船舶电气设备的故障分析方法讲解

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1、第十八章 船舶电气设备 的故障分析方法 18-1.传统的故障诊断法 18-2.故障树分析法 18-3.船舶电子设备故障分析及修理方法 学习第十八章应该注意的点 第十八章学习应注意的几个问题： 1.传统的故障诊断方法和步骤如何？ 2.什么是故障树分析法？有什么特点？如何进 行诊断？ 3.什么是船舶电气设备专家诊断系统？专家诊 断系统的组成原理如何？怎样建立船舶电气设备 专家诊断系统？ 本章的主要知识点是： 必须掌握船舶电气设备故障传统的分析法和故 障树分析法。 17-1.传统的故障诊断法 本节内容主要有两部分： 1.传统的故障诊断法 2.传统诊断的准则 主要要求掌握传统的故障诊断法的步 骤和诊断

2、准则。 一、概述 特点： 传统故障诊断法又称为经验诊断法，因此是 以经验积累作为其最大的特点的。 要求： 由于传统故障诊断法的特点，要求采用该法 进行故障诊断的电气设备维修管理人员必须积极 积累经验。 直接经验或间接经验。 二、传统的故障诊断的步骤 步骤：主要分三步： 1.保持现场进行分析（包括询问、观察现 象、观察指示仪表和可能的故障重现）； 2.检查设备（通过感官进行检查和发现线 索）； 3.确定故障的具体位置（熟悉原理、确定 测试方法并进一步进行测试）。 保持现场的情况进行症状分析 内容：1.询问；2.观察现象；3.观察指示仪表；4.允 许的条件下让故障现象重现。 观察的目的是初步估 计

3、故障的可能范围、性质等。 询问操作人员：.发生什么、怎样发生、何时发生 ？.设备运行时间；.异常现象（观察、报警、烟、味 和误操作）；.操作情况。 观察：.外观；.参数变化； 检查监测指示装置：.仪表读数；.报警、联锁、 打印输出和显示器等。 重现故障现象：在条件允许的情况下重开设备，重现 故障现象。但需注意：人身、设备安全，并确保不让故障 扩大。 检查设备 内容：1.利用五官检查（继续深入观察过程）；2.评定 检查结果。 利用五官检查： 看、摸、听、闻、查等5个字。 看：插头插座、设备运转、控制位置等。 摸：振动、温度。 听：有无异常声响。 闻：焦味、异味等。 查：元件形状位置、设备性能参数

4、、线路元器件功能。 评定检查结果： 通过前面的检查后，故障判断是否正确，线索是否找到 等。同时分析检查结果与观察到的现象是否一致。 故障位置的确定 内容：1.确定系统结构和测试方法；2.系统进一步检 查。 确定系统结构：主要是确定系统各元部件的具体位置 ，重新分析系统的原理（平时应该已经熟悉原理，故障发 生后重新分析原理有助于故障的正确判断）。 确定测试方法：确定怎样测、从何处入手等。具体方 法有：.直观比较法；.分部隔离法等。 系统进一步检查：目的是进一步验证故障及确定故障 的确切位置。 说明：并不是所有故障都如此，应该根据具体情况具 体应用上述方法 可有选择地应用。 三、传统诊断的准则 准

5、则： 主要包括4个方面。 1.熟悉：电气设备的原理、结构和位置。 2.初步诊断：运用5个字（问、看、摸、听、闻）了 解现象，初步诊断故障所在或原因。 3.查的准则： .查前先确定方法（三思而后行）； .查时认真仔细，不放过细节，不能粗心大意； .查的顺序是：先外后内，先易后难； .查后应该认真分析核实。 4.做好记录：一方面是职业道德和公司要求，另一方 面是丰富自己的经验。 第一节要点：故障传统诊断法的步骤、方法及准则。 17-2. 故障树分析法 本节内容主要有四部分： 1.故障树的符号 2.建造故障树的方法 3.建造故障树的过程 4.故障树的诊断方法 主要知道概念和符号，懂得建造故障 树的方

6、法，学会应用故障树进行诊断。 一、概述 故障树：英文是Fault Tree Analysis（缩写为FTA） 是用图形符号形象地表示那些引起系统不希望事件之间的 逻辑组合。 应用：最早用于导弹控制系统预测随机失效率，现在 已经广泛应用于宇航、核能、电子、电力、化工、机械、 交通等。 故障树的有关概念： .一个树是由一些顶点和边构成； .故障树是由有向边和顶点构成的逻辑树； .树枝表示系统或元件的事故事件，节点则表示 事故事件之间的逻辑关系； .在故障树中最常见的逻辑关系是“与”和“或 ”。 二、故障树的符号 故障树： 见P.35，表1-1。 常用符号： 共13种。 .基本事件（最小的事件，采用

7、圆圈表示）； .假定事件（用菱形表示）； .结果或中间事件（采用矩形表示）； .原因不明、将产生的事件（用两个套在一起的 菱形表示）； .各种逻辑门（与、或、r/n组合、条件与、条件 或、条件、优先等逻辑门）； .转移符号（移出、移入）等。 三、建造故障树的方法 总体方法：首先选择顶事件，通过原理等的分析，确 定直接导致顶事件的各种可能因素或因素组合，并确定这 些因素之间的关系。然后将导致顶事件的各种可能因素作 为一个独立事件，再确定直接导致每个独立事件的各种可 能因素或因素组合，且再确定各种可能因素之间关系。如 此下去，直到导致顶事件的每个可能的直接因素为最小的 不可再分的事件为止。最后将各

8、个层次的事件和因素按照 一定的规则联系起来，就成为一个完整的故障树。 具体步骤： 第一步：写出顶事件；第二步：找出直接导致事件发 生的各种可能因素或因素组合；第三步：找出第二步中各 因素的直接原因，并重复第一、第二步，直到找出各个基 本事件为止。 四、举例说明建造故障树过程 注：P.5，图1-2及本书的部分 符号仍然采用旧国标中的图形符号 和文字符号。如：FT表示热继电器 ，RD表示熔断器等。 例一：交流电动拖动系统中，电机过热故障树的逻 辑过程为： 电动机过热 故障树 由故障树可以 清楚地分析电动机 过热故障的各种可 能原因。 说明：故障树 图中，电动机机械 阻力大时，若发现 噪声大而不均匀

9、， 则可以判断：故障 为本身机械故障， 有可能是轴承故障 或轴偏心。 电动机不能起动故障 直接起动线路：电动 机直接起动线路如书P.7 ，图1-4所示。 改错：图中SB2的符 号画错了，应改为常开按 钮。 说明：图中，热继电 器的图形符号和文字符号 都为旧符号。 通过对图的分析，可 得到其逻辑过程，从而画 出其故障树。 电动机不能 起动故障树 建立故障树：分析电 动机不能起动的各种原因 ，以及造成各种原因的子 原因，就可画出“电动机 不能起动”的故障树，如 书P.7，图1-5所示。 分析故障：若在常规 检查中未发现故障所在， 可采用“割枝方法”检查 。 割枝方法：可以缩短 故障检出时间，实质就

10、是 “分段排除法”。如以 “KM是否合上”进行割枝 。 五、故障树诊断方法 故障树诊断方法： 主要包括两个方面的工作，即 ：1.故障树的建立；2.按照故障树进行故障诊断。 故障树的建立：建立故障树可以与设备设计、可靠性分 析等工作一起完成，也可以在设备已经工作运行后建立。通 常设备的故障有多种故障，每种故障可建立一个故障树。 按故障树进行诊断故障： 1.设备发生故障后，一般都采用常规检查（没有故障树 的检查），如果故障现象非常明显直观，就没必要再按故障 树一步一步地进行检查；2.对于大而复杂的设备系统，通常 可以采用割枝的方法进行；3.检查同一级的故障事件时，一 般遵循“由易到难，由表及里”的

11、原则。 第二节要点：故障树的建造方法及应用。 17-3.船舶电子设备故障分 析及修理方法 本节内容主要有两部分： 1.船舶电子设备故障分析方法 2.船舶电子设备修理方法 主要要求是：熟悉电电子设备设备 故障分 析的九种方法以及修理方法。 一、概述 学习电子设备的修理方法的目的： 1.随着船舶自动化技术的提高，船舶电子设备 在船上的应用越来越多。有人说：轮机人员有三怕 ，舵机、冰机、自动化。而自动化的怕主要是怕其 电子设备，其线路的连接相当复杂，工作过程更是 看不见的。 2.因为电子设备有其独特的组成和工作原理， 电子设备故障分析和修理也有其独特的地方，因此 有必要单独学习船舶电子设备故障维修。

12、 二、船舶电子设备故障分析方法 常见分析方法：船舶电子设备故障常见的分析 方法主要有九种，即：1.不通电观察法；2.通电观 察法；3.对症下药法；4.参数测试法；5.波形观测 法；6.分割测试法；7.器件代替法；8.整机比较法 ；9.电容旁路法。 除此之外，还有信号寻迹法和信号注入法等。 具体应用：分析检测电子设备的方法种类繁多 ，究竟采用什么方法要：1.看设备本身的复杂情况 ，2.故障分析时的实际条件等。条件许可的话，若 有必要可采用多种方法进行分析测试。 1.不通电观察法 故障原因：电子设备的故障主要原因有：1.电 子元器件的损坏；2.电气器件的损坏；3.连接线的 接触不良、断线或脱焊等。

13、 现象：1.电子元器件的损坏的现象常伴有烧焦 的表象；2.电气器件的损坏除了烧焦表象外也常可 用眼睛直接观察到断路现象；3.连接线接触不良、 断线、脱焊等通常都是可直接观察或测量的。 注意：找到故障后不能简单地更换器件了事， 而应该分析故障的真正原因并加于排除后再更换器 件。否则重新通电后将再次损坏器件。 2.通电观察法 适用：在不通电观察法未能发现故障时采用。 方法：采用电压可调的电源加电，逐步提升电 压，进行观察。 观察内容：跳火、冒烟、异味、熔断器烧、温 度升高等。一旦发现异常现象就应该立即断电分析 检查和进一步的测试。 注意：1.观察首先注意整流部分、电解电容、 变压器、电阻器等；2.

14、查出损坏的元件后必须分析 真正的故障原因并做进一步的测试；3.应该注意预 防触电，最好采用具有隔离作用的双绕组变压器供 电，采用自耦变压器则应注意安全。 3.对症下药法 方法：根据电子设备说明书所提供的方法、步 骤和参数等相关资料进行有针对性的检查诊断的方 法就是对症下药法。 说明：一般电子设备的说明书考虑到知识产权 保护，很少提供电子线路原理图。但都提供常见故 障的检查方法或步骤程序框图。可以根据检查方法 或框图提供的步骤有针对性地进行检查。这是电子 设备最常用的检查方法之一。检查时间可将实测数 据与说明书提供的有关参数进行比较判断。有时还 可自己对电子线路进行绘制，然后进行分析。 4.参数

15、测试法 方法：主要有测量电压法和测量电阻法。电子 设备出现故障时，电路参数都会发生变化，根据这 些变化可以找到故障位置。 前提：是有完整的线路图及提供必要的参数。 1.测量电压法：若通电不会使故障进一步扩大 时采用，可由电压数值是否变化判断是否正常。 2.测量电阻法：若通电可能使故障进一步扩大 时采用，可由电阻数值是否变化判断是否正常。 注意：.是否有连连通关系；.电源、元件、 表笔等极性。最好在掌握线路图原理后进行。 5.波形观测法 方法：采用示波器对电子设备的线路进行测试 以观察其波形是否正常的方法。 使用场合：有些电子设备工作出现异常并不能 通过对电路进行简单的电压测试或阻值测试进行判 断（如电子元件性能发生变化），此时则应该通过 波形观测法才能找出故障所在。要求必须有示波器 才能进行波形观测法。 测量点：主要是各级电路的输入和输出，或者 是有代表性的电路点。 6.分割测试法 方法：将电子线路进行分割（用电烙铁将线路 的相应焊点焊开），然后再进行测试。 场合：对于电路组成较为复杂的电子设备，为 了避免相互牵制和影