冶金企业电气自动化设备故障维修技术分析

摘要：

冶金企业电气自动化设备是生产流程中的核心部分，其运行状态会对企业的生产效率与安全性产生直接影响。而冶金生产环境复杂，设备长期处于高温、高湿、多粉尘等恶劣环境中，易导致各类电气故障，进一步影响到冶金生产的连续性、经济性，因此探讨冶金企业电气自动化设各故障维修技术具有重要的现实意义。

关键词：冶金企业；电气自动化设备；故障维修技术

一、冶金电气自动化设备常见故障诊断方法

冶金电气自动化设备常见故障诊断方法包括经验判断法、仪器检测法、替换法等，首先，经验判断法，该方法主要依赖于技术人员对设备运行状态的长期观察与积累。通过分析设备异常声音、温度变化或操作面板的报警提示，初步判断故障范围；结合设备历史故障记录，快速定位高发问题区域；此外还可如观察线路烧焦痕迹、闻异味等辅助手段确认故障类型。此方法适用于简单故障的快速处理，但对人员工作能力、工作经验要求较高。仪器检测法，该方法主要使用万用表、示波器等基础工具，测量电路电压、电流及信号波形，判断是否存在断路、短路或信号失真；也可以利用绝缘电阻测试仪检测线路或元器件的绝缘性能，排查漏电或接地故障；针对复杂故障，可采用专用诊断设备读取设备运行参数与故障代码，精准定位故障点。该方法诊断效率高，但需依赖专业仪器与操作规范。替换法是指对疑似故障的元器件、工作模块进行替换，在初步判断故障范围后，用同型号功能正常的部件进行替换测试，观察设备是否恢复正常运行，通过替换结果反推原故障部件的损坏情况。该方法通常用于复杂系统中难以直接检测的隐蔽故障，但要确保备用部件的兼容性与可靠性。

二、冶金企业电气自动化设备常见故障及维修策略

冶金企业电气自动化设备常见故障包括电源故障、线路故障、元器件故障等，下面针对每种故障类型的发生原因、故障维修等进行分别说明。

（一）电源故障

1、故障原因

导致电源故障的原因主要包括供电质量、连接状态及设备老化等，其中供电电压波动是冶金企业常见问题，主要是由于电网负载突变或厂内大功率设备启停干扰，导致电压骤升或骤降超出电源模块耐受范围，内部电路则会由于过压或欠压触发保护机制。电源故障也可能是由于设备长期振动或安装工艺缺陷导致接线端子松动所致，接触不良会产生局部电阻增大，引发持续发热甚至电弧放电。此外，电源模块老化与其工作环境也密切相关，因为高温、粉尘及湿气等因素会加速电解电容干涸、功率器件绝缘性能下降，导致输出功率不稳定或完全失效。一旦发生电源故障，设备会突然停机通常伴随控制柜内接触器跳闸，操作界面显示“电源丢失”报警；指示灯异常闪烁表明电源输出存在间歇性中断，常见于滤波电容容量衰减或整流桥臂击穿；PLC控制系统失电时，I/O模块信号丢失，导致执行机构失控，生产流程中断。严重者可能会由于反复电压冲击导致损坏变频器IGBT模块、伺服驱动器等精密部件，大幅增加维修成本。

2、故障维修

针对电源故障，需要及时检查输入电压稳定性时，使用真有效值万用表监测三相电压平衡度，偏差超过±5%时需调整厂内无功补偿装置或加装稳压器。紧固接线端子，遵循“从主电路到控制电路”的顺序逐一排查，使用扭矩扳手确保压接力度符合操作规范，采用铜刷清除氧化层，涂抹抗氧化脂防止二次氧化。如需更换电源模块，更换前需核对输出电压纹波系数，若新模块安装后仍存在异常，需检查负载侧是否存在短路或过载；冗余电源配置建议采用“N+1”热备份模式，主备电源间通过二极管隔离防止反向电流干扰。

（二）线路故障

1、故障原因

造成线路故障的主要原因包括绝缘劣化、物理损伤与接触失效等。尤其是在冶金高温环境中极易出现绝缘劣化的问题，橡胶或PVC绝缘材料受热变硬开裂后，易引发电气间隙击穿。移动设备、振动区域易发生物理损伤，比如行车滑触线、破碎机附近等，线缆弯折过度或金属疲劳断裂导致导体外露。接触点失效的问题发生于潮湿或多腐蚀性气体环境中，铜质触点生成氧化膜后接触电阻激增，引发局部过热。线路故障体现出渐进性、隐蔽性特征，局部发热可通过红外热成像仪检测，线缆接头或端子排温度超过环境温度15℃即视为异常；设备间歇性工作表现为电机无故启停、传感器信号跳变，多因虚接点受振动或温度变化影响通断状态。

2、故障维修

线路维修需系统排查与防护加固结合，使用绝缘测试仪检测时，需对线缆分段测试，每段长度不超过50米，采用2500V兆欧表测量绝缘电阻，如数值低于10MΩ即需更换。针对接触失效故障，要及时清理接触器触点，清理时应选用粒度大于800目的专用砂纸，打磨后再使用无水乙醇擦拭，并涂抹银基导电膏降低接触电阻。此外，要加强线路布局的优化，需遵循“强弱电分离”原则，即动力电缆与信号电缆间距至少在30cm以上，交叉时采用垂直穿金属管隔离；振动区域线缆固定采用防震卡扣，并预留长度余量。

（三）元器件故障

1、故障原因

元器件失效主要源于电气应力、环境应力与寿命损耗等原因，电机启动频繁或工艺参数设置不当就会出现过载运行的问题，比如变频器输出电流持续超过额定值1.2倍，IGBT模块结温急剧上升。环境应力表现为散热不良，主要是由于冷却风扇停转、散热片积尘或导热硅脂干涸，导致元器件温升超过设计阈值。使用寿命到期表现为电解电容容值衰减至标称值60%以下，继电器机械机构磨损导致触点动作延迟。元器件故障的典型征兆与设备功能密切相关，继电器粘连时，被控设备无法断电，如加热器持续通电引发超温报警；传感器信号漂移表现为测量值缓慢偏离实际值，如热电偶冷端补偿失效导致炉温显示误差；变频器过热保护触发时，故障代码显示“OH”或“E.THT”，需排查散热系统与负载状态。

2、故障维修

电气自动化设备元器件故障的维修需针对失效机理采取差异化措施，实际维修过程中，首先，针对电机过载运行的问题，使用钳形电流表测量运行电流检查负载状态，对比设备铭牌参数，调整变频器加速时间降低启动冲击。其次，针对散热不良的问题，需要在标准信号源下校准传感器，如检验线性度误差超过1%即需及时更换传感器。最后，针对寿命损耗问题，需建立备件库需统计平均无故障时间数据，针对寿命2年以内的易损件，比如电解电容、冷却风扇要实施定期轮换，按同期故障率的150%配置备用库存量。

三、冶金企业电气自动化设备的维护

针对电气自动化设备不仅要加强专业维修，还要做好日常维护，以保证设备运行的稳定性。首先，定期进行预防性维护，制定周期性检查计划，重点监测电源、线路及关键元器件的状态；及时清理设备内部积尘与油污，保持散热通道畅通；对润滑部件定期补油，减少机械磨损。其次，日常进行主动性维护，通过实时监测设备运行参数，发现潜在异常问题；调整设备运行模式，避免长期超负荷工作；及时更新控制程序，修复软件逻辑漏洞。最后，采用专业性维护，针对设备维护技术人员定期开展技术培训；建立设备维修档案，记录故障现象与处理方案；此外，还要与设备制造商保持技术沟通，以对设备进行升级与改造。

总之，冶金企业电气自动化设备的故障维修与维护是一项系统性工程，需综合运用经验判断、仪器检测与替换法等快速定位故障，并针对电源、线路及元器件问题采取针对性维修策略，制定科学的维护措施，以降低故障发生率，延长设备使用寿命。

参考文献：

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