時間:2023-04-01 09:52:50
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生化分析是臨床診斷常用的重要手段之一。通過對血液和其他體液生化分析測定的數據,再結合其他臨床資料進行綜合分析,可幫助診斷疾病,對器官功能作出評價,并可鑒別并發因子及決定以后治療的基準等等。自動生化分析儀就是把生化分析中的取樣、加試劑、去干擾物、混合、保溫反應,P檢測、結果計算和顯示,以及清洗等步聚自動化的儀器,它不僅提高了工作效率,而且也穩定了檢驗質量,減少了主觀誤差,通常可分為以下幾類:按反應裝置的結構分為連續流動式、分離式和離心式三類;按同時可測項目分為單通道和多通道兩類,單通道每次只能檢驗一個項,但項目可更換,多通道每次可測多個項目;按儀器復雜的程度及功能分類小型,中型和大型三類;按測定程度可變與否,分為程序固定式和程序可變式分析儀兩類。
臨床化學分析基本包括以下步驟:標本定量吸取和轉移,通過沉淀、過濾、離心、層析或透析技術分離并去除大分子干擾物試劑的定量吸取及同標本混合,在一定溫度下反應顯色,通過光學或各種電極技術進行測量、數據處理、顯示、打印報告結果,以及測定后的反應容器,管道系統的清洗等。
根據儀器計算機功能的不同,自動生化分析儀一般分為全自動和半自動兩種,本文對幾種常見半自動生化分析儀故障進行探討。
一、開機機器長鳴報警
在機器設置中,若設置是外置打印機打印,則必須先開打印機,后開主機,使主機自檢時能檢測到打印機,不然機器就會報警;紅外自動感應器窗口上有污物或感應器靈敏度不夠或失靈,清洗器應器窗口,排除錯誤進樣信號,如感應器失靈,則更換紅外自動感應器,無備用件時,可用Val+F1鍵代替。
二、開機調零顯示“measurementproblem”
BASIC用蒸餾水調零,顯示上述信息表示測定有故障,通常的原因是:
1、蒸餾水不干凈。
2、流動比色池內有氣泡,檢查管道是否有破損或比色池是否有泄漏。
3、流動比色池內太臟,用5%的次氯酸鈉或雙縮脲浸泡半小時后沖洗;流動比色池外灰塵太多,用鏡頭紙擦拭。
4、石英鹵素燈的電源是從電源開關取出來的,電源開關有三組接頭,一線給主機供電,一線為電源地,還有一組給燈供電,測試該組接頭并沒有導通,拆下檢查,發現是該組接頭的彈簧及電源開關,故障排除。
5、拆下濾光片,用鑷子除去粘膠,取出凸透鏡,安裝在機器上,重新調零,故障排除。
6、即使做了上述工作,調零仍然通不過。拆下比色池加熱器底座,打開硅光二極管檢測系統部分的蓋子,進行光路調節,把室內燈光關閉,用一張白色紙片放在硅光二極管的前部,左右移動比色池加熱器底座,同時調節比色池下面的高度調節螺釘,進行調零操作。當燈亮時,觀察光分出來的光線是否和硅光二極管的位置吻合,反復調整,直到調零通過為止。上好比色池加熱器底座的螺釘,重新開機調零,仍然出現上述故障,仔細觀察,發現比色池加熱器底座的底部有熱溶膠,當把底座的螺釘上好后,改變了已調整好的光路,故而再次出現上述故障,在相應位置滴上熱溶膠,重新安裝進行調零,故障消失。
三、按動吸樣開關后不吸樣
首先聽泵是否在動作,如泵不動作,檢查吸樣開關是否有信號產生,調整吸樣開關中頂珠的位置,檢查泵的內阻是否正常;其次檢查泵管理否有泄漏或老化,從而更換泵管;如上述部分正常,打開機器頂蓋,拆下流動比色池,發現流動比色池有漏液現象,用耐酸堿,無色的粘合劑進行粘接,等粘合劑凝固后,重新安裝好流動比色池,故障消失。
四、機器測定結果不正確
首先用以下推薦的清洗劑進行流動比色池和管道的清洗:
1、0.1N的NaOH(KOH)溶液,加入少量表面活性劑。
2、有分解蛋白作用的酶溶液。
3、生化試劑中本身具有去蛋白作用的試劑,總蛋白試劑(雙縮脲),肌肝試劑中的堿性組份。
電動機具有結構簡單,運行可靠,使用方便,價格低廉等特點。為保證時機的正常工作對運行的電動機要按電動機完好質量標準的要求進行檢查,運行中的電動機與被拖動設備的軸心要對正,運行中無明顯的振動,一定要保持通風良好、風翅等要完整無缺。要時刻觀察和測量電動機電網電壓和正常工作電流,電壓變化不應超過額定電壓的±5%,電動機的額定負荷電流不能經常超過額定電流,以防時機過熱,同時檢查電機起動保護裝置的動作是否靈活可靠。檢查電動機各部分溫升是否正常,還要經常檢查軸承溫度,滑動軸承不得超過度,滾動軸承不得超過70度,滾動軸承運轉中的聲音要清晰、無雜音。對于電動機的運轉環境要做到防砸、防淋、防潮。對于環境不良,經常挪動、頻繁起動、過載運行等要加強日常維護和保養,及時發現和消除隱患。
一、電動機電氣常見故障的分析和處理
(一)時機接通后,電動機不能起動,但有嗡嗡聲
可能原因:(1)電源沒有全部接通成單相起動;(2)電動機過載;(3)被拖動機械卡住;(4)繞線式電動機轉子回路開路成斷線;(5)定子內部首端位置接錯,或有斷線、短路。
處理方法:(1)檢查電源線,電動機引出線,熔斷器,開關的各對觸點,找出斷路位置,予以排除;(2)卸載后空載或半載起動;(3)檢查被拖動機械,排除故障;(4)檢查電刷,滑環和起動電阻各個接觸器的接合情況;(5)重新判定三相的首尾端,并檢查三相繞組是否有燦線和短路。
(二)電動機起動困難,加額定負載后,轉速較低。
可能原因:(1)電源電壓較低;(2)原為角接誤接成星接;(3)鼠籠型轉子的籠條端脫焊,松動或斷裂。
處理方法:(1)提高電壓;(2)檢查銘牌接線方法,改正定子繞組接線方式;(3)進行檢查后并對癥處理。
(三)電動機起動后發熱超過溫升標準或冒煙
可能原因:(1)電源電壓過低,電動機在額定負載下造成溫升過高;(2)電動機通風不良或環境濕度過高;(3)電動機過載或單相運行;(4)電動機起動頻繁或正反轉次數過多;(5)定子和轉子相擦。
處理方法:(1)測量空載和負載電壓;(2)檢查電動機風扇及清理通風道,加強通風降低環溫;(3)用鉗型電流表檢查各相電流后,對癥處理;(4)減少電動機正反轉次數,或更換適應于頻繁起動及正反轉的電動機;(5)檢查后姨癥處理。
(四)絕緣電阻低
可能原因:(1)繞組受潮或淋水滴入電動機內部;(2)繞組上有粉塵,油圬;(3)定子繞組絕緣老化。
處理方法:(1)將定子,轉子繞組加熱烘干處理;(2)用汽油擦洗繞組端部烘干;(3)檢查并恢復引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板;(4)一般情況下需要更換全部繞組。
(五)電動機外殼帶電:
可能原因:(1)電動機引出線的絕緣或接線盒絕緣線板;(2)繞組端部碰機殼;(3)電動機外殼沒有可靠接地
處理方法:(1)恢復電動機引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板;(2)如卸下端蓋后接地現象即消失,可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋;(3)按接地要求將電動機外殼進行可靠接地。
(六)電動機運行時聲音不正常
可能原因:(1)定子繞組連接錯誤,局部短路或接地,造成三相電流不平衡而引起噪音;(2)軸承內部有異物或嚴重缺油。
處理方法:(1)分別檢查,對癥下藥;(2)清洗軸承后更換新油為軸承室的1/2-1/3。
(七)電動機振動
可能原因:(1)電動機安裝基礎不平;(2)電動機轉子不平衡;(3)皮帶輪或聯軸器不平衡;(4)轉軸軸頭彎曲或皮帶輪偏心;(5)電動機風扇不平衡。
處理方法:(1)將電動機底座墊平,時機找水平后固牢;(2)轉子校靜平衡或動平衡;(3)進行皮帶輪或聯軸器校平衡;(4)校直轉軸,將皮帶輪找正后鑲套重車;(5)對風扇校靜。
二、電動機機械常見故障的分析和處理
(一)定、轉子鐵芯故障檢修
定、轉子都是由相互絕緣的硅鋼片疊成,是電動機的磁路部分。定、轉子鐵芯的損壞和變形主要由以下幾個方面原因造成。
(1)軸承過度磨損或裝配不良,造成定、轉子相擦,使鐵芯表面損傷,進而造成硅鋼片間短路,電動機鐵損增加,使電動機溫升過高,這時應用細銼等工具去除毛刺,消除硅鋼片短接,清除干凈后涂上絕緣漆,并加熱烘干。
(2)拆除舊繞組時用力過大,使倒槽歪斜向外張開。此時應用小嘴鉗、木榔頭等工具予以修整,使齒槽復位,并在不好復位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質絕緣材料。
(3)因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕,此時需用砂紙打磨干凈,清理后涂上絕緣漆。
(4)因繞組接地產生高熱燒毀鐵芯或齒部。可用鑿子或刮刀等工具將熔積物剔除干凈,涂上絕緣溱烘干。
(5)鐵芯與機座間結合松動,可擰緊原有定位螺釘。若定位螺釘失效,可在機座上重鉆定位孔并攻絲,旋緊定位螺釘。
(二)軸承故障檢修
轉軸通過軸承支撐轉動,是負載最重的部分,又是容易磨損的部件。
(1)故障檢查
運行中檢查:滾動軸承缺油時,會聽到骨碌骨碌的聲音,若聽到不連續的梗梗聲,可能是軸承鋼圈破裂。軸承內混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時,會產生輕微的雜音。
拆卸后檢查:先察看軸承滾動體、內外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等,然后用手捏住軸承內圈,并使軸承擺平,另一只手用力推外鋼圈,如果軸承良好,外鋼圈應轉動平穩,轉動中無振動和明顯的卡滯現象,停轉后外鋼圈沒有倒退現象,否則說明軸承已不能再用了。左手卡住外圈,右手捏住內鋼圈,用力向各個方向推動,如果推動時感到很松,就是磨損嚴重。
(2)故障修理
軸承外表面上的銹斑可用00號砂紙擦除,然后放入汽油中清洗;或軸承有裂紋、內外圈碎裂或軸承過度磨損時,應更換新軸承。更換新軸承時,要選用與原來型號相同的軸承。
(三)轉軸故障檢修
(1)軸彎曲
若彎曲不大,可通過磨光軸徑、滑環的方法進行修復;若彎曲超過0.2mm,可將軸放于壓力機下,在拍彎曲處加壓矯正,矯正后的軸表面用車床切削磨光;如彎曲過大則需另換新軸。
(2)軸頸磨損
軸頸磨損不大時,可在軸頸上鍍一層鉻,再磨削至需要尺寸;磨損較多時,可在軸頸上進行堆焊,再到車床上切削磨光;如果軸頸磨損過大時,也在軸頸上車削2-3mm,再車一套筒趁熱套在軸頸上,然后車削到所需尺寸。
(3)軸裂紋或斷裂
軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10%-15%,縱向裂紋不超過軸長的10%時,可用堆焊法補救,然后再精車至所需尺寸。若軸的裂紋較嚴重,就需要更換新軸。
一、數控系統的構成與特點
控制系統主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸入/輸出接口等組成。最新一代的數控系統還包括一個通訊單元,它可完成CNC、PLC的內部數據通訊和外部高次網絡的連接。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數控系統的主要特點是:可靠性要求高:因為一旦數控系統發生故障,即造成巨大經濟損失;有較高的環境適應能力,因為數控系統一般為工業控制機,其工作環境為車間環境,要求它具有在震動,高溫,潮濕以及各種工業干擾源的環境條件下工作的能力;接口電路復雜,數控系統要與各種數控設備及外部設備相配套,要隨時處理生產過程中的各種情況,適應設備的各種工藝要求,因而接口電路復雜,而且工作頻繁。
二、數控系統的常見故障分析
根據數控系統的構成,工作原理和特點,我們將常見的故障部位及故障現象分析如下:
位置環。這是數控系統發出控制指令,并與位置檢測系統的反饋值相比較,進一步完成控制任務的關鍵環節。它具有很高的工作頻度,并與外設相聯接,所以容易發生故障。
常見的故障有:①位控環報警:可能是測量回路開路;測量系統損壞,位控單元內部損壞。②不發指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故障;測量元件損壞。③測量元件故障,一般表現為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產生報警可能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。
伺服驅動系統。伺服驅動系統與電源電網,機械系統等相關聯,而且在工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態,因而這也是故障較多的部分。
其主要故障有:①系統損壞。一般由于網絡電壓波動太大,或電壓沖擊造成。我國大部分地區電網質量不好,會給機床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,如無專門的電壓監控儀,則很難測到,在查找故障原因時,要加以注意,還有一些是由于特殊原因造成的損壞。如華北某廠由于雷擊中工廠變電站并竄入電網而造成多臺機床伺服系統損壞。②無控制指令,而電機高速運轉。這種故障的原因是速度環開環或正反饋。如在東北某廠,引進的西德WOTAN公司轉子銑床在調試中,機床X軸在無指令的情況下,高速運轉,經分析我們認為是正反饋造成的。因為系統零點漂移,在正反饋情況下,就會迅速累加使電機在高速下運轉,而我們按標簽檢查線路后完全正確,機床廠技術人員認為不可能接錯,在充分分析與檢測后我們將反饋線反接,結果機床運轉正常。機床廠技術人員不得不承認德方工作失誤。還有一例子,我們在天津某廠培訓講學時,應廠方要求對他們廠一臺自進廠后一直無法正常工作的精密磨床進行維修,其故障是:機床一啟動電機就運轉,而且越來越快,直至最高轉速。我們分析認為是由于速度環開路,系統漂移無法抑制造成。經檢查其原因是速度反饋線接到了地線上造成。③加工時工件表面達不到要求,走圓弧插補軸換向時出現凸臺,或電機低速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統調整不當,各軸增益系統不相等或與電機匹配不合適引起,解決辦法是進行最佳化調節。④保險燒斷,或電機過熱,以至燒壞,這類故障一般是機械負載過大或卡死。
電源部分。電源是維持系統正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。一般在歐美國家,這類問題比較少,在設計上這方面的因素考慮的不多,但在中國由于電源波動較大,質量差,還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等)。這些原因可造成電源故障監控或損壞。另外,數控系統部分運行數據,設定數據以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內,系統斷電后,靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而,停機時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數據丟失,使系統不能運行。可編程序控制器邏輯接口。數控系統的邏輯控制,如刀庫管理,液壓啟動等,主要由PLC來實現,要完成這些控制就必須采集各控制點的狀態信息,如斷電器,伺服閥,指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號源和執行元件相連接,變化頻繁,所以發生故障的可能性就比較多,而且故障類型亦千變萬化。
其他。由于環境條件,如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當,參數設定不當,亦可能造成停機或故障。有一工廠的數控設備,開機后不久便失去數控準備好信號,系統無法工作,經檢查發現機體溫度很高,原因是通氣過濾網已堵死,引起溫度傳感器動作,更換濾網后,系統正常工作。不按操作規程拔插線路板,或無靜電防護措施等,都可能造成停機故障甚至毀壞系統。
一般在數控系統的設計、使用和維修中,必須考慮對經常出現故障的部位給予報警,報警電路工作后,一方面在屏幕或操作面板上給出報警信息,另一方面發出保護性中斷指令,使系統停止工作,以便查清故障和進行維修。
三、故障排除方法
初始化復位法一般情況下,由于瞬時故障引起的系統報警,可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障,若系統工作存貯區由于掉電,拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進行初始化清除,清除前應注意作好數據拷貝記錄,若初始化后故障仍無法排除,則進行硬件診斷。
參數更改,程序更正法系統參數是確定系統功能的依據,參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。例如,在哈爾濱某廠轉子銑床上采用了測量循環系統,這一功能要求有一個背景存貯器,調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定,經設定后該功能正常。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機,對此可以采用系統的塊搜索功能進行檢查,改正所有錯誤,以確保其正常運行。
調節,最佳化調整法調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節,修正系統故障。如某軍工廠維修中,其系統顯示器畫面混亂,經調節后正常。在山東某廠,其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑,原因是其主軸負載轉矩大,而驅動裝置的斜升時間設定過小,經調節后正常。
原因及處理方法如下:
(1)原動機或電源不正常。處理方法是檢查電源和原動機情況。
(2)泵卡住。處理方法是用手盤動聯軸器檢查,必要時解體檢查,消除動靜部分故障。
(3)填料壓得太緊。處理方法是放松填料。
(4)排出閥未關。處理方法是關閉排出閥,重新啟動。
(5)平衡管不通暢。處理方法是疏通平衡管。
2.泵不排液
原因及處理方法如下:
(1)灌泵不足(或泵內氣體未排完)。處理方法是重新灌泵。
(2)泵轉向不對。處理方法是檢查旋轉方向。
(3)泵轉速太低。處理方法是檢查轉速,提高轉速。
(4)濾網堵塞,底閥不靈。處理方法是檢查濾網,消除雜物。
(5)吸上高度太高,或吸液槽出現真空。處理方法是減低吸上高度;檢查吸液槽壓力。
3.泵排液后中斷
原因及處理方法如下:
(1)吸入管路漏氣。處理方法是檢查吸入側管道連接處及填料函密封情況。
(2)灌泵時吸入側氣體未排完。處理方法是要求重新灌泵。
(3)吸入側突然被異物堵住。處理方法是停泵處理異物。
(4)吸入大量氣體。處理方法是檢查吸入口有否旋渦,淹沒深度是否太淺。
4.流量不足
原因及處理方法如下:
(1)同2.2,2.3。處理方法是采取相應措施。
(2)系統靜揚程增加。處理方法是檢查液體高度和系統壓力。
(3)阻力損失增加。處理方法是檢查管路及止逆閥等障礙。
(4)殼體和葉輪耐磨環磨損過大。處理方法是更換或修理耐磨環及葉輪。
(5)其他部位漏液。處理方法是檢查軸封等部位。
(6)泵葉輪堵塞、磨損、腐蝕。處理方法是清洗、檢查、調換。
5.揚程不夠
原因及處理方法如下:
(1)同2.2的(1),(2),(3),(4),2.3的(1),2.4的(6)。處理方法是采取相應措施。
(2)葉輪裝反(雙吸輪)。處理方法是檢查葉輪。
(3)液體密度、粘度與設計條件不符。處理方法是檢查液體的物理性質。
(4)操作時流量太大。處理方法是減少流量。
6.運行中功耗大
原因及處理方法如下:
(1)葉輪與耐磨環、葉輪與殼有磨檫。處理方法是檢查并修理。
(2)同2.5的(4)項。處理方法是減少流量。
(3)液體密度增加。處理方法是檢查液體密度。
(4)填料壓得太緊或干磨擦。處理方法是放松填料,檢查水封管。
(5)軸承損壞。處理方法是檢查修理或更換軸承。
(6)轉速過高。處理方法是檢查驅動機和電源。
(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。
(8)軸向力平衡裝置失敗。處理方法是檢查平衡孔,回水管是否堵塞。
(9)聯軸器對中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對中情況和調整軸向間隙。
7.泵振動或異常聲響
原因及處理方法如下:
(1)同2.3的(4),2.6的(5),(7),(9)項。處理方法是采取相應措施。
(2)振動頻率為0~40%工作轉速。過大的軸承間隙,軸瓦松動,油內有雜質,油質(粘度、溫度)不良,因空氣或工藝液體使油起泡,不良,軸承損壞。處理方法是檢查后,采取相應措施,如調整軸承間隙,清除油中雜質,更換新油。
(3)振動頻率為60%~100%工作轉速。有關軸承問題同(2),或者是密封間隙過大,護圈松動,密封磨損。處理方法是檢查、調整或更換密封。
(4)振動頻率為2倍工作轉速。不對中,聯軸器松動,密封裝置摩擦,殼體變形,軸承損壞,支承共振,推力軸承損壞,軸彎曲,不良的配合。處理方法是檢查,采取相應措施,修理、調整或更換。
(5)振動頻率為n倍工作轉速。壓力脈動,不對中心,殼體變形,密封摩擦,支座或基礎共振,管路、機器共振,處理方法是同(4),加固基礎或管路。
(6)振動頻率非常高。軸磨擦,密封、軸承、不精密、軸承抖動,不良的收縮配合等。處理方法同(4)。
8.軸承發熱
原因及處理方法如下:
(1)軸承瓦塊刮研不合要求。處理方法是重新修理軸承瓦塊或更換。
(2)軸承間隙過小。處理方法是重新調整軸承間隙或刮研。
(3)油量不足,油質不良。處理方法是增加油量或更換油。
(4)軸承裝配不良。處理方法是按要求檢查軸承裝配情況,消除不合要求因素。
(5)冷卻水斷路。處理方法是檢查、修理。
(6)軸承磨損或松動。處理方法是修理軸承或報廢。若松協,復緊有關螺栓。
(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。
(8)甩油環變形,甩油環不能轉動,帶不上油。處理方法是更新甩油環。
(9)聯軸器對中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對中情況和調整軸向間隙。
9.軸封發熱
原因及處理方法如下:
(1)填料壓得太緊或磨擦。處理方法是放松填料,檢查水封管。
(2)水封圈與水封管錯位。處理方法是重新檢查對準。
(3)沖洗、冷卻不良。處理方法是檢查沖洗冷卻循環管。
(4)機械密封有故障。處理方法是檢查機械密封。
10.轉子竄動大
原因及處理方法如下:
(1)操作不當,運行工況遠離泵的設計工況。處理方法:嚴格操作,使泵始終在設計工況附近運行。
(2)平衡不通暢。處理方法是疏通平衡管。
(3)平衡盤及平衡盤座材質不合要求。處理方法是更換材質符合要求的平衡盤及平衡盤座。
11.發生水擊
原因及處理方法如下:
(1)由于突然停電,造成系統壓力波動,出現排出系統負壓,溶于液體中的氣泡逸出使泵或管道內存在氣體。處理方法是將氣體排凈。
(2)高壓液柱由于突然停電迅猛倒灌,沖擊在泵出口單向閥閥板上。處理方法是對泵的不合理排出系統的管道、管道附件的布置進行改造。
(3)出口管道的閥門關閉過快。處理方法是慢慢關閉閥門。
2、故障預防措施
1、保證離心泵的良好。
2、加強易損件的維護。
3、流量變化平緩,一般不做快速大幅度調整。
4、嚴格執行操作規程,杜絕違章操作和野蠻操作。
5、做好狀態監測,發現問題及時分析處理。
6、定期清理泵入口過濾器。
3、結束語
離心泵的故障產生原因可能是多方面的,但絕大多數與技術管理水平、安裝、保養、操作人員的素質及重視程度有關。若能充分重視,則能夠將離心泵的修理平均間隔時間延長,使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。
參考文獻:
1電氣設備維修的十項原則
(1)先動口再動手:對于有故障的電氣設備,不應急于動手,應先詢問產生故障的前后經過及故障現象。對于生疏的設備,還應先熟悉電路原理和結構特點,遵守相應規則。拆卸前要充分熟悉每個電氣部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關系,在沒有組裝圖的情況下,應一邊拆卸,一邊畫草圖,并記上標記。
(2)先外部后內部:應先檢查設備有無明顯裂痕、缺損,了解其維修史、使用年限等,然后再對機內進行檢查。拆前應排除周邊的故障因素,確定為機內故障后才能拆卸,否則,盲目拆卸,可能將設備越修越壞。
(3)機械后電氣:只有在確定機械零件無故障后,再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時,應利用檢測儀器尋找故障部位,確認無接觸不良故障后,再有針對性地查看線路與機械的運作關系,以免誤判。
(4)先靜態后動態:在設備未通電時,判斷電氣設備按鈕、接觸器、熱繼電器以及保險絲的好壞,從而判定故障的所在。通電試驗,聽其聲、測參數、判斷故障,最后進行維修。如在電動機缺相時,若測量三相電壓值無法著判別時,就應該聽其聲,單獨測每相對地電壓,方可判斷哪一相缺損。
(5)先清潔后維修:對污染較重的電氣設備,先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔,檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導電塵塊引起的。
(6)先電源后設備:電源部分的故障率在整個故障設備中占的比例很高,所以先檢修電源往往可以事半功倍。
(7)先普遍后特殊:因裝配配件質量或其他設備故障而引起的故障,一般占常見故障的50%左右。電氣設備的特殊故障多為軟故障,要靠經驗和儀表來測量和維修。
(8)先后內部:先不要急于更換損壞的電氣部件,在確認設備電路正常時,再考慮更換損壞的電氣部件。
(9)先直流后交流:檢修時,必須先檢查直流回路靜態工作點,再交流回路動態工作點。
(10)先故障后調試:對于調試和故障并存的電氣設備,應先排除故障,再進行調試,調試必須在電氣線路速的前提下進行。
2檢查方法和操作實踐
(1)直觀法直觀法是根據電器故障的外部表現,通過看、聞、聽等手段,檢查、判斷故障的方法:①檢查步驟:調查情況:向操作者和故障在場人員詢問情況,包括故障外部表現、大致部位、發生故障時環境情況。如有無異常氣體、明火、熱源是否靠近電器、有無腐蝕性氣體侵入、有無漏水,是否有人修理過,修理的內容等等。初步檢查:根據調查的情況,看有關電器外部有無損壞、連線有無斷路、松動,絕緣有無燒焦,螺旋熔斷器的熔斷指示器是否跳出,電器有無進水、油垢,開關位置是否正確等。試車,通過初步檢查,確認有會使故障進一步擴大和造成人身、設備事故后,可進一步試車檢查,試車中要注意有無嚴重跳火、異常氣味、異常聲音等現象,一經發現應立即停車,切斷電源。注意檢查電器的溫升及電器的動作程序是否符合電氣設備原理圖的要求,從而發現故障部位。②檢查方法:觀察火花,電器的觸點在閉合、分斷電路或導線線頭松動時會產生火花,因此可以根據火花的有無、大小等現象來檢查電器故障。例如,正常緊固的導線與螺釘間發現有火花時,說明線頭松動或接觸不良。電器的觸點在閉合、分斷電路時跳火說明電路通,不跳火說明電路不通。控制電動機的接觸器主觸點兩相有火花、一相無火花時,表明無火花的一相觸點接觸不良或這一相電路斷路;三相中兩相的火花比正常大,別一相比正常小,可初步判斷為電動機相間短路或接地;三相火花都比正常大,可能是電動機過載或機械部分卡住。在輔助電路中,接觸器線圈電路通電后,銜鐵不吸合,要分清是電路斷路還是接觸器機械部分卡住造成的。可按一下啟動按鈕,如按鈕常開觸點閉合位置斷開時有輕微的火花,說明電路通路,故障在接觸器的機械部分;如觸點間無火花,說明電路是斷路。動作程序:電器的動作程序應符合電氣說明書和圖紙的要求。如某一電路上的電器動作過早、過晚或不動作,說明該電路或電器有故障。另外,還可以根據電器發出的聲音、溫度、壓力、氣味等分析判斷故障。運用直觀法,不但可以確定簡單的故障,還可以把較復雜的故障縮小到較小的范圍。
(2)測量電壓法測量電壓法是根據電器的供電方式,測量各點的電壓值與電流值并與正常值比較。具體可分為分階測量法、分段測量法和點測法。
(3)測電阻法可分為分階測量法和分段測量法。這兩種方法適用于開關、電器分布距離較大的電氣設備。
執行器長期工作在生產現場,直接與各種工藝介質接觸,在檢查維護、測試及運行過程中經常出現執行機構中的推桿動作遲鈍或無法動作的故障,須認真檢查執行機構中滾動膜片,墊片是否老化、破裂,因為膜片的老化或破裂會導致標準壓力信號的泄氣,使與其相連接的推桿動作遲緩或不動作。
1.2測試運行過程中回差比較大
執行器的回差是指在同一輸入信號上所測得的正、反行程的最大差值。回差一般情況下是由于儀表本身機械零部件松動或執行機械中推桿彎曲引起的,這時需要認真檢查與推桿相連接的壓縮彈簧有無損傷,同時觀測推桿是否變形彎曲、劃傷,上、下閥座連接螺栓有無異常現象,是否對稱,特別是用纏繞熱片密封的調節閥更應該注意這些方面的問題,有時回差過大也與密封填料壓得太緊有關,應及時作相應的調整。
1.3流體泄漏
1.3.1閥桿長短選擇不合適泄漏氣開閥是指有壓力信號時閥開的執行器。反之為氣關閥。它們是由執行機構的正、反作用和調節閥的正、反作用組合而成。氣開閥如圖1中的(a)、(b),氣關閥如圖1中的(c)、(d)所示。
當執行機構中的膜片接受到標準氣壓信號時如果閥桿太長或太短,閥桿向上(或向下)移動距離不夠,就造成了閥芯和閥座之間的間隙,使其不能很充分接觸,導致調節閥關不嚴而發生內漏現象。
1.3.2填料泄漏在執行器內部存在有多處密封
裝置,密封面的損傷,閥桿連接處彈簧被腐蝕或失去彈性以及閥座與閥體連接螺紋松動,都是造成泄漏的主要因素,填料裝入填料函后,經壓蓋對其施加軸向壓力,由于填料的可塑性,使其產生徑向的壓力與閥桿緊密接觸。調節閥在使用過程中,閥桿與填料之間存在著頻繁軸向運動,同時伴隨著高溫、高壓和滲透性強的流體介質及填料自身老化等因素的影響,就會使填料界面發生泄漏,對于紡織填料還會出現滲漏現象(即壓力介質沿著填料纖維之間的微小縫隙向外泄漏的現象)。
1.3.3閥芯、閥座變形泄漏閥芯、閥座泄漏的主要原因是由于調節閥生產過程中鑄造、鍛造缺陷造少戊的,細小的砂眼、局部的磨損都會導致沖刷腐蝕速度的加快。在調節閥中腐蝕主要以浸蝕和氣蝕為主,它們都是由于流體介質在閥體內的流動所引起。當強酸、強堿等腐蝕性介質在通過閥體時,會對閥芯,閥座產生沖刷腐蝕,導致閥芯變形與閥座不配套,產生間隙而發生泄漏。
1.4卡堵
執行器的調節機構發生卡堵,主要是由于管道中的硬渣在節流口、閥芯與閥座之間的導向面部位、下閥蓋平衡孔內造成堵塞,使閥芯動作遲鈍或只能上不能下,導致不能動作或動作過頭的現象,常發生于新投運系統和大修后投運初期。
1.5振蕩和噪聲
當調節閥的流通能力選取值過大時,造成調節閥前后壓力比較大,當調節閥的彈簧鋼度不足時,就產生閥體的振蕩。當流體流經調節閥,如前后壓差過大就會產生針對閥芯、閥座等零部件的氣蝕現象,使流體產生噪聲。這些現象的產生都會影響執行器平穩運行。
2執行器故障的處理方法
從以上執行器出現的故障原因分析來看,對于氣動執行器在運行過程中或檢修時應重點檢查下列部位:閥芯、閥桿、閥座、閥體、內壁、膜片和彈簧、密封填料,針對這些部位出現的各種問題采用適當的方法予以處理。
(1)閥芯長期受介質沖蝕,可能會出現腐蝕、磨損損壞嚴重時應進行更換。
(2)檢查閥桿表面有無刻痕,是否光滑、彎曲,若損壞過多或直徑過細應及時更換。
(3)檢查閥座錐形密合面的損壞程度,然后檢查閥座的螺紋內表面有無因受腐蝕而使閥座松動,損壞程度較輕可經修理后繼續使用,否則應更換。
(4)在高壓差和腐蝕介質的情況下,閥體內壁出現缺陷或剝損時,應及時補焊修理。
(5)檢查膜片和密封圈有無老化、破裂、壓縮彈簧有無損傷,如果發現問題要及時更換。
(6)采用石棉繩填料的,應檢查有無干涸,要常注油;采用聚四氟乙烯填料時,應檢查有無老化和接觸面損壞,如發現問題應及時更換,為了有效地保護閥桿填料函的密封,保證填料密封的可靠性和長期性,填料可以選用氣密性好、摩擦力小的柔性石墨。
(7)對振蕩和噪聲可以通過調整彈簧鋼度,更換節流元件,減小閥內可動零件導向間隙,改變流動方向,限制閥座前后壓差,合理選用閥體結構來消除。
3結語
通過對執行器常見故障的分析,有針對性地采取合適的維修方法,將會大大延長執行器的使用壽命,降低自動化儀表的故障率,有效提高調節系統的質量水平,確保自動調節裝置長周期、高效率的運行。
參考文獻
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[2]梁雪萍.調節閥故障原因分析及處理方法[J].化工自動化及不義表,2000,27(5):63-64.
步進梁液壓系統原理如圖1所示,上升時,HSV/20換向閥得電換向,壓力油經過閥芯20、閥芯11進入液壓缸無桿腔,有桿腔的油打開閥芯17接回油箱,液壓缸上升。下降時,HSV/21換向閥得電換向,壓力油經過閥芯18進入液壓缸有桿腔,同時壓力油經HSV/21閥推動液控換向閥15換向,無桿腔的油經閥芯13接回油箱,液壓缸下降。
(2)步進梁液壓系統在應用過程中出現的問題
酸軋聯機生產以后,軋機出口步進梁在1號梁體上連續放4~5個大卷(16~18T)時不能下降,這個現象較集中和頻繁,平均每個班有2次,每次處理時間都在2~5分鐘左右,制約了機組的正常生產節奏。維護人員只有安排專人在現場捅閥維持生產:在不能下降時,手動捅一下上升的換向閥(HSV/20)后,步進梁就可以下降;這種辦法既不安全,又大大增加了勞動強度。
2原因分析
經過現場檢測,在不能下降時,MP32A、MP1測壓頭的壓力為50~70bar,MP32B測壓頭的壓力為70bar,判斷液控換向閥存在問題。液控換向閥型號4WH6GA5X,因為與液壓回路的功能要求相反(見圖一,參照附圖1),設計制造方在液控換向閥與閥塊間增加了一個液壓油路轉換塊(原理見圖二),轉換塊上下疊加面油口布置圖見圖三,液控換向閥組等效液壓原理圖見圖四。
當液控換向閥的T口經油路轉換塊接到A口(見附圖1的A口)時,液控換向閥組的工作原理如下(參見附圖1及液控閥組原理圖),當步進梁升起后,無桿腔壓力保持在50~70bar,同時這個壓力作用在液控換向閥閥芯的兩端;當下降換向閥HSV/21得電時,“a”口的壓力油(70bar)作用在液控換向閥的先導活塞的左側,但由于先導活塞的右側有(50~70bar)壓力,先導活塞輸出的作用力為左右兩側的壓力差和面積的乘積。步進梁上的卷重越大,作用在先導活塞右側的壓力就越大,先導活塞輸出的作用力就越小,當這個作用力不能克服閥芯左側的彈簧力時,閥芯就不能向左移動或移動量沒有達到要求的移動量,不能實現完全換向,即“P”、“T”油口不能連通,插裝閥芯13上腔的壓力油不能接回油箱瀉壓,所以不能向上移動接通油路,步進梁就不能下降。但因為“a”口的壓力油有一個速度(沖擊),完成換向的可能性較大。
經過分析確認,步進梁升降控制存在設計制造缺陷,以前產量不大時未能完全暴露出來;今年以來,隨著酸軋機組產量的迅速提高,該缺陷明顯暴露出來,成為制約機組生產的重要條件,必須進行改進。
3改造措施
根據液壓回路的原理和備件情況,推薦如下幾個方案。
方案一:更換步進梁升降控制閥塊
原酸洗入、出口步進梁升降閥塊工作液壓原理及控制與現有閥塊完全相同,可以進行替換(原閥組有備件);也可以并聯工作,分別控制兩段步進梁,以保持兩段步進梁升降速度受控,并可以轉換為一個閥組控制兩段步進梁。
方案二:采用新的轉換塊及液控換向閥
轉換塊:利用現有雙單向節流閥加工或新作,通斷情況如圖五所示,A口開口可調節。
液控換向閥:采用液控換向閥型號為4WH6C5X,有備件或現場可以組裝。
改造后液控閥組等效原理圖見圖六。
方案一實施需停機時間長,且原酸洗下機閥臺部分元件損壞,不能立即施工。考慮問題的緊迫性,決定采用方案二,完全避免在下降時在MP32A和MP1點(見附圖1)處產生壓力,液壓回路工作穩定。
方案二所需的備件、資材我廠均有,加工難度不大;設備安裝、調試時間較短,利用一次定修就可以完成。
4結束語
改造后原理圖見附圖2。軋機出口步進梁升降控制改造以后,一個月內未出現一起步進梁不能下降的故障;步進梁承載能力明顯加強,能夠在步進梁1、2號梁體上連續放滿鋼卷的情況下正常升降,完全達到了改造的目的。改造徹底消除了步進梁不能正常下降的故障,使步進梁運行更加穩定、受控,滿足了機組正常生產的需要。
附:附圖一軋機出口步進梁升降控制液壓原理圖
附圖二軋機出口步進梁升降控制液壓原理改造圖
參考文獻:
[1]雷天覺.新編液壓工程手冊(上、下冊)[M].北京:北京理工大學出版社,1998.
1.引言
變頻器作為一種高效節能的電機調速裝置,因其較高的性能價格比,在工廠得到了越來越廣泛的應用。眾所周知,變頻器是由整流電路、濾波電路、逆變電路組成。其中整流電路和逆變電路中均使用了半導體開關元件,在控制上則采用的是PWM控制方式,這就決定了變頻器的輸入、輸出電壓和電流除了基波之外,還含有許多的高次諧波成分。這些高次諧波成分將會引起電網電壓波形的畸變,產生無線電干擾電波,它們對周邊的設備、包括變頻器的驅動對象--電動機帶來不良的影響。同時由于變頻器的使用,電網電源電壓中會產生高次諧波的成分,電網電源內有晶閘管整流設備工作時,會引導電源波形產生畸形。另外,由于遭受雷擊或電源變壓器的開閉,電功率用電器的開閉等,產生的浪涌電壓,也將使電源波形畸變,這種波形畸變的電網電源給變頻器供電時,又將對變頻器產生不良影響。文章對于上述現象進行了分析并提出了降低這些不良影響的措施。
2.外界對變頻器的干擾
供電電源對變頻器的干擾主要有過壓、欠壓、瞬時掉電;浪涌、跌落;尖峰電壓脈沖;射頻干擾。變頻器的供電電源受到來自被污染的交流電網的諧波干擾后若不加處理,電網噪聲就會通過電網的電源電路干擾變頻器。變頻器的輸入電路側,是將交流電壓變成直流電壓。這就是常稱為"電網污染"的整流電路。由于這個直流電壓是在被濾波電容平滑之后輸出給后續電路的,電源供給變頻器的實際上是濾波電容的充電電流,這就使輸入電壓波形產生畸變。
(1)電網中存在各種整流設備、交直流互換設備、電子電壓調整設備,非線性負載及照明設備等大量諧波源
電源網絡內有這些負荷都使電網中的電壓、電流產生波形畸變,從而對電網中其它設備產生危害的干擾。例如:當供電網絡內有較大容量的晶閘管換流設備時,因晶閘管總是在每相半周期內的部分時間內導通,故容易使網絡電壓出現凹口,波形嚴重失真。它使變頻器輸入側的整流電路有可能因出現較大的反向回復電壓而受到損害,從而導致輸入回路擊穿而燒毀。
(2)電力補償電容對變頻器的干擾
電力部門對用電單位的功率因數有一定的要求,為此,許多用戶都在變電所采用集中電容補償的方法來提高功率因數。在補償電容投入或切出的暫態過程中,網絡電壓有可能出現很高的峰值,其結果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。
(3)電源輻射傳播的干擾信號
電磁干擾(EMI),是外部噪聲和無用信號在接收中所造成的電磁干擾,通常是通過電路傳導和以場的形式傳播的[2]即以電磁波方式向空中幅射,其輻射場強取決于干擾源的電流強度、裝置的等效輻射阻抗以及干擾源的發射頻率。
對于(1)、(2)兩項產生的干擾抑制可以在變頻器輸入電路中,串入交流電抗器,它對于基波頻率下的阻抗是微不足道的。但對于頻率較高的高頻干擾信號來說,呈現很高的阻抗,能有效地抑制干擾的作用。對于(3)項的干擾信號主要通過吸收方式來削弱。變頻器電源輸入端,通常都加有吸收電容。也可以再加上專用的"無線電干擾濾器",來進一步削弱干擾信號。
3.變頻器對周邊設備的干擾及對策
上面已經講過變頻器能使輸入電源電壓產生高次諧波。同時,變頻器的輸出電壓和電流除了基波之外,還含有許多高次諧波的成分,它們將以各種方式把自己的能量傳播出去,這些高次諧波對周圍設備帶來不良的影響。其中,供電電源的畸變,使處于同一供電電源的其他設備出現誤動作,過熱、噪聲和振動;產生的無線干擾電波給變頻器周圍的電視機、收音機、手機等無線電接收裝置帶來干擾,嚴重時不能正常工作;對變頻器的外部控制信號產生干擾,這些控制信號受干擾后,就不能準確、正常地控制變頻器運行,使被變頻器驅動的電動機產生噪音,振動和發熱現象。
(1)對接在同一電源設備帶來的干擾
當變頻器的容量較大時,將使網絡電壓產生畸變,通過阻抗耦合或接地回路耦合將干擾傳入其它電路。消除或削弱對接在同一電源的設備帶來的干擾,可以將變頻器的輸入端串入交流電抗器,在變頻器的整流側插入直流電抗器。也可以在變頻器電源輸入端插入濾波器,如下圖1所示:
LC濾波器是被動濾波器,它由電抗和電容組成對高次諧波的共振回路,從而達到吸收高次諧波的目的。有源濾波器的工作原理是:通過對電流中高次諧波進行檢測,并根據檢測結果,輸入與高次諧波成分相位相反的電流來削弱高次諧波的目的。
(2)對于產生的無線電干擾波
目前,變頻器絕大部分是采用PWM控制方法。變頻器輸出信號是高頻的開關信號,在變頻器的輸出電壓、輸出電流中含有高次諧波,通過靜電感應和電磁感應,產生無線電干擾波。這些干擾波有的通過電線傳導,有些輻射至空中的電磁波和電場直接輻射。而輻射場中的金屬物體還可能形成二次輻射。同樣,變頻器外部的輻射也會干擾變頻器的正常工作。
電線傳導的無線電干擾波的抑制,可以采用噪聲濾波變壓器,對高次諧波形成絕緣;插入電抗器,以提高對高次諧波成分的阻抗,在變頻器的輸入端插入濾波器。
輻射無線電干擾波的抑制,較傳導無線電干擾波要困難一些。這種無線電干擾的大小,決定于安裝變頻器設備本身的結構,和電動機電纜線長短等許多因素有關。可以盡量縮短電動機電線,電線采用雙絞措施,減少阻抗;變頻器輸入、輸出線裝入鐵管屏蔽;將變頻器機殼良好地接;變頻器輸入、輸出端串接電抗器,插入濾波器。
(3)對于產生的噪聲干擾
由于變頻器采用了PWM控制方式,變頻器的輸出電壓波形不是正弦波,通過電動機的電流也難免含有許多諧波。變頻器輸出的諧波頻率與轉子固有頻率的共振,在轉子固有頻率附近的噪聲增大,變頻器輸出的諧波分量使鐵心、機殼、軸架等諧波在其固有頻率附近的噪聲增大。因此,利用變頻器對電動機進行調速控制時,電動機繞組和鐵芯由于諧波的成分而產生噪聲。
下圖2是電動機采用變頻器驅動和采用電網電源直接驅動時的噪音比較。通常,采用變頻器對電動機進行驅動時,電動機產生的噪音要比電網電源直接驅動產生的噪音高出5~10dB。
對于噪音的抑制可以采取的措施為:
①選用以IGBT等為逆變模塊的載波頻率較高的低噪音變頻器。選用變頻器專用電動機,在變頻器與電動機之間串入電抗器,以減少PWM控制方式產生的高次諧波。
②在變頻器與電動機之間插入可以將輸出波形轉換成正弦波的濾波器。
③選用低噪音的電抗器。
(4)對于產生的振動干擾
采用變頻器對電動機進行調速控制時,同噪音相同的原因,會使電動機產生振動。特別是較低階的高次諧波所產生的脈動轉矩,給電動機的轉矩輸出帶來較大的振動。若機械系統與這種振動發生共振時,其振動就更為嚴重。
通常可以采取以下措施減小振動:
①強化機械結構的剛性,將剛性連接改為強性連接。
②在變頻器與電動機之間串入電抗器
③降低變頻器的輸出壓頻比。
④改變變頻器的載波頻率。
在變頻器對電動機進行調速過程中,如果調速范圍較大時,應先測到機械系統的共振頻率,然后利用變頻器的頻率跳躍功能,避開這些共振頻率。如果轉距有余量,可以將U/f給定小些。
(5)對于導致控制部件電動機過熱的干擾
采用變頻器對電動機進行調速控制,由于高次諧波的原因,即使是對同一電動機,在同一頻率下運行,電動機也將增加5%~10%的電流。電動機溫度自然會提高。此外,普通電動機的冷卻風扇安裝在電動機軸上的,在連續進行低速運行時,由于自身的冷卻風扇的冷卻能力不足,而出現電動機過熱現象。
電動機過熱的對策有以下幾種:
①為電動機另配冷卻風扇,改自冷式為他冷式。增加低速運行時的冷卻能力。
②選用較大容量的電動機。
③改用變頻器專用電動機。
④改變調速方案,避免電動機連續低速運行。
隨著工廠電氣自動化程度的提高,各種干擾也日益增多,只有對變頻器的干擾問題有深入的認識,并采取相應的處理措施,才能夠減少彼此之間的相互危害,更大程度的確保生產的正常進行和設備的穩定。
2故障檢查
2.1變壓器的外部檢查
(1)檢查油枕內和充油套管內油面的高度,發現油位正常,封閉處無滲漏油現象;
(2)檢查變壓器的響聲,發現噪音稍大,但未有異常聲音出現;
(3)檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶,未發現有破損裂紋及放電燒傷痕跡;
(4)檢查一、二次母線,接頭接觸良好,不過熱,外殼接地良好;
(5)檢查呼吸器,氣路暢通,硅膠的顏色為淡紅色,吸潮未達到飽和。
2.2變壓器負荷檢查
(1)用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流,A相:IA=160.8A;B相:IB=55.8A;C相:IC=5.7A。
(2)故障發生時,用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區域的溫度,溫度為55℃左右,一分鐘溫升超過5℃。
2.3氣相色譜分析檢查
采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查,結果見表1。
本體油瓦斯油瓦斯氣
氫11091710373350
氧211652119021345
一氧化碳21016528235
二氧化碳53011458570
甲烷309.53284.512659
乙烷38.5947.56592
乙烯535.511309.514516
乙炔380.339860.020725.0
總烴1264.019528.054492.0
表1油樣氣相色譜分析表
3故障現象及分析
變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮,材料質量及制造工藝不良,二次系統短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。
3.1三相電流不平衡
當變壓器二次繞組開路,一次繞組施加額定頻率的額定電壓時,一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關系可表示為:
i0%=(I0/IN)*100=1-3%
該變壓器的額定電流為577A,空載電流I0應在5.77A到17.3A之間,而實測的一次繞組三相空載電流IA=160.8A,IB=55.8A,IC=5.7A。三相電流極大的不平衡,初步推斷為變壓器繞組局部發生匝間和層間短路,產生很大的短路電流。
3.2變壓器油溫不斷升高
油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起:
(1)渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞,鐵損增大,油溫升高;
(2)穿芯螺絲絕緣破壞后,與硅鋼片短接,有很大的電流通過,使螺絲發熱,油溫升高;
(3)繞組局部發生匝間和層間短路,二次線路上有大電阻短路等,也會使油溫升高。
3.3瓦斯繼電保護動作
瓦斯保護是變壓器的主要保護,它能監視變壓器內部發生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面:
(1)濾油、加油和冷卻系統不嚴密,致使空氣進入變壓器;
(2)變壓器內部故障、短路,產生少量的氣體;
(3)保護裝置二次回路故障。
外部檢查未發現變壓器有異常現象,應查明瓦斯繼電器中氣體的性質。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增,說明變壓器內部有故障。氣體顏色為灰色和黑色,有焦油味,則說明油因過熱分解或油內層發生過閃絡故障。
上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確的判斷,還需要結合氣相色譜法判斷:
從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加,而一氧化碳,二氧化碳含量增加也不大,這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物(木質、紙、紙板)的過熱性故障不存在;甲烷,乙烷,乙烯氣體有所增加,而乙炔含量很高,這表明變壓器內出現過電弧放電,使油分解而產生乙烷、乙烯和乙炔,可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導致。為更加明確故障點,需要對變壓器進行吊芯檢查。
4吊芯檢查與維修
拆開變壓器,用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查:
(1)用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況,發現一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通,其他線圈絕緣良好。
(2)用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好,鐵芯接地良好。
(3)檢查保護裝置二次回路,將保護開關、保護線路及整流阻容作檢查,全部良好。
通過檢查與分析,斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷,匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作,斷開變壓器主回路電源。聯系變壓器生產廠家德國MUNK公司,定購兩組線圈,各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后,由國內變壓器生產廠家對油進行過濾、干燥處理,對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調試后,變壓器恢復正常工作。
5結束語
二、產生變頻器過電壓的原因
1.過電壓的原因
一般能引起中間直流回路過電壓的原因主要來自以下兩個方面:
(1)來自電源輸入側的過電壓
通常情況下的電源電壓為380V,允許誤差為-5%-+10%,經三相橋式全波整流后中間直流的峰值為591V,個別情況下電源線電壓達到450V,其峰值電壓也只有636V,并不算很高,一般電源電壓不會使變頻器因過電壓跳閘。電源輸入側的過電壓主要是指電源側的沖擊過電壓,如雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓等,主要特點是電壓變化率dv/dt和幅值都很大。
(2)來自負載側的過電壓
主要是指由于某種原因使電動機處于再生發電狀態時,即電機處于實際轉速比變頻頻率決定的同步轉速高的狀態,負載的傳動系統中所儲存的機械能經電動機轉換成電能,通過逆變器的6個續流二極管回饋到變頻器的中間直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態,如果變頻器中沒采取消耗這些能量的措施,這些能量將會導致中間直流回路的電容器的電壓上升。達到限值即行跳閘。
2.從變頻器負載側可能引起過電壓的情況及主要原因
從變頻器負載側可能引起過電壓的情況及主要原因如下:
(1)變頻器減速時間參數設定相對較小及未使用變頻器減速過電壓自處理功能。當變頻器拖動大慣性負載時,其減速時間設定的比較小,在減速過程中,變頻器輸出頻率下降的速度比較快,而負載慣性比較大,靠本身阻力減速比較慢,使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高,電動機處于發電狀態,而變頻器沒有能量處理單元或其作用有限,因而導致變頻器中間直流回路電壓升高,超出保護值,就會出現過電壓跳閘故障。
大多數變頻器為了避免跳閘,專門設置了減速過電壓的自處理功能,如果在減速過程中,直流電壓超過了設定的電壓上限值,變頻器的輸出頻率將不再下降,暫緩減速,待直流電壓下降到設定值以下后再繼續減速。如果減速時間設定不合適,又沒有利用減速過電壓的自處理功能,就可能出現此類故障。
(2)工藝要求在限定時間內減速至規定頻率或停止運行。工藝流程限定了負載的減速時間,合理設定相關參數也不能減緩這一故障,系統也沒有采取處理多余能量的措施,必然會引發過壓跳閘故障。
(3)當電動機所傳動的位能負載下放時,電動機將處于再生發電制動狀態。位能負載下降過快,過多回饋能量超過中間直流回路及其能量處理單元的承受能力,過電壓故障也會發生。
(4)變頻器負載突降。變頻器負載突降會使負載的轉速明顯上升,使負載電機進入再生發電狀態,從負載側向變頻器中間直流回路回饋能量,短時間內能量的集中回饋,可能會中間直流回路及其能量處理單元的承受能力引發過電壓故障。
(5)多個電機拖動同一個負載時,也可能出現這一故障,主要由于沒有負荷分配引起的。以兩臺電動機拖動一個負載為例,當一臺電動機的實際轉速大于另一臺電動機的同步轉速時,則轉速高的電動機相當于原動機,轉速低的處于發電狀態,引起了過電壓故障。處理時需加負荷分配控制。可以把變頻器輸出特性曲線調節的軟一些。
(6)變頻器中間直流回路電容容量下降
變頻器在運行多年后,中間直流回路電容容量下降將不可避免,中間直流回路對直流電壓的調節程度減弱,在工藝狀況和設定參數未曾改變的情況下,發生變頻器過電壓跳閘幾率會增大,這時需要對中間直流回路電容器容量下降情況進行檢查。
三、過電壓故障處理對策
對于過電壓故障的處理,關鍵一是中間直流回路多余能量如何及時處理;二是如何避免或減少多余能量向中間直流回路饋送,使其過電壓的程度限定在允許的限值之內。下面是主要的對策。
1.在電源輸入側增加吸收裝置,減少過電壓因素
對于電源輸入側有沖擊過電壓、雷電引起的過電壓、補償電容在合閘或斷開時形成的過電壓可能發生的情況下,可以采用在輸入側并聯浪涌吸收裝置或串聯電抗器等方法加以解決。
2.從變頻器已設定的參數中尋找解決辦法
在變頻器可設定的參數中主要有兩點:是減速時間參數和變頻器減速過電壓自處理功能。在工藝流程中如不限定負載減速時間時,變頻器減速時間參數的設定不要太短,而使得負載動能釋放的太快,該參數的設定要以不引起中間回路過電壓為限,特別要注意負載慣性較大時該參數的設定。如果工藝流程對負載減速時間有限制,而在限定時間內變頻器出現過電壓跳閘現象,就要設定變頻器失速自整定功能或先設定變頻器不過壓情況下可減至的頻率值,暫緩后減速至零,減緩頻率減少的速度。
3.通過控制系統功能優勢解決變頻器過電壓問題
在很多工藝流程中,變頻器的減速和負載的突降是受控制系統支配的,可以利用控制系統的一些功能,在變頻器的減速和負載的突降前進行控制,減少過多的能量饋入變頻器中間直流回路。如對于規律性減速過電壓故障,可將變頻器輸入側的不可控整流橋換成半可控或全控整流橋,在減速前將中間直流電壓控制在允許的較低值,相對加大中間直流回路承受饋入能量的能力,避免產生過電壓故障。而對于規律性負載突降過電壓故障,可利用控制系統如SIEMENS的PLC系統的控制功能,在負載突降前,將變頻器的頻率作適當提升,減少負載側過多的能量饋入中間直流回路,以減少其引起的過電壓故障。
4.采用增加泄放電阻的方法
一般小于7.5kW的變頻器在出廠時內部中間直流回路均裝有控制單元和泄放電阻,大于7.5kW的變頻器需根據實際情況外加控制單元和泄放電阻,為中間直流回路多余能量釋放提供通道,是一種常用的泄放能量的方法。其不足之處是能耗高,可能出現頻繁投切或長時間投運,致使電阻溫度升高、設備損壞。
5.在輸入側增加逆變電路的方法
處理變頻器中間直流回路能量最好的方法就是在輸入側增加逆變電路,可以將多余的能量回饋給電網。但逆變橋價格昂貴,技術要求復雜,不是較經濟的方法。這樣在實際中就限制了它的應用,只有在較高級的場合才使用。
6.采用在中間直流回路上增加適當電容的方法中間直流回路電容對其電壓穩定、提高回路承受過電壓的能力起著非常重要的作用。適當增大回路的電容量或及時更換運行時間過長且容量下降的電容器是解決變頻器過電壓的有效方法。這里還包括在設計階段選用較大容量的變頻器的方法,是以增大變頻器容量的方法來換取過電壓能力的提高。
7.在條件允許的情況下適當降低工頻電源電壓
目前變頻器電源側一般采用不可控整流橋,電源電壓高,中間直流回路電壓也高,電源電壓為380V、400V、450V時,直流回路電壓分別為537V、565V、636V。有的變頻器距離變壓器很近,變頻器輸入電壓高達400V以上,對變頻器中間直流回路承受過電壓能力影響很大,在這種情況下,如果條件允許可以將變壓器的分接開關放置在低壓檔,通過適當降低電源電壓的方式,達到相對提高變頻器過電壓能力的目的。
8.多臺變頻器共用直流母線的方法
至少兩臺同時運行的變頻器共用直流母線可以很好的解決變頻器中間直流回路過電壓問題,因為任何一臺變頻器從直流母線上取用的電流一般均大于同時間從外部饋入的多余電流,這樣就可以基本上保持共用直流母線的電壓。使用共用直流母線存在的最大的問題應是共用直流母線保護上的問題,在利用共用直流母線解決過電壓的問題時應注意這一點。