電機電器狀態檢測與故障診斷
電機電器狀態檢測與故障診斷
[摘 要]電機電器狀態檢測與故障診斷是設備故障診斷技術的一部分內容，明確并掌握電機電器故障診斷技術的原理、特點和方法等基本內容是一名合格的電氣設備維護和管理人員所必備的知識，也是保障和提升電氣設備維護管理水平、確保電氣設備安全正常運行所必須的客觀條件。
本文將當前電機電器故障診斷技術的特點進行概述，并介紹電機電器故障診斷技術的常用技術，重點論述電機電器狀態檢測與故障診斷的方法和流程。
[關鍵詞]電機電器 電氣設備 狀態檢測 故障診斷
引言
設備診斷技術對保證設備的正常運行來說具有及其重要的現實意義，可以在設備帶負荷運行時或者基本不拆卸的情況下通過檢測和分析設備的狀態參數，對其工作狀態進行評判，判斷其是否存在故障、異常，并發現異常和故障的具體位置和趨勢，進而安排合適的修整方案。
設備診斷技術包含三大部分的內容，即檢查和發現異常――診斷故障類型和部位――分析故障類型，在此過程中需要用到的最基本的技術為檢測、信號處理、識別、預測技術。
一、電機電器故障診斷技術的特點
首先，電機電器故障診斷技術涉及的領域較多，需要用到較多領域的技術知識，如電機學、高電壓技術、材料工程學、信息工程學、計算機技術等。
從電機電器的工作原理出發，其內部系統十分復雜，包括電路系統、磁路系統以及絕緣系統和通風散熱系統、機械系統等等多個獨立而又相互聯系的系統。
當電機電器運行過程中出行故障時，都會涉及到這些獨立系統的故障。
因而檢修人員必須具備較高的綜合素質，對電機電器涉及的領域都要有所涉獵。
其次，檢修人員必須熟悉診斷的對象。
電機電器內部各個獨立系統相互交錯相互聯系，出現故障的表現和原因往往十分多元化，涉及的不同系統較多，這無疑增加了電機電器整修的難度，因而檢修人員必須對電機電器的運營過程、內部結構。
工作方式和負荷具有詳細的了解，并對常見的故障及其可能的產生原因具有一定的熟悉度和系統化的了解。
最后，必須將其與繼電保護系統嚴格區分開來。
繼電保護系統僅在故障發生時才產生相應的動作，沒有預防和預測的功能，而點擊診斷技術不僅可以根據早期出現的現象對故障進行預測，還可以對已發現的故障進行一定程度的診斷和發展趨勢分析，并據此給出科學合理的檢修方案。
所以不能用單純的繼電保護來完全替代電機診斷技術，否則可能會給設備帶來無法估量的損失和傷害。
二、電機電器故障診斷常用的技術
電機電器設備的故障診斷手段較為豐富，而且涉及領域廣泛，屬于新技術領域，目前常用的電機電器診斷技術有以下幾種：
(1)鐵譜技術(或稱鐵相學)：在70年代，出現了一種主要通過對機械內部磨損顆粒的大小、形態和成分進行分析，來得到機械在工作摩擦時的磨損狀況及機理等信息的技術，在早期機械設備的節能和潤滑劑方面的研究應用較為廣泛。
由該技術衍生而來的便是鐵譜技術，它是將從潤滑油樣中的磨損顆粒檢測并分離出來的技術，其中需要用到的儀器就是鐵譜儀，其原理就是借助磁場將潤滑油中的磨損顆粒分離出來，并用分析式鐵譜儀進行進一步的分析。
(2)紅外測溫和熱成像技術：在檢測設備溫度是否異常時常用的一種手段便是紅外測溫，可以不用接觸到物體就獲取其溫度，使用的方法是測量物體輻射的紅外光的方法。
(3)聲發射技術：當機械構件的材料在力的作用下發生形變或者損壞時，就會以彈性波的形式向外釋放出變性能，此種現象為人稱為聲發射。
但是這只是形象的說法，人耳的聽覺范圍并不能捕捉到這種聲發射，只能通過靈敏的儀器將其檢測出來，并進行相應的分析，再根據檢測到的聲發射信號判斷出發射源(即變形部位)的具體位置。
(4)力和扭矩的檢測：在測量力和扭矩的過程中最常用也是最基本的方法是使用應變片。
機械設備處于工作狀態時，當被測量部位承受應力或扭矩，就會使應變片發生形變，此時應變片的電阻絲的長度和截面尺寸也會隨之改變，此時用應變儀進行測量就可根據電阻值的變化得出該部位的應變量，進而經過計算得到該部位此時承受的應力和扭矩。
(5)電磁檢測：電機電器的內部以及周圍磁場的測量也可以用于診斷和檢測設備的故障，也是一種較常用的檢測手段，而且測量的內容可以是磁場的分布情況、諧波磁場以及漏磁場，一般而言測量的都是磁場分布中各點的磁通密度。
三、電機電器故障診斷的方法和流程
電機故障診斷中常用的方法有六種：
(1)電流分析法：對機械負載電流的幅值和波形的監測以及頻譜的分析確定機械故障的原因和受損程度;
(2)振動診斷：檢測電動機的振動頻率和幅度，對得到的信息進行對應的處理和分析，進而診斷出受損部位和原因，再提出解決方案;
(3)絕緣診斷：以電氣試驗和特殊的診斷技術為基礎，主要針對機械內部絕緣部位的故障預測和診斷，并對其壽命進行預判;
(4)溫度診斷：監測各部分溫度，對溫度不達標的部分進行故障判斷和預測;
(5)換向診斷：針對直流電機的換向進行實時監測，使用機械和電氣檢測的方式找出阻礙或者影響換向的因素，并制定應對措施;
(6)使用VA診斷技術(振聲制定技術)，采集診斷對象的驅動信號和噪聲信號，分別進行處理后綜合診斷，可以在很大程度上提升診斷的準確率。
設備的診斷過程主要包含了六個環節：傳感器、數據采集與預處理、數據處理、診斷決策(需要借助診斷軟件)、運行設備、采取技術措施。
某公司所屬的一臺風機振動較大，對其正常運行產生了較大影響，受到委托我們對其進行了振動檢測，檢測的部位為電機兩端軸承和風機兩段軸承。
根據得到的水平方向和垂直方向的振動圖譜、波形圖和頻譜圖，判斷出此風機存在不平衡故障，建議立即關閉機器，進行轉子動平衡實驗，之后獲得良好效果，機組故障清除成功。
四、結語
具體而言狀態檢測與故障診斷的作用可以歸納為監測與保護、分析與診斷和處理與預防三方面，可以極大地防止或減少機械突然出現故障而無法正常運行給企業帶來損失。
不同的設備故障診斷技術和方法所需的成本不同，最佳的使用條件也不同，在情況復雜的條件下需要組合使用，因而在實際使用過程中，需要檢修人員必須對使用哪種技術最為便捷進行綜合分析，得到最佳的應對方案。
參考文獻
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