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案例頻道 電氣設備在使用過程中，由于種種原因，常常會出現故障，這就需要我們準確的查找故障所在位置，并排除故障。
1.電氣設備的故障特點
設備故障是指由于各種原因使設備損害壞或不能正常工作，其電器功能喪失的電氣故障。設備的電氣故障通常有以下類型。
1.1 損害性故障和預告性故障
損害性故障是設備已經損壞的嚴重故障，如燈絲燒斷，燈泡完全不發光；電動機繞組斷線，電動機完全不能轉動等等。對于這類故障，只有通過修復或更換，并且排除了造成設備損壞的各種原因之后，故障才能消除。
但有些故障，如燈泡亮度下降、電動機溫升偏高等，設備尚未損壞，還可短時間繼續使用，但長此下去，將影響設備的正常使用，甚至演變成損壞性故障。
1.2使用故障和性能故障
電氣設備的某些故障，雖然對設備本身影響不大，但不能滿足使用要求，這種故障稱為使用故障。例如，發電機發出的電壓偏低、頻率偏低等故障，對發電機本身影響不大，但不能滿足外部對電壓和頻率的要求，然而又是發電機本身原因造成的故障。有些故障雖然不影響使用，但對設備本身有一定的影響，或者稱對設備性能有一定的影響，這類故障稱為性能故障。例如，變壓器空載損耗增加，說明變壓器內部鐵心存在某些故障，從而降低了變壓器本身的性能，同時，使變壓器發熱增加。但從外部使用來看，只要變壓器輸出電壓正常，就不影響正常使用。
1.3內部故障和外部故障
電氣設備的有些故障是由于設備內部因素造成的，如電磁力、電弧、發熱等，使電氣設備結構損壞、絕緣材料的絕緣擊穿等。這類故障稱為設備內部故障。
電氣設備的另一些故障則是由外部因素引起的，如電源電壓、頻率、三相不平衡，外力及環境條件等，使電氣設備形成故障。這類故障稱為設備外部故障。
2.查找電氣故障的常用方法
查找電氣故障，最主要的是理論聯系實際，根據具體故障作具體分析，但必須掌握基本的查找方法。
常用的電氣設備故障的查找方法有以下幾種。檢測法，經驗法，還有狀態分析法，類比法，推理法，單元分割法以及圖形變換法等。其中檢測法比較準確，查找過程復雜，常用于疑難故障的準確查找；而經驗法比較簡單便捷，常用于簡單故障的查找。
2.1 經驗法
常用的經驗法比較多，可以歸納如下。
2.1.1 彈壓活動部件法
主要用于活動部件，如接觸器的銜鐵、行程開關的滑輪臂、按鈕、開關等。通過反復彈壓活動部件，使活動部件動作靈活，同時也使一些接觸不良的觸頭達到摩擦，達到接觸導通的目的。
例如，對于長期沒有起用的控制系統，在啟用前，應采用彈壓活動部件法全部動作一次，以消除動作卡滯與觸頭氧化現象，對于因環境條件污物較多或潮氣較大而造成的故障，也應使用這一方法。但必須注意，彈壓活動部件法可用于故障范圍的確定，而不常用于故障的排除，因為僅采用這一種方法，故障的排除常常是不徹底的，要徹底排除故障還需要采用另外的措施。
2.1.2 電路敲擊法
電路敲擊法基本同彈壓活動部件法，二者的區別主要是前者是在斷電的過程中進行的,而后者主要是帶電檢查。電路敲擊法可用一只小的橡皮錘，輕輕的敲擊工作中的元件。如果電路故障突然排除，或者故障突然出現，都說明被敲擊元件附近或該元件本身存在接觸不良現象。對于正常電氣設備，一般能經住一定幅度的沖擊，即使工作沒有異常現象，如果在一定程度的敲擊下，發生了異常現象，也說明該電路存在故障隱患，應及時查找并排除。
2.1.3黑暗觀察法
當電路存在接觸不良故障時，在電源電壓作用下，常產生火花并伴隨著一定的聲響。因為火花和聲音一般比較弱，在環境光線較為明亮、噪音稍大的場所，常不易察覺，因此應在比較黑暗和安靜的情況下，觀察電路有無火花產生，聆聽是否有放電時的“嘶嘶”聲或“劈啪”聲。如果有火花產生，則可以肯定，產生火花的地方存在接觸不良或放電擊穿的故障。
但如果沒有火花產生，則不一定就接觸良好。因此，黑暗觀察法只是一個輔助手段，對故障點的確定有一定幫助。
2.1.4非接觸測溫法
溫度異常時，元件性能常發生改變，同時，元件溫度異常也反映了元件本身的工作情況，如過荷、內部短路等。因此可以用測溫法判斷電路的工作情況。
2.1.5元件替換法
對于值得懷疑的元件，可采用替換的方法進行驗證。如果故障依舊，說明故障點懷
疑不準，可能該元件沒有問題。但如果故障排除，則與該元件相關的電路部分存在故障，應加以確認。
2.1.6對比法
如果電路中有兩個或兩個以上的相同部分時，可以對兩部分的工作情況作一對比。因為兩部分同時發生相同故障的可能性較小，因此通過比較，可以方便的測出各種情況下的參數差異，通過合理分析，可以方便地確定故障范圍和故障情況。例如，根據相同元件的發熱情況、振動情況、電流、電壓、電阻及其它數據，可以確定該元件是否過荷、電磁部分是否損壞、線圈繞組是否有匝間短路、電源部分是否正常等。使用這一方法時應特別注意，兩電路部分工作狀況必須完全相同時才能互相參照，否則不能比較，至少是不能完全比較。
2.1.7交換法
當有兩臺或兩臺以上的電氣控制系統時，可把系統分為幾個部分，將各系統的部件進行交換。當換到某一部分時，電路恢復正常工作，而將故障換到其他設備上時，其他設備出現了相同的故障，說明故障就在部分。
當只有一臺設備時，而控制電路內部又存在相同元件時，可以將相同元件調換位置，檢查對應元件的功能是否得到恢復，故障是否又轉到另外的部分。如果故障轉到另外的部分，則說明調換元件存在故障；如果故障沒有變化，則說明故障與調換元件無關。通過調換元件，可以不借用其他儀器來檢查其他元件的好壞，因此可在條件不具備時使用。
2.1.8分割法
首先將電路分為幾個較為獨立的部分，弄清期間的聯系方式，再對各部分電路進行檢測，繼而確定故障的大致范圍。然后再將電路故障的部分細分，對每一小部分進行檢測，再確定故障范圍，繼續細分致每一個支路，最后將故障點找出來。
2.1.9加熱法
當電氣故障與開機時間呈一定的對應關系時，可采用加熱法促使故障更加明顯。因此隨著開機時間的增加，電氣線路內部的溫度上升。在溫度的作用下，電氣線路中的故障元件或侵入污物的電氣性能不斷改變，從而引發故障。因此可用加熱法，加速電路溫度的上升，起到誘發故障的作用。具體做法是，使用電吹風或其他加熱方式，對懷疑的元件進行局部加熱，如果誘發故障，說明被懷疑元器件存在故障，如果沒有誘發故障，則說明被懷疑元器件可能沒有故障，從而起到確定故障點的作用。
使用這一方法時應注意安全，加熱面不要太大，溫度不能過高，以達到電路正常工作時所能達到的最高溫度為限，否則可能會造成絕緣材料及其它元器件的損壞。
2.1.10 短接法
對于應該導通而又未導通的可疑部分，可將其短接以驗證其他部分是否正常。其他部分正常，則故障在被短接的范圍內。注意，不能越過降壓元器件進行短接或多支路互為短接，否則會產生短路故障或電路動作紊亂。
2.2檢測法
檢測法是指采用儀器儀表作為輔助工具對電氣線路故障進行判斷的檢修方法。由于儀器儀表種類很多，且有日新月異之勢，故檢測法發展很快，準確率大大提高，手段也日益增多。但比較常用和實用的方法仍為利用歐姆表、電壓表和電流表對電路進行測量。
2.2.1 電阻法
電阻測量的原理是：在被測線路兩端加一電源后，被測線路流過的電流與其電阻成反比。這樣在測量回路中串接一電流表，就可以直接在電流表的刻度盤上標出電阻的大小。
利用電阻表進行測量，主要判斷線路是否通斷。例如測量熔斷器管座兩端，如果阻值小于0.5歐姆，就認為正常；如果阻值為數歐，則認為接觸不良，需要進行處理；如果阻值超過10千歐，則認為斷線不通。
2.2.2 電壓法
電路正常工作時的電流大小，反映了電路的工作狀態。在電路中串接電流表，即可讀出電路的電流。電流表采用的是靈敏度較高、量程較小的電流表。為了擴大電流表的量程，可在電流表上并聯一個阻值很小的電阻，從而將電流表量程擴大。
由于測量電流需要斷開線路，將電流表串接到線路中，因此帶來一些使用上的不便，影響了這種方法的使用。但電流法有其他方法所不能比擬的優點，就是能確定用電設備的工作狀態。
將電流表串接到電路中，然后在不同的地方進行短接，即可判斷故障范圍。但不能短路。
2.2.3 電壓法
電路在工作時，不同點之間的電壓也不同。如果在電壓不同的兩點之間接入一個電阻固定的支路時，支路中就會有電流通過，通過串接在支路中的電流表的讀數，就可讀出此時的電壓值。一般直接在刻度盤上標出電壓值。
在測量時，由于電壓表并聯于電路中，因此其內阻的大小是電壓表的一個重要參數。內阻越大對電路的影響就越小，測量誤差也就越小。
測量時，一般先測電源電壓，然后測支路電壓。如果兩點之間的電壓不為0，則可以肯定兩點之間不是完全導通的（接觸不良或有一定的阻值）。接觸器線圈兩端電壓為電源電壓而接觸器不動作，則線圈回路肯定不通。
2.3 狀態分析法
任何電氣設備都處在一定的狀態下工作，對狀態可以簡單的劃分為：工作狀態和不工作狀態，或運行狀態和停止狀態。查找電氣故障應根據設備的不同狀態進行分析，這就要求對設備的工作狀態作更詳細、更具體的劃分。狀態劃分的越細，對查找電氣故障越有利。
對于一種設備或一種裝置，其中的部件和零件可能處于不同的運行狀態，查找其中的電氣故障必須將各種運行狀態區別清楚。
2.4 類比法
查找設備故障時，由于對故障設備的特性、工作狀態等不十分了解，因而通過與同類非故障設備的特性、工作狀態等進行比較，從而確定設備故障的原因。這種查找故障的方法，稱為類比法。
2.5 推理法
推理法是根據電氣設備出現的故障現象，由表及里，尋根溯源，層層分析和推理的方法。
推理法又可以分為順推理法和逆推理法。順推理法一般是根據故障設備，從電源，控制設備及電路，一一分析和查找的方法。逆推理法則采用相反的程序推理，即由故障設備倒推至控制設備及電路，電源等，從而確定故障的方法。
這兩種方法都是常用的方法。在某些情況下，逆推理法要快捷一些。因為逆推理時，只要找到了故障部位，就不必再往下查找了。
2.6單元分割法
一個復雜的電氣裝置通常是由若干功能相對獨立的單元構成。查找電氣故障時，可以將這些單元分割開來，然后根據故障現象，將故障范圍限制于其中一個單元或幾個單元。這種方法被稱為單元分割法。
2.7圖形變換法
查找電氣設備和裝置的電氣故障，常常需要將實物和圖進行對照。然而，電氣圖形種類繁多，因此需要從查找故障方便出發，將一種形式的圖變換成另一種形式的圖。其中最常用的是將設備布置接線圖變換成電路圖，將集中式布置圖變換成分開式布置電氣圖。
設備布置接線圖是一種按設備大致形狀和相對位置畫成的圖，這種圖主要用于設備的安裝和接線，對查找電氣故障也十分有用。但從這種圖上，不易看出設備和裝置的工作原理及工作過程。而了解其工作原理和工作過程是查找電氣故障的理論基礎，對查找電氣故障是至關重要的。電路圖是主要描述設備和裝置電氣工作原理的圖，因而需要將設備布置接線圖變換為電路圖。
綜上所述，我們可以根據電氣設備的故障現象的具體情況，查找出故障原因所在，準確的排除故障，使電氣設備能夠正常的工作。
參考文獻
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3. 齊占偉 編著 《看圖學電氣控制設備故障檢修》 機械工業出版社 2005年1月
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號