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

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