电气故障排除的方法与要领

一、排除电气故障的基础
排除故障的基础是指排除故障时所具备的必要条件。要想彻底排除故障，解决实际当中所面临的问题，就必须要搞清楚故障发生的原因，要想迅速查明故障原因，除不断要在工作中积累经验，更重要的是能从理论上分析，解释事故发生的原因，用理论指导自己的操作，灵活运用所掌握的基础知识再结合实际工作有时处理起来就会有韧有余。但是，技术水平的提高、维修经验的积累，需要一个漫长的过程。
1. 对维修人员的素质要求
电气设备是技术密集型和知识密集型的机电一体化产品，其技术先进、结构复杂、价格昂贵，在生产上往往起着关键作用，因此对维修人员有一定的要求。维修工作做的好坏，首先取决于维修人员的素质，作为一名维修人员必须具备以下条件：
① 专业知识面广。应具有中专以上的文化程度，掌握或了解计算机原理、电子技术、电工原理、自动控制与电力拖动、检测技术、机械传动及机械加工工艺方面的基础知识。既要懂电、又要懂机。电包括强电和弱电；机包括机械、液压和气动技术。
② 勤于学习，善于分析。电气维修人员应该是一个勤于学习的人，不仅要有较广的知识面，而且需要对所需排除故障的电气系统有深入的了解。电气维修人员需要有一个善于分析的头脑。有些故障现象其起因往往不是显而易见的，它涉及机、电、液、气各种技术。所以在这众多的故障起因和现象面前作出正确的分析判断是至关重要的。实际工作中，往往动脑筋的时间比动手的时间还长，一旦找出故障点，相对而言，修复是比较简单的。
③ 有较强的动手能力和实践技能。电气系统的修理离不开实际操作，维修人员应会动手对所修系统进行操作，查看报警信息，检查、修改参数，调用自诊断功能，对机床进行手动和试运行操作；应会使用维修所必需的工具、仪表和仪器。对维修人员来说，胆大心细，即敢于动手，又细心有条理是非常重要的。所谓“心细”就是在动手检修时，要先熟悉情况、后动手，不盲目蛮干；做到在动手过程中要稳、要准。
2.必要的技术资料和技术准备
维修人员应在平时要认真整理和阅读有关电气控制系统的重要技术资料。维修工作做得好坏，排除故障的速度快慢，主要决定于维修人员对系统的熟练程度和运用技术资料的熟练程度。以下分几方面谈谈进行电气故障维修时所必需的技术资料和技术准备：
① 关于维修资料方面的问题
电气设备维修中的一个常见问题是资料不全，往往只有强电部分的电气原理图或者设备使用说明书。关于设备的主要控制系统(如：林肯焊机主板控制原理图、数控系统的数控装置、伺服驱动装置等)部分资料则非常少，最多只有一本操作手册，而系统结构，特别是电路图一般都不会有，为此给维修工作造成很大的困难，我认为这个问题可以从以下几方面着手解决:
a) 在签订设备购买合同时，要努力争取设备供应商尽可能多提供日后维修所需的各种资料(如：机床安装、使用、操作和维修方面的技术说明书，其中包括机床的操作面板布置及其操作，机床电气原理图、布置图以及接线图。对电气维修人员来说还需要机床的液压回路图和气动回路图。)
b) 在设备调试验收阶段，维修人员利用向设备生产厂家的技术人员和调试人员
学习的机会，尽可能多地记录，收集各种维修所需要的资料、数据和方法，将这些资料收集整理以供日后维修参考。
c) 平时可通过各种途径搜集资料，例如通过有关的电气杂志、技术书籍，通过与同行之间的交流或通过互联网查询等获取所需资料。
d) 日常维修中，在进行检查修理的同时，要将故障部分电路测绘出来，经过校对核实，整理出故障部分的图样来。日积月累，就会将经常出故障的部分的电路图整理出来。
e) 其他，有关电气控制系统内的元器件方面的技术资料，如数控设备所用的元器件清单，备件清单以及各种通用的元器件手册。维修人员应熟悉各种常用的元器件，一旦需要，能较快的查阅有关元器件的功能、参数及代用型号。
② 关于必要的备件问题
对于电气系统的维修，备品备件是一个必不可少的技术准备手段，在遇到故障时如无备件可调换或使用，无形中会拖延排除故障的时间和增加维修的难度。而且维修人员手头上备有一些主控电路板的话，将给排除故障带来许多方便，采用换板法常可迅速判断出一些疑难故障发生在那块电路板上，电气系统备件的配置要根据实际情况，通常一些易损的电气元器件(如：各种规格的熔断器、熔体、开关、电刷，还有易出故障的不同功率的可控硅模块和印刷电路版等)均应适当配置。这里对备件的管理问题不做详细讨论，仅对在维修中备件的几个解决方法作简要陈述：
a) 修复 维修中，对换下来的有问题的元器件，在有条件的情况下应尽可能的要进行修复。当没有条件的时候，也应委托有修理条件的专业维修部门去修理。
b) 代用 在大多数情况下，许多电气元器件是可以用其他类似规格、型号的元器件替代的(如：接触器、可控硅模块、电阻器、电容器、快熔、稳压管、三极管、场效应管等等)。维修人员应掌握相关电气元器件的工作原理、特性参数及替代方法。
c) 制作与改造 维修中，当某个电气元器件坏了，但买不到备件时，为了不影响生产，可以考虑对电路进行一些小的改动，改用其他的元器件去完成同样的功能(例如：螺旋管车间某电气控制系统主控板上的整流器坏，在搞清楚这个集成整流器电路的引脚和功能外，可以设法用其他元器件搭一个电路去完成它的现有功能，这样就可以代换损坏的器件，同时又不会因一时买不到合适的配件而影响生产的进行)。
3.了解设备的运动形式和各元器件在设备的具体位置及线路的布局对电气设备进行维修时，首先要弄懂并熟练掌握设备的电气控制原理图，了解设
备的运动形式，以及对不明白的电气设备的控制提出的质疑，是弄懂设备电气控制工作原理的基础。熟练掌握电气控制工作原理，并比较该设备的电气控制特点，是排除故障非常重要的基础。例如：我公司直缝管车间使用的数控PC--160D型等离子切割机电气控制系统，既包括交、直流控制转换，计算机与plc结合，又含有伺服驱动，同时还包括连续反馈控制及扰动补偿前馈控制，属于复合控制系统，它概括了电气控制技术的主要内容具有一定的典型型、综合性与复杂性。另外实现电气原理图与实际配线的一一对应，是提高故障排除速度的基础。做到这一点，可以对设备有一个进一步的了解，并能够加深印象和感性认识，并且在出现故障使用检测手段时，能够准确有效地找到测试点，以防止误判断，同时也能缩小故障范围。
二.电气故障的检测和排除方法
有了一定的理论基础，掌握了设备的工作原理，为排除故障做好了充分的准备，但在实际操作时为了有效地进行分析和判断，顺利的找出故障点，还需具备一定的手段，这就是排除故障所需的检测手段及一般方法。
1. 故障的检测
顾名思义就是检查测量，充分利用仪器仪表对设备故障进行检测，以便能更准的判断故障点的位置和确定元器件是否已损坏。对设备故障的检查测量是大多数维修人员在排除故障时普遍采用的做法，也是排除故障最常用的方法之一。但对故障的检测手段常用的方法一般有以下几种：
① 电阻法 电阻法是一种常用的测量方法。通常是指利用万用表的电阻挡，测量电机、线路、触头等是否符合使用标称值以及是否通断的一种方法，或用兆欧表测量相与相、相与地之间的绝缘电阻等。测量时，注意选择所使用的量程与校对表的准确性，一般使用电阻法测量时通用做法是先选用低档，同时要注意被测线路是否有回路，并严禁带电测量。
② 电压法 电压法是指利用万用表相应的电压挡，测量电路中电压值的一种方法，通常测量时，有时测量电源、负载的电压，也有时测量开路电压，以判断线路是否正常。测量时应注意表的挡位，选择合适的量程，一般测量未知交流或开路电压时通常选用电压的最高挡，以确保不至于在高电压低量程下进行操作，以免把表损坏，同时测量直流时，要注意正负极性。
③ 电流法 电流法是通常测量线路中的电流是否符合正常值，以判断故障原因的一种方法。对弱电回路，常采用将电流表或万用表电流挡串接在电路中进行测量；对强电回路，常采用钳形电流表检测。
④ 仪器测试法 借助各种仪器仪表测量各种参数，如用示波器观察波形及参数的变化，以便分析故障的原因，多用于弱电线路中。
2.故障的排除方法
通过借助对故障的检测手段来确定故障所在位置，从而更好的来分析故障原因和找出解决问题的方法，这就是故障的排除方法。在对设备故障检测判断的基础上，排除故障还需要采用一定的方法，但常用的方法一般有以下几种：
① 常规检查法 依靠人的感觉器官(如：有的电气设备在使用中有烧焦的糊味，打火、放电的现象等等)并借助于一些简单的仪器(如：万用表)来寻找故障原因。这种方法在维修中最常用，也是首先采用的。
② 替换法 即在怀疑某个器件或电路板有故障，但不能确定，且有代用件时，可替换试验，看故障是否消失，恢复正常。
③ 直接检查法 对在了解故障原因或根据经验，判断出现故障的位置，可以直接检查所怀疑的故障点。
④ 逐步排除法 如有短路故障出现时，可逐步切除部分线路以确定故障范围和故障点。
⑤ 调整参数法 有些情况，出现故障时，线路中元器件不一定坏，线路接触也良好，只是由于某些物理量(如：时间、电流、位移、温度、电阻值、反馈信号强弱等)调整的不合适或运行时间长了有可能因外界因素(如：受干扰或机械磨损程度)致使系统参数发生改变或不能自动修正系统值，从而造成系统不能正常工作，这时应根据设备的具体情况进行调整。 
⑥ 原理分析法 根据控制系统的组成原理图，通过追踪与故障相关联的信号，进行分析判断，找出故障点，并查出故障原因。使用本方法要求维修人员对整个系统和单元电路的工作原理有清楚的理解。
⑦ 比较、分析、判断法 它是根据系统的工作原理，控制环节的动作程序以及它们之间的逻辑关系，结合故障现象，进行比较、分析和判断，减少测量与检查环节，
并迅速判断故障范围。(例如：螺旋管车间的精整控制，是采用总―分式多处异地(两跨车间)分段控制的方式，如总控操作台正常，则说明电源、负载及公共线路没有问题)。通过比较、分析进行判断，能减少检测环节，缩小故障范围，提高故障排除的速度。它适用于部分线路故障范围和故障点的直接判定。
以上几种常用的方法，可以单独使用，也可以混合使用，碰到实际的故障应结合具体情况灵活应用。
三.排除故障的一般步骤
排除故障没有固定的模式，也没有统一的标准，因人而异，。但在一般情况下，还是有一定规律的。通常排除故障时，所采用的步骤大致可分为：症状分析→设备检查→确定故障点→故障排除→排除后性能观察。
1. 症状分析
症状分析是对所有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集和判断的过程。在故障迹象受到干扰以前，对所有信息都应进行仔细分析。这些原始信息一般可以从以下几个方面获得：
① 访问操作人员 以获得设备使用及变化过程、损坏或失灵前后情况的信息，还可以了解到一些过去类似的故障现象、原因以及曾经采取的措施等方面的情况。有时操作人员也许因为其他方面的原因，不愿意或不能把全部情节讲清楚。维修人员应有分析辨别能力和足够的耐心，以尽可能多地获得真实的原始信息。
② 观察和初步检查 对设备进行全面的观察往往会得到有价值的线索。初步检查的内容包括检测装置(例如：操作台指示灯、显示器报警信息等) 、检查操作开关的位置以及控制机构、调整装置及连锁信号装置等。 
③ 开动设备 一般情况下应要求操作人员按正常操作程序开动设备。如果故障不是整机性的致失电气控制系统瘫痪，可以采用试运转的方法开动设备，帮助维修人员对故障的原始状态有个综合的印象。
这个阶段的目的在于收集故障的原始信息，以便对现有实际情况作分析，并从中推导出最有可能存在故障区域的线索，作为下一步设备检查的参考。但注意不要根据不确切的迹象或不充分的信息过早的作出判断。 
2. 设备检查 
根据症状分析中得到的初步结论和疑问，对设备进行更详细的检查，特别是那些被认为最有可能存在故障的区域。要注意这个阶段应尽量避免对设备做不必要的拆卸，防止因不慎重的操作引起更多的故障。不要轻易对控制装置进行调整，因为一般情况下，故障未排除而盲目调整参数会掩盖症状，而且会随着故障的发展而使症状重新出现，甚至可能造成更严重的故障。所以必须避免盲目性，防止因不慎重的操作使故障复杂化，避免造成症状混乱反而延长排除故障的时间。 
3. 确定故障点 
根据故障现象，结合设备的原理及控制特点进行分析和判断，确定故障发生在什么范围，是电气故障，还是机械故障？是直流回路，还是交流回路？是主电路还是控制电路或辅助电路？是电源部分还是参数调整不合适造成的？是人为造成还是随机性的？等等。根据前面所讲的症状分析和对设备的检查，在灵活运用“排除故障的一般方法”，逐步缩小故障范围，直至找到故障点。如果缺少系统的诊断资料，就需要维修人员正确的将整个设备或控制系统划分为若干个小部分，然后检查这些部分的输入和输出是否正常。在确定某一部分时，再去关注该部分内部的问题，找出故障点。 
4.故障排除 
在确定故障点以后，无论是修复还是更换，排除故障对电气维修人员相对来说， 一般比查找故障要简单的多。但在排除故障中一般不可能只用单一的方法，往往多种方法综合运用。
① 在排除故障的过程中，应先动脑，后动手，正确分析可以起到事半功倍的效
果。具体应遵循先外部后内部→先机械后电气→先静后动→先公用后专用→先简单后复杂→先一般后特殊的原则。需要注意的是，不要一遇到故障，拿起表就测，拿起工具就拆！要养成良好的分析、判断习惯，要做到每次测量均有明确的目的，即测量的结果能说明什么？在找出有故障点的组件后，应该进一步确定引起故障的根本原因。例如：当电路板内的一只晶体管被烧坏，单纯地更换一个晶体管是不够的，重要的是要查出被烧坏的原因，并采取补救和预防的措施。
② 一般情况下，以设备的动作顺序为排除时分析、检测的次序。依这为前提，先检查电源，再检查线路和负载；先检查公共回路再检查各分支回路；先检查主电路再检查控制电路；先检查容易检测的部分(如各控制柜)，在检查不易检测的部分(如某一设备的控制器件)。
5. 修后性能观察 
故障排除完以后，维修人员在送电前还应做进一步的检查，通过检查证实故障确实已经排除，然后由操作人员来试运行操作，以确认设备是否已正常运转，同时还应向有关人员说明应注意的问题。值得注意的是，修复后再做检查时，要尽量使电气控制系统或电气设备恢复原样，并清理现场，保持设备的干净、卫生。另外，维修人员所使用的工具、线缆等一定不要忘记在所修设备的电气柜内，以免造成短路或触电事故的发生。
结束语

 正确的使用与精心维护是杜绝或避免一切故障发生的切实保障。同时作为电气维修人员在新的历史条件下，为了更好的提高自己在实际工作中有效解决实际问题的能力和维修水平，应不断加强自身文化和技术方面的学习，以适应当代企业发展的客观要求，以便能更好的干好本职工作，为企业的发展做出新的贡献。