線路故障與查找講義

線路故障及其查找電氣控制電路的故障可以劃分為電源故障、元件故障和線路故障。線路故障的種類和原因線路故障在控制線路中占有較大的比例，具體又可分為接觸不良、斷線、漏電和短路幾種情況。接觸不良故障現(xiàn)象：線路導(dǎo)通不良，或時通時斷，或發(fā)熱嚴(yán)重。故障原因：金屬表面有氧化層；兩種不同金屬相連；或流過較大電流；或過較大電流；散熱不良；或固定松動。短路故障現(xiàn)象：不該通的導(dǎo)線被連在一起。故障原因：導(dǎo)線破皮；導(dǎo)線滑脫；污物、導(dǎo)電粉塵等。漏電故障現(xiàn)象：不該通的部分經(jīng)一定阻值連在一起。故障原因：絕緣破損，絕緣老化或受熱變性、污物或水分浸入導(dǎo)線接頭。線路故障的一般特點不同的電氣線路故障，有不同的特點。根據(jù)其發(fā)生故障的特點，可以縮小故障查找范圍，對易發(fā)故障點采取措施，從而預(yù)防故障發(fā)生，下面給出部分故障的一般特點。斷路和接觸不良故障斷路和接觸不良是指本應(yīng)接通，但由于某些原因，造成連接線不通或接觸不好的故障現(xiàn)象，其多發(fā)點如下。（1）電接觸點開關(guān)觸點和接觸器、繼電器觸點是多發(fā)故障點。這是由于這些觸點長期暴露在空氣中，受到氧氣和各種腐蝕氣體的作用，以及油污、灰塵的污染，在觸頭的表面形成一層不導(dǎo)電的薄膜，引起斷路及接觸不良的故障。（2）導(dǎo)線的相互連接點導(dǎo)線相互連接點采用的方法有：絞接、壓接、焊接、螺栓連接等。一般情況下，無論是哪種方法，其機(jī)械強(qiáng)度與正常導(dǎo)線相比相對較低，接觸電阻與正常導(dǎo)線相比相對較高，因此在外力、腐蝕氣體及污物的作用下，容易發(fā)生斷路及接觸不良的故障。據(jù)統(tǒng)計，電接觸不良造成的斷路故障約占全部斷路故障的80%以上，因此，查找電氣斷路故障，應(yīng)首先從導(dǎo)線的相互連接點開始，對有懷疑的連線進(jìn)行分段檢查。（3）銅、鋁導(dǎo)線連接點銅和鋁相接觸的部分，如銅線和鋁線的連接點、銅母線和鋁導(dǎo)線的連接點、鋁導(dǎo)線和設(shè)備銅接線端子之間的連接點頭等等，都是導(dǎo)線斷路故障的多發(fā)點。這是由于兩種不同金屬相連接時，在空氣中水分和其它雜質(zhì)的作用下，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，較活潑金屬鋁腐蝕加快，造成接觸不良。避免銅和鋁相接觸的方法是采用銅鋁過渡板。由于銅鋁過渡板是一種一端為銅、另一端為鋁的金屬板，中間部分形成了良好的銅鋁合金，接觸面較大，且避免了接觸面與空氣的接觸，因此可有效克服銅鋁接觸不良的現(xiàn)象。（4）導(dǎo)線受力點和活動點導(dǎo)線受力點，總是從導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度最差的地方斷裂，形成斷路故障。如導(dǎo)線跨越、過墻、支撐、穿管、轉(zhuǎn)彎、載面改變等，都是導(dǎo)線斷線易發(fā)點。有些地方，導(dǎo)線受到外力的作用，反復(fù)彎折，造成金屬疲勞，使導(dǎo)線斷裂。（5）焊接點焊接點容易形成虛焊，肉眼不易分辨，很具有隱蔽性，應(yīng)采用儀器進(jìn)行檢查。應(yīng)該注意的是，如果焊接時采用了酸性助焊劑，焊完后必須擦洗干凈，否則因焊劑具有腐蝕性，使焊點很快腐蝕，形成斷線和接觸不良的故障。短路故障短路故障發(fā)生的原因很多，通常是由于導(dǎo)線相距太近，絕緣又損壞造成。發(fā)生故障的原因如下。（1）絕緣破壞導(dǎo)線的外部有一層絕緣，該絕緣層被破壞后，不同電位的導(dǎo)體就會相接觸。絕緣破壞的原因有：外力損傷、溫度過高（短路或火災(zāi)）造成的絕緣材料變性、電場過強(qiáng)（強(qiáng)電壓擊穿）造成的絕緣材料變性、濕度過高造成的絕緣能力降低、污物過多造成的絕緣能力降低等。（2）導(dǎo)線相連如果架空裸導(dǎo)線的馳度過大，在外力的作用下，導(dǎo)線擺動，相互碰接，就會產(chǎn)生短路故障。產(chǎn)生短路故障的其它原因有：雜物影響、施工不符合要求，線頭不包扎等。發(fā)生短路故障后，電路的電阻抗變小，流過電路的電流變大因此短路發(fā)生時，往往伴隨以下特點。（1）振動加劇短路時電流很大，電流的互相作用，產(chǎn)生較大的電動力。對于交流電路，該電動力是交變的，因此會產(chǎn)生振動，有時能聽到一定的振動聲響。如果能感到導(dǎo)線有輕微的振動，排除外力作用時，就可以肯定有過電流現(xiàn)象，應(yīng)重點檢查。（2）發(fā)熱嚴(yán)重短路時電流很大，在導(dǎo)線的電阻上，消耗的電能急劇增加，發(fā)熱量也較大。由于一般的短路持續(xù)時間很短，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量來不及散失，因此升溫很快。短路的導(dǎo)線上，常有絕緣熔化、金屬氧化燒熔、污物燃燒等現(xiàn)象。（3）產(chǎn)生火花短路電流大時，金屬容易氧化燒熔，形成電弧。在接觸良好的情況下，如果產(chǎn)生了較大的火花，就應(yīng)該充分考慮到回路中存在短路故障。（4）回路電壓降低回路中總是存在一定的電阻，加上電源的內(nèi)阻，在負(fù)載電流較大時，電壓降落比較明顯。漏電故障在一般低壓的場合下，漏電故障的表現(xiàn)并不突出，嚴(yán)重時可伴有發(fā)熱、火花、響聲、異味甚至冒煙，根據(jù)這些特點，查找漏電故障時可在安靜、較暗的場合下，借助于非接觸測溫儀器，以及感官，采用綜合的方法進(jìn)行檢查。漏電故障一般多發(fā)生在以下部位：（1）污物較多部位污物的絕緣性能一般較差，特別是油污和潮濕的灰塵，容易引起漏電故障。漏電故障具有不穩(wěn)定性和不正確性，漏電電流時大時小，故障現(xiàn)象時重時輕，隨外界環(huán)境及電源電壓的波動而變化。（2）較長的絞聯(lián)導(dǎo)線或捆扎在一起的導(dǎo)線，絞聯(lián)導(dǎo)線之間的絕緣依靠絕緣材料，并行距離較長的情況下，漏電電流相互相應(yīng)增加，容易受絕緣材料性能的影響。（3）工作臺惡劣環(huán)境條件下的導(dǎo)線例如在高溫環(huán)境下，絕緣材料老化加劇，性能變劣，容易引起漏電故障。（4）接頭部位及裸露部位接頭部位及裸露部位，容易受到外界環(huán)境的侵蝕，如水汽及其它導(dǎo)電液體。而導(dǎo)線中間部位的絕緣層起到與外界隔絕的作用，發(fā)生漏電的情況較少。（5）工作在高電壓、相距較近的情況下長期較強(qiáng)的電場，有可能使絕緣材料變性，從而引發(fā)漏電故障，相距較近時，更容易在雜物的影響下，發(fā)生漏電現(xiàn)象。線路故障的查找方法1、電阻法發(fā)生斷路故障后，其電阻值變?yōu)闊o窮大；發(fā)生接觸不良故障后，電阻值變大，或阻值不穩(wěn)；發(fā)生短路故障后，電阻變?yōu)榱?。根?jù)這一規(guī)律，可通過測量回路的電阻，來判斷是否存在斷路及接觸不良。首先按照黃金分割法，將回路分成幾個部分，然后分別測量每一段的電阻。如果所測電阻值比正常值大，或出現(xiàn)電阻值大小不穩(wěn)，則說明有接觸不良的現(xiàn)象。如果本來應(yīng)該通，但實測電阻為無窮大，則說明有斷路現(xiàn)象。不論何種故障，只要通過連續(xù)分段測量的方法，一般均可確定出故障的位置。例一臺交流弧焊機(jī)，通電后沒有反應(yīng)。分析：整臺設(shè)備沒有反應(yīng)，應(yīng)首先檢查電源。檢修：斷開電源，將弧焊機(jī)開關(guān)旋到工作位置，合上閘刀開關(guān)，測量進(jìn)線處兩處之間的電阻，為無窮大，說明線路不通。再測量閘刀開關(guān)出線處電阻，仍為無窮大，說明斷線故障出現(xiàn)在后邊線路中，松開弧焊機(jī)進(jìn)線電源接線柱，取下電源線，發(fā)現(xiàn)接線柱銹蝕比較嚴(yán)重。稍作清除后，測兩接柱之間的電阻，約為幾歐姆，說明弧焊機(jī)繞正常，沒有發(fā)生斷線故障檢查電源引線，均正常，重新接好線，測電源進(jìn)線電阻，恢復(fù)至接通狀態(tài)。通電后，弧焊機(jī)的指示、響聲均正常，然而焊接時不能引弧。斷開電源，測量低壓回路電阻，為無窮大，說明低壓回路不通。檢查發(fā)現(xiàn)，接線柱燒黑，氧化嚴(yán)重，仔細(xì)清除銹蝕后故障排除。此故障為接觸不良造成。為了徹底排除故障，將高、低壓側(cè)接線柱仔細(xì)除銹，加新墊片后，將導(dǎo)線壓緊壓實。2電壓法選用一個公共地，測量回路每一個部分對地電壓。如果回路沒有開路現(xiàn)象，則每一處對地電壓均相等；如果有正常降壓元件，則元件前和元件后對地電壓不相等；如果接觸不良，則所測對地電壓可能大小不穩(wěn)。根據(jù)這一特點，就可以通過測量回路電壓，查找故障點。也可以通過測量串聯(lián)在回路中每一對觸頭兩端之間的電壓來確定。如果觸頭沒有閉合，兩端之間可能有一定的電壓，但觸頭閉合完好的情況下，兩端之間電壓一定等于零，如果回路中只有一個降壓元件，則降壓元件兩端的電壓等于電源電壓。電壓分直流電壓和交流電壓，選用電壓表時應(yīng)與所測電壓類型相對應(yīng)，且分清極性。否則有可能損壞電壓表。3、電流法存在輕微短路或漏電故障時，回路電流一般有所增大，存在接觸不良故障時，回路電流一般變小，或大小不穩(wěn)。如果對回路的正常參數(shù)比較了解，了可以通過測量回路電流查找故障點。測量電流時，電流表串入被測量回路中，由于在一條回路中，電流各處大小均相等，因此采用此方法只能判斷回路工作是否正常，而不能用來具體確定是哪一對觸頭接觸不良；降壓元件內(nèi)部輕微短路時，電流法也不能確定短路點具體位置。只有回路中某一部分對地形成通路漏電時，該部分前后的電流大小不相等，通過測量電流才可確定漏電位置。但一般情況下，漏電流都較小，所以不容易測量判斷。例、一臺開啟式降濕機(jī)，每次運(yùn)轉(zhuǎn)不久即自動停機(jī)。分析：自動停機(jī)的原因有：制冷劑壓力異常、電源異常、電動機(jī)故障、線路故障、控制元件故障、機(jī)械故障等。檢修：先從電源故障入手。檢查三相電源，電壓對稱，大小正常。檢查控制線路，無明顯故障現(xiàn)象。再次起動，觀察高、低壓力表，無過高或過低現(xiàn)象，用鉗表電流表測主回路電流，明顯高于正常值。待電路保護(hù)后，迅速斷開電流，測量壓力繼電器和熱斷電器的觸頭，發(fā)現(xiàn)熱繼電器觸頭不通，說明熱繼電器動作，導(dǎo)致降濕機(jī)停機(jī)。熱繼電器動作的原因為回路電流過大，可能是電動機(jī)故障，也可能存在嚴(yán)重的機(jī)械卡滯，造成電動機(jī)過載。測量電動機(jī)三相繞組電阻，發(fā)現(xiàn)三相電阻明顯不相等，說明電動機(jī)內(nèi)部存在著繞組匝間短路。更換同型電動機(jī)后故障排除。4電位法主要是指帶電部分對是電位，最常用的方法是用試電筆進(jìn)行檢測。如果帶電體對地電位足夠大，就可以使試電筆發(fā)光。采用這種方法的特點是操作簡單、方便，缺點是不能顯示具體數(shù)值，且不能判斷復(fù)雜故障。元件故障及其查找元器件的種類很多，發(fā)生故障時的現(xiàn)象也表現(xiàn)各異，因此元件故障要比線路故障復(fù)雜得多，查找也難得多。元件故障的種類元件故障的種類很多，分類方法也很多。但從故障原因來劃分，元件故障大致可分為自身故障、工作于過荷狀態(tài)造成的故障和外界因素造成的故障三種。1、自身故障這種故障是由于產(chǎn)品質(zhì)量原因造成的。例如彈簧力不足使行程開關(guān)不能可靠復(fù)位，接觸器觸頭閉合不好，多對觸頭閉合一致等，金屬變形使熱繼電器動作不準(zhǔn)，閘刀開關(guān)閉合接觸不良，動作卡滯等，導(dǎo)電材料純度不夠使接觸器接觸電阻增大，觸頭發(fā)熱，耐弧能力不夠，壽命縮短等。出現(xiàn)這類故障時，最好更換同型號元器件。2、過荷造成的故障電器元件工作時，都有一定的電流及電壓限制，不可能無限增大。例如耐壓值，額定電壓為380V，如果用于500V，其性能會受到一定的影響，所使用電壓更高，將會造成觸頭擊穿，元件損壞。另一方面，即使不同觸頭之間為同相電壓，由于電壓過高，會造成絕緣支架的擊穿。從使用上看，一般不會將電壓等級低的設(shè)備用于高電壓等級的場合。但實際中由于負(fù)載一般為感性設(shè)備，當(dāng)通過負(fù)載的電流迅速變化時，負(fù)載上將產(chǎn)生一正比于電流變化率的電壓,而這一電壓以正好迭加在執(zhí)行元件上。如果電源變化速率足夠快，例如迅速切除負(fù)載，就會產(chǎn)生過電壓。雖然這一時間十分短暫，但仍會對控制元件造成損壞。又如，當(dāng)選用不當(dāng)或因短路使控制元件工作于過電流時，過電流在觸頭上產(chǎn)生的熱量會使觸頭發(fā)熱嚴(yán)重乃至燒毀。在切除負(fù)荷時，如果負(fù)載電流太大，產(chǎn)生的電弧過程，也會使元件燒壞。3、外界因素造成的故障外界因素如機(jī)械力、振動、污物、較高的溫度和濕度、霉菌的生長、腐蝕性氣體、強(qiáng)光的照射等，都可能使電氣元件變性或者損壞。例如，污物會造成活動部件的卡滯，水汽會造成元件的絕緣性能下降、爬電距離增加、金屬腐蝕速度加快，高溫會造成元件壽命縮短，腐蝕性氣體會造成元件觸頭接觸不良，紫外光的照射會加速元件絕緣材料的老化等。防止這些故障的方法，除了選用合適的控制元件，進(jìn)行合理的電路設(shè)計和布局外，還應(yīng)該考慮必要的保護(hù)措施和加強(qiáng)措施。例如可以在感性負(fù)載或觸頭兩側(cè)并接適當(dāng)?shù)淖枞菰韵查g電壓；在觸頭回路中串接合適的熔斷器，以防止電流的出現(xiàn)；采用雙觸頭的串聯(lián)來提高擊穿電壓、雙觸頭的并聯(lián)來提高過載能力等。元件故障的查找電阻元件的故障查找電阻元件的參數(shù)有電阻和功率。對懷疑有故障的電阻元件，通過測量其本身的電阻加以判定。測量電阻值時，應(yīng)在電路斷開電源的情況下進(jìn)行，被測電阻元件最好與原電路脫離，否則會因為其它電路的分流作用，使流過電流表的電流增大，讀出的電阻值偏小。如果在路測量時的值比實際稱值大，則一般情況下，該電阻元件存在故障。特殊地，需要測量電阻元件的熱態(tài)電阻，如測量指示燈炮的熱態(tài)電阻時，不能使用電阻表直接測量。此時應(yīng)采用伏安法，即在電阻元件回路中，分別串接一只電流表，并聯(lián)一只電壓表，正常工作時，分別讀出二者數(shù)值，然后按歐姆定律求出電阻值。對于阻值較小且需要精確測量的電阻阻值，應(yīng)采用電橋法進(jìn)行測量。10Ω以上可使用單臂電橋，10Ω以下應(yīng)使用雙臂電橋。所測電阻為：R=kr式中R——被測電阻k電橋倍率r電橋可調(diào)電阻值對于可變阻值的電阻元件，應(yīng)根據(jù)實際需要進(jìn)行測量，或者分別測量其各種狀態(tài)下的阻值，這就可能需要不同的方法進(jìn)行測量。電容元件的故障查找電容元件的參數(shù)有容量、耐壓、漏電阻、損耗角等，但在測量時，一般只能測量容量和漏電阻（或漏電流）。只要核對容量和漏電阻（或漏電流），如能滿足要求，則在要求不嚴(yán)的場合下，可認(rèn)為其正常。在外加直流電壓下，由于回路存在著電阻，所以電容的電壓并不是上上升到電流電壓，而是經(jīng)過一個過程。這個過程是一個指數(shù)上升過程。與此過程相反，充電電流是一個指數(shù)下降過程。據(jù)此，測電容的容量可用電阻表簡單測算。根據(jù)剛加電瞬間指針的偏擺幅度，大致估計出電容的大小。等指針穩(wěn)定后，指釷的讀數(shù)即為漏電阻。漏電流的大小，與電源電壓有關(guān)系。如果測量儀表與電源電壓不符，有可能造成誤測。但在低壓下測得漏電很大時，則電容肯定損壞。電感元件的故障查找電感元件的基本參數(shù)有電感、電阻、功率和電壓等。在實際測量時，可測量直流電阻、交流電抗。根據(jù)其工作時表面的溫度與線圈的線徑，能大致估算出電流的大小。一般可只核對直流電阻和交流電抗，如無異常，即可認(rèn)為電感元件沒有故障。在外加直流電壓作用下，由于回路存在著電抗，所以電感元件的電流并不是馬上上升到穩(wěn)態(tài)電流，而是經(jīng)過一個過程。與電容充電電壓相仿，這個過程也是一個指數(shù)上升過程?？刂齐娐穲?zhí)行元件的故障查找控制電路執(zhí)行元件除R、L、C器件外，還有電動器件、電光源件等。（1）三相交流電動機(jī)常見故障查找三相交流電動機(jī)的基本參數(shù)有：電壓、電流、頻率、功率、功率因數(shù)、繞組電阻、絕緣電阻、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、損耗、效率、溫升等。為了判斷電動機(jī)的故障點，可根據(jù)情況，有選擇地測量某些參數(shù)。三相交流電動機(jī)的常見故障如下。通電后電動機(jī)沒有反應(yīng)，電流故障的可能性較大，其次是開關(guān)損壞、熔絲燒斷或繞組斷線。這些故障都不難查找，前面所述的電壓法、電阻法等都可采用。接通電源后，熔絲立即熔斷，或運(yùn)行很短時間后即熔斷。這種故障可能的原因如下。①定子繞組接地通過測量繞組對外殼電阻即可判定。正常情況下，絕緣電阻的數(shù)值較大，故常用兆歐表進(jìn)行測量。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，在工作溫度時，即接近750C時，絕緣電阻不應(yīng)小于下列數(shù)值：R=UN/1000+0.01PN式中UN——電動機(jī)額定電壓，單位為V。PN——電動機(jī)額定功率，單位為Kw。R——絕緣電阻的最小值，單位為MΩ。因此，對于500V以下的小型電動機(jī)，其絕緣電阻不得小于0.5MΩ。在特殊情況下，絕緣電阻低到0.2MΩ時也可投入運(yùn)行，但應(yīng)注意監(jiān)視。造成定子繞組接地的原因有：繞組絕緣老化損壞、金屬異物進(jìn)入繞組內(nèi)部、過電壓擊穿絕緣、外力損傷等。②定子繞組相間短路檢測時，拆開引線接線柱，使三相繞相互相獨立，用兆歐表測量三相繞相之間的絕緣電阻，應(yīng)符合絕緣電阻的規(guī)定。③定子繞組匝短路檢測時，分別測量三相繞組的直流電阻，阻值較小時應(yīng)采用電橋。從三相電阻的平衡性，可判斷出繞組是否有斷線（包括并聯(lián)支路的繼線）和短路（包括匝間短路）。正常時，直流電阻的三相不平衡度應(yīng)小于5%。如果超出這個數(shù)值較多，即可認(rèn)為發(fā)生了匝間短路或相間短路。接通電源后，電機(jī)不轉(zhuǎn)，但有電流流過時的嗡嗡聲，這是由于三相電流中，零序分量和反轉(zhuǎn)分量較多所致，也有可能是機(jī)械問題造成。可能原因有：三相電源缺相、一相繞組斷線、匝間短路、機(jī)械卡死等，按照前面介紹方法即可測定。空載時電流過大。這是由于激磁電抗過小的原因有：電源電壓太高，使磁路飽和嚴(yán)重，零序分量增加，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲增大，空載電流增加；定轉(zhuǎn)子氣隙過大，使磁路有效面積減少，也會減小激磁阻抗。在正常情況下，空載電流一般為額定電流的20%~50%。在電源三相電壓平衡時，三相空載電流的差值不應(yīng)超過5%，如果空載電流偏大，應(yīng)注意檢查。空載時，電流正常，轉(zhuǎn)速也正常，但加上負(fù)載后，轉(zhuǎn)速急劇下降，或帶負(fù)載時不易起動，轉(zhuǎn)速也較低。產(chǎn)生這種故障的原因如下。電源電壓太低，電動機(jī)負(fù)載能力下降，機(jī)械特性變軟，帶額定負(fù)載后，轉(zhuǎn)速自然較低。有的情況下，電動機(jī)帶電耦降壓器起動，自耦變壓器之前的缺相，電動機(jī)也能起動，但正常運(yùn)行時，由于缺相，電動機(jī)帶負(fù)載能力很差，甚至被負(fù)載卡死。接線錯誤，誤將△型接法接成了型，相當(dāng)于電源電壓降低了3倍，負(fù)載能力降低，最大轉(zhuǎn)矩降低到原來的1/3。鼠籠轉(zhuǎn)子斷條。籠型轉(zhuǎn)子比較堅固，故障很少，但有時也出現(xiàn)斷條現(xiàn)象，斷條以后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)的總電流小了，并且不對稱，使得電磁轉(zhuǎn)矩下降，轉(zhuǎn)速降低。同時，定子電流波動，電動機(jī)出現(xiàn)振動現(xiàn)象。斷條故障一般發(fā)生在籠條與短路環(huán)聯(lián)接處，其原因大致有：電動機(jī)頻繁起動或重載起動、沖擊性負(fù)載或振動劇烈的機(jī)械負(fù)載造成的、制造質(zhì)量不高，籠條與端環(huán)焊接不牢等。鼠籠轉(zhuǎn)子斷條故障一般由觀察法和短路偵探器法檢查，對鑄鋁鼠籠轉(zhuǎn)子繞組，可在斷裂處鉆一只與槽寬相近的孔，然后用螺釘連接，對銅條鼠籠轉(zhuǎn)子，應(yīng)將斷條整條換掉，再用氣焊焊牢，并校正正轉(zhuǎn)子平衡。電動機(jī)有不正常噪聲。如果在空載時有不正常噪聲，切斷電源后噪聲立即消失，并不隨轉(zhuǎn)速的下降而下降，這屬于電磁噪聲，是由于三相電流中零序分量過多造成的，可能原因有電