圈動作出現(xiàn)異常。相關(guān)工作人員針對這些原因，可以詳細觀察線路中有無發(fā)生斷線或者松脫現(xiàn)象，及時更新導(dǎo)線，加固接線端。線圈損壞造成線路中斷，工作人員需要采用萬用表測量線圈電阻，當電阻值是正無窮的情況下，及時更換線圈，保證線路正常運行。一般情況下，線路電壓相比額定電壓較低，需要及時換上相適應(yīng)的電路電壓線圈。磁系統(tǒng)中柱不存在氣隙，具有較大剩磁。工作人員需要將剩磁間隙去掉一部門極面，保證間隙在0.1mm-0.4mm之間，或者將線圈兩頭并聯(lián)0.2uF電容。接觸器應(yīng)用過程中鐵芯處有油，需要全面清理鐵芯表面的油脂，保證其表面干凈整潔，同時不能太光，避免產(chǎn)生延時釋放現(xiàn)象。觸頭的抗溶性性能相對較差，強大電流會焊勞觸頭造成其不能釋放。

4低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)診斷方案策略

4.1BE490采集卡自診斷信息

該采集卡主要包含I/O通道、微處理器的關(guān)鍵核心功能模件。I/O同時是BE490采集卡類型最多、應(yīng)用數(shù)量最大的一種模件，能夠有效實現(xiàn)傳感器和執(zhí)行器信號通道的聯(lián)系，同時是聯(lián)系微處理器的主要橋梁，當系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)故障問題的情況下，就會造成采集數(shù)據(jù)不精準、控制信號不能正常順利執(zhí)行。這些功能模件大部分都具備相應(yīng)的自檢功能[3]。因此，在試驗前要對I/O通道等功能控制模塊進行模擬，確保狀態(tài)及信號正常，模件自身的狀態(tài)信號能夠有效輔助傳感器和執(zhí)行器的故障診斷。

4.2信號分析方法

相關(guān)工作人員對低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)故障進行診斷和處理過程中，廣泛應(yīng)用信號幅值檢測、變化速率檢測等現(xiàn)場傳感器故障檢測措施，針對傳感器出現(xiàn)斷線和超速等相關(guān)故障起到良好的檢測效果，但是針對緩變故障、漂移故障等相關(guān)故障形式是不敏感的，僅僅在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重故障問題的情況下才能有效檢測。信號平均值、方差的變動檢測在檢測過程變量正常時處于較小范圍內(nèi)平穩(wěn)變化的場合呈現(xiàn)出良好的適用性，但是不適用于大幅度變化的信號。振動等信號分析中采用頻譜特性分析展現(xiàn)出良好的分析效果。

4.3部件知識和信號趨勢分析結(jié)合策略

通常情況下，采集卡的輸出和輸入信號都能夠采集到，結(jié)合其趨勢轉(zhuǎn)變特性能夠有效反映出故障特性，同時根據(jù)采集卡自身動作過程的相關(guān)知識，能夠有效達成采集卡的典型故障問題診斷。低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)中大量的參數(shù)和變量，呈現(xiàn)逐一定程度的相連性，不是全部處于完全獨立的狀態(tài)，包含大量相關(guān)性，該種關(guān)系被稱為是低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)冗余。我們結(jié)合該系統(tǒng)冗余的角度進行分析，充分應(yīng)用系統(tǒng)中變量之間的相關(guān)性有效獲得故障問題信息內(nèi)容，進而高效實現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷和檢測[4]。例如，相關(guān)工作人員在故障診斷過程中，可以分析變量間直接關(guān)系，獲取故障信息。我們可以采用動態(tài)模型和靜態(tài)模型表達低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)中不同變量之間的關(guān)系，主要區(qū)別于回路層基于模型的方法。變量從單個控制回路進行充分考慮，同時還包含多個控制回路;工作人員根據(jù)大量信息和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。過程變量之間的相關(guān)性主要是蘊藏在低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)長時間的運行信息和數(shù)據(jù)中。因此，工作人員可以從數(shù)據(jù)挖掘的角度，有效分析和發(fā)現(xiàn)變量之間的相關(guān)性，進而將其應(yīng)用在系統(tǒng)故障診斷和檢測工作中。過程中的數(shù)據(jù)量相對較大，維數(shù)高，在多變量統(tǒng)計分析方法中具有良好的適用性;工作利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造變量的相關(guān)系分析方法。網(wǎng)絡(luò)通過訓(xùn)練能夠獲取多個變量之間的相關(guān)性，同時在網(wǎng)絡(luò)權(quán)值中保存該種相關(guān)性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過訓(xùn)練之后，能夠利用其他變量有效預(yù)測其他變量的能力，進而采用其有效預(yù)測輸出和實際輸出構(gòu)造產(chǎn)生的故障殘差。

結(jié)束語：本文主要闡述低壓電器識別和故障診斷任務(wù)內(nèi)容，分析低壓電氣故障診斷，介紹短耐控制系統(tǒng)傳感器和采集卡故障原因等，提出了低壓電器試驗短耐控制系統(tǒng)故障診斷的幾種診斷方案。相關(guān)工作人員可以結(jié)合系統(tǒng)實際情況，科學(xué)合理的選擇診斷方案策略，有效診斷系統(tǒng)故障，采用相應(yīng)措施，保證系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]謝千振. 電梯電氣控制系統(tǒng)故障診斷及維修研究[J]. 大科技， 2020， 000（011）：170-171.

[2]馬銳. 電氣控制系統(tǒng)的常見故障診斷與維修策略探析[J]. 百科論壇電子雜志， 2019， 000（021）：104-104.