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Abstract: Failure Tree Analysis(FAT), also known as falut tree analysis, is a method to analyze the causes of the system failure from whole to the parts according to the tree structure step by step. From the systemic point of view, the failure may be caused by defects and performance of specific components(hardware), or caused by software, for example, the procedural errors of automatic control devices. In addition, the improper operation of operators or not attentive operation also can cause failure. Therefore, we should apply this method to analyze and diagnose the common fault of the diesel engine system.
关键词:故障树;发动机系统故障;柴油发动机
Key words: fault tree;failure of engine system;diesel engines
中图分类号:TM31文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)13-0042-02
0 引言
故障树分析法简称FTA(Failure Tree Analysis),是1961年为可靠性及安全情况,由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后,在航空和航天的设计、维修,原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前,故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段,但其应用范围正在不断扩大,是一种很有前途的故障分析法。故障树分析(FAT)是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具,是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前,超大型工程的建设,对可靠性,安全性提出了更高的要求,因此,故障树分析法已经广泛的应用到宇航,核能,化工,电子,机械和采矿等各个领域。
1 故障树分析法的特点
它是一种从系统到部件,再到零件,按“下降形”分析的方法。它从系统开始,通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图,来分析故障事件(又称顶端事件)发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响,其中包括人为因素和环境条件等在内。它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析;不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障,而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图,因此,不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用,并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如,可以绘制出专用于研究维修问题的维修树,用于研究经济效益及方案比较的决策树等。
2 故障树的建立
故障树是实际系统故障的组合和传递关系正确而抽象的表达,建树是否完整会直接影响定性,定量分析的结果,是关键的一步。建树方法分为人工建树和计算机辅助建树,建树就是按照严格的演绎逻辑,从顶事件开始,向下逐级追溯事件的直接原因,直至找出全部底事件为止。根据故障树分析方法确定顶事件是发动机无法正常运转。而引起的原因主要为:飞车故障,缸体故障,烧瓦故障,曲轴故障,飞轮碎裂,气门落缸等(其中任意原因都可导致发动机故障)。以这几项作为次要事件,逐渐往下分析其原因,层层深入,最终建立起柴油发动机的失效故障图。见图1。
图1中,方框的事件代表结果事件,它又分为顶事件和中间事件,是由其它事件或事件组合导致的事件。圆圈事件表示底事件,是基本故障事件或不需再探明的事件,但一般它的故障分布是已知的,是导致其他事件发生的原因事件。
其中,各个数字和字母代表的含义为:①“飞车”故障,②“粘缸”故障,③“烧瓦”故障,④“曲轴”故障,⑤“活塞敲缸”故障,⑥飞轮碎裂,⑦“拉缸”故障,⑧气门落缸。
A:燃油超供 a1:喷油泵柱塞被卡,a2:拉杆及调速器的活动部位卡滞,a3:调速器系统故障
B:窜烧机油 b1:空气滤清器油盘油面过高,b2:曲轴箱,b3:回游孔堵塞
C:散热系统工作不良
D:机油压力过大 d1:机油质量不好,d2:油流动磨损,d3:轴瓦卸油,d21:机油泵磨损,d22:曲轴油道工艺脱落
E:轴瓦预金紧高度不合要求
F:机油问题f1:机油品质不佳,f2:机油压力过低,f3:机油滤清器使用不当
G:轴瓦和轴颈装配间隙过小
H:曲轴问题h1:曲轴轴颈两端圆角过小,h2:曲轴自身质量差,h3:曲轴装配间隙过大,h4:曲轴不良
I:供油时间和供油量出错
J:主轴瓦不同轴
K:活塞的装配问题k1:活塞与汽缸配合间隙过大,k2:活塞方向装反或活塞变,k3:汽缸垫过薄,k4:连杆装配不好或连杆弯曲
L:燃烧不良l1:燃烧室内积碳严重,l2:可燃气体燃烧过快
M:喷油提前角过大
N:制造加工或装配不当 n1:飞轮壳紧固螺栓松动,n2:曲轴轴向或径向间隙过大,n3:曲轴与飞轮壳同轴度较差
O:传动组件平衡超差
P:使用不当因素p1:油使用不当,p2:发动机温度过高,p3:填压器窜油,p4:严重超载,p21:冷却添加不足,p22:点火时机不正确,p23:节温器工作不良
Q:装配和加工因素q1:活塞装配间隙过小,q2:活塞环开口间隙太小,q3:活塞纬度影响
R:气门杆折断
S:气门弹簧折断
T:气门弹簧座开裂
U:气门锁靠拢夹脱落
3 定性分析
故障树的定性分析主要任务是寻找导致顶事件发生的所有可能的失效形式,也就是要找到故障树的最小割集或全部最小割集。割集代表了该系统发生故障的可能性,最小割集(MCS)是底事件不能再减少的割集。一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种模式,最小割集发生时,顶事件必然发生。最小割集指出了处于故障状态的系统所必须修理的基本故障,指出了系统的最薄弱环节。求解最小割集的方法有上行法,质数法和下行法。这里主要介绍下行法。下行法(fussell-vesely法)特点是从顶事件开始从下逐级进行,遇到与门就把与门下面的所有输入事件均排列成同一行;遇到或门就把或门下面的所有输入事件均排列于一列。往下一直到不能分解为止。从而找出全部最小割集。最小割集是包含了最小数量而又必须的事件的集合,其含义在于它描述了处于故障状态的柴油发动机系统所必须修理的基本故障。通过对最小集合的分析,可以找到发动机系统的薄弱环节以提高工作的可靠性。
4 结论
4.1 文中给出的柴油发动机机故障书能够较全面清晰的反映发动机系统故障成因,故障之间关系,以及各种可能故障传递途径。
4.2 故障树为设计,检测,维护和维修柴油发动机提供了一种形象图解,指导人们去查找故障,改进和强化系统的关键部分。为柴油发动机系统的可靠行提供了有效的定性分析和定量评价方法。
4.3 在柴油发动机的实际工作中,经常遇到不同故障程度的底事件,将其计算并求出最小割集,有助于掌握柴油发动机故障的规律和特征。故障树分析理论可以进一步将常规的故障诊断方法和计算机程序技术有机的结合起来,形成专家系统,这样可以方便和快捷的进行故障诊断。
参考文献:
【关键词】喷油器 故障树 条件规则 诊断流程
近年来,随着汽车电子技术快速发展,汽车电子控制功能越来越复杂,汽车电子控制技术的故障诊断的难度大大提高,严重地影响了汽车电控技术的诊断与维修,大大地降低了汽车维修企业的经济效益以及社会效益。为了提高诊断效率,降低维修成本,快速查找准确的故障发生部位,国内外汽车故障诊断专家不断地在实践中探索总结,积极寻找较实用的故障诊断方法,因此,各种的汽车故障诊断方法和故障诊断技术在近几年得到迅速发展。
随着实践与理论研究的不断深入,人们总结出的汽车电控技术的故障诊断方法有很多,其中,比较适合汽车电控技术故障特点的故障诊断方法是故障树分析法。但是,故障树分析法诊断结果会出现多个故障原因和故障发生部位,给汽车维修技术员增加维修时间。因此,本文尝试了对故障树分析法进行改进,在设计好的故障树基础上增加条件规则,使得故障诊断效率大大提高,并尝试对电喷轿车喷油器电路故障进行验证。
1 基于条件规则的故障树分析方法
该法是先选定系统中不希望发生的故障事件为顶端事件,其后第一步是找出直接导致顶端事件发生的各种可能因素或因素组合,如硬件故障、软件故障、环境因素、人为因素等。第二步再找出第一步中各因素的直接原因,循此方法逐级向下演绎,一直追溯到引起系统发生故障的全部原因,即分析到不需要继续分析原因的底事件为止。然后,把各级事件用相应的符号和适合于它们之间逻辑关系的逻辑门与顶端事件相连接,这样就建成了一棵以顶事件为根,中间事件为节,底事件为叶的具有若干级的倒置故障树。
基于条件规则的故障树分析法就是在故障树分析法的故障树的中间事件和底端事件上,增加一定的条件规则,进行物理和逻辑判断,确定故障树每个的分支的选择,以便准确地进行故障诊断分析,得出准确的故障发生的原因和故障部位。
2 结合实例进行故障树设计
下面以轿车四缸电喷发动机喷油器电路故障为例,进行基于条件规则的故障树设计。
2.1 轿车电喷发动机喷油控制原理
轿车电喷发动机控制电路主要是由:蓄电池、点火开关、保险丝、喷油器、发动机电控单元(ECU)以及相关插头和导线组成(如图1所示)。
发动机工作时,发动机ECM通过控制内部的三极管的导通,控制喷油器信号端子(喷油器与ECM的联接端子)与搭铁的导通,使得喷油器线圈工作,喷油器开始喷油;ECU内部三极管的导通是通过ECM输出喷油指令进行控制,发动机每个工作循环中每个喷油器的打开时间取决于ECM输出的喷油指令。因此,在喷油器的信号端子测到的波形图如图2所示。
2.2 结合喷油控制原理进行故障树节点设计
根据轿车电喷发动机喷油控制原理,对电路控制分成三个区域(如图3所示),分别为喷油器供电区域B、喷油器工作区域C和喷油器控制区域D,按照实践判断难易程度,喷油器供电区域B判断较简单,喷油器工作区域C其次,喷油器控制区域D判断较麻烦。最终的目的是要所有的喷油器工作,因此,节点设计以某个喷油器不工作作为顶事件A, B、C、D不正常作为中间事件,构建一、二级故障树(如图4所示)。
E-保险丝损坏;F-点火开关损坏;G-电源电路故障;H-某个喷油器供电故障;I-某个喷油器信号电路故障;J-某个喷油器线圈故障;K-某个喷油器损坏;L-点火反馈信号断路;M-曲轴位置传感器故障;N-ECM搭铁断路;O-ECU故障;
根据喷油器电路图结合实践经验进行故障树的设计,按照减少拆装部件次数、拆装时间,提高诊断效率的设计原则进行故障树底事件的设计(如图4所示)。喷油器供电区域B的底事件为保险丝损坏E、点火开关损坏F、电源电路故障G;喷油器工作区域C的底事件为某个喷油器供电故障H、某个喷油器信号电路故障I、某个喷油器线圈故障J、某个喷油器损坏K;喷油器控制区域D的底事件为点火反馈信号断路L,曲轴位置传感器故障M、ECM搭铁断路N、ECU故障O。以上所有底事件的发生都会造成顶事件A的出现,因此,任一底事件的发生都会造成顶事件的出现,有可能只有一个故障,也可能多个故障同时存在,需要进一步进行故障分析推理。
2.3 基于条件规则的故障树设计
从图4中可知,由顶事件到达底事件必须经过中间事件,经过哪个中间事件决定了故障可能发生的区域,此时,如果有准确的数据依据进行故障诊断走向判断,就可以大大地降低了故障诊断时间,提高维修效率。
在图4 的基础上加入条件规则(如图5所示),图中1表示打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压,电压为0V表示节点B出现故障,从而决定了下一步的故障诊断走向,具体的每个条件规则说明如表1所示。
2.4 喷油器电路故障诊断流程图设计
根据前面的电路图以及设计好的故障树绘制故障诊断流程图(如图6所示),通过发现的喷油器不工作的故障现象,先确定故障可能发生的故障区域。
打开点火开关测量图3中点火开关2端子电压,电压为0V表示故障发生在油泵供电区域。拔下保险丝测量电阻,条件为电阻无穷大,符合条件表示保险丝损坏。打开点火开关测量图3中点火开关1、2端子之间的电阻,条件为有电阻或无穷大,符合条件表示点火开关损坏。依次测量蓄电池到点火开关的导线电阻,条件为有电阻或无穷大,符合条件表示电源电路故障,如此检查就可以排除了油泵电路中的工作区域的故障。其他两个区域的故障诊断以此类推。
3 结论
实践证明,采用基于条件规则的故障树分析法,通过不断试验总结,设计出切实可行的故障树,大大地提高了汽车的故障诊断效率,减少维修时间,提高汽车维修作业的经济效益与社会效益。其次,采用此办法,可以防止误诊和漏诊,提高了诊断的准确率。另外,由于不同车型在结构与控制原理上会有差别,因此,有针对性地进行故障树的设计,并不断通过实践检验出来的故障树,可以大大地降低了故障诊断与维修技术的难度。如果能够把每个设计好的故障树做成一个专家库,结合现代网络技术,就可以实现汽车远程辅助诊断,甚至可以建设一个专家诊断系统。
参考文献
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[4]肖云魁.汽车故障诊断学[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
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作者简介
陈成春(1973-),男,福建省连江县人,硕士,研究生,讲师职称,主要研究方向为汽车电控发动机故障诊断,汽车传感器技术。
关键词 风险评估;故障树;最小割集算法;风险缓解
中图分类号 TB486 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2013)011-0128-03
上海区管自动化系统是支持空中交通管制的专用电子系统。通过该系统,空中交通管制员能够对华东高空空域内的航空器进行有序的航行活动管理。随着航班量和系统运行年限的增长,自动化系统的故障率不断上升,如果不及时处理,将直接危险飞行安全。针对该问题,设备维护人员定期对自动化系统进行风险评估,及时识别风险源,并确定应对策略。
许多风险评估方法采用专家分析法的方式,该类方法是基于经验的,缺乏可靠的依据。而本文采用的故障树分析法可以对系统故障进行建模,然后通过历史数据进行分析,计算风险发生概率,并找出系统的故障模式,这样得出的结果更接近实际运行情况。
1 故障树分析法简述
1.1 概述
故障树分析法(FauIt Tree Analysis,FTA)是一种演绎分析法,该方法采用树状结构,以系统不希望发生的顶事件作为目标,从顶事件逐级向下分析,直至所要求的分析深度,最深层原因事件被称为底事件。该方法主要可分为定性分析法和定量分析法。
1.2 定性分析
故障树的定性分析是通过求故障树的最小割集,得到顶事件的全部故障模式,以发现目标系统的最薄弱环节或关键部位,集中力量对最小割集所发现的关键部位进行强化,找出控制事故的可行方案。在故障树分析法中,割集是指故障树中一些底事件的集合,而最小割集是指在某个割集中任意去掉一个底事件,余下的底事件集合无法构成割集,那么这类割集被称为最小割集。常用的方法是Fussel-Vesely算法(下行法)。
1.3 定量分析
故障树的定量分析就是在给定各底事件发生概率的基础上,计算顶事件和中间事件的发生概率、底事件重要度等参数。在具体计算时时,可分析的变量有很多,这里,我们只给出本文应用的内容,即如何通过最小割集算法,计算顶事件的发生概率,基本步骤如下:
2 上海区管自动化系统简介
上海区域管制中心的自动化系统为双冗余结构,系统具备多雷达处理、飞行计划处理、告警处理、旁路雷达处理、记录、回放等功能,目前已为上海区管/终端扇区、虹桥/浦东塔台以及合肥地区的业务运行提供保障。
3 基于故障树分析法的上海区管自动化系统风险评估应用
整个评估流程的详细步骤如下:1)故障树建模:绘制故障树,并在故障树中确定底事件概率;2)定性分析:通过故障树的最小割集,得到顶事件的全部故障模式,并定性分析底事件;3)定量分析:先确定底事件发生概率,通过最小割集算法推导最小割集发生概率,最后计算顶事件发生概率;4)风险评价和缓解:确定风险等级,制定风险减缓措施。
3.1 故障树建模
上海区管自动化系统故障种类有很多,本文选取最典型故障作为顶事件构建故障树(图1),所有“底事件”(表1),以此为顶事件展开后的节点能够覆盖常用设备(元件)故障类型。
进一步,为了计算,需要确定故障率数据。从理论上讲,故障发生概率应为任一瞬间发生的可能性,是一无量纲值。但从工程实践出发,我们采用计算频率的办法来代替概率的计算,即计算平均无故障时间(MTBF)的倒数。
由于历史数据统计的是总故障次数,因此计算的底事件概率是对样本数求均值后的结果。另外对于x5事件,由于无法计算数据,因此我们给定一个经验值为0.05。
3.2 定性分析
故障树的定性分析就是要研究系统故障模式(最小割集)。通过首先Fussel-Vesely算法我们可以求得故障树的全部最小割集:{x1,x5},{x1,x6},{x1,x7},{x1,x8},{x1,x9},{x2,x5},{x2,x6},{x2,x7},{x2,x8},{x2,x9},{x3,x5},{x3,x6},{x3,x7},{x3,x8},{x3,x9},{x4,x5},{x4,x6},{x4,x7},{x4,x8},{x4,x9},{x10},{x11}。这22个最小割集代表了22种故障模式。其中,“x10”和“x11”是一阶最小割集事件,属于结构重要性最高的。该类事件一旦产生,将直接引起顶事件的发生,而其他底事件都处于二阶最小割集中。
3.3 定量分析
定量分析主要是根据最小割集算法计算顶事件(包括中间事件)的发生概率。3.2节已经求出了全部最小割集,接下来由公式(1)就可求得每个最小割集的概率P(yi),其中,yi={x1,x2,…,xm}为第i个最小割集yi,Pi为底事件xi的发生概率,计算出最小割集概率值:y1~y22。
另一个影响单席位正常使用的重要故障是显示设备无法提供使用。包括BARCO,EIZO显示器,故障率仅次于单席位主系统软/硬件故障。
3.4 风险评价和缓解
风险评估的主要目的不是根据故障树分析法确定风险故障概率值的大小,而是通过计算概率值确定风险等级。本文根据计算的整体概率范围制定了一个风险等级划分表,如表4。
从表4可知,该风险处于第4等级,属于风险程度比较高的,因此必须对其采取风险缓解措施,根据前面故障树分析法的分析,可从底事件着手,采取相对的缓解措施:如对于DS-10硬件故障除了及时维修外,也可以先期更换电源和风扇来预防故障发生,对软件故障可采用安装补丁等方法来降低故障率。
4 结束语
本文以上海区管自动化系统最常见的单席位故障为案例,构建相应的故障树,通过对实际的统计数据的整理,对故障树进行定性和定量的分析,最后量化地计算出相应的风险值,并提出相应的风险缓解措施。
今后,对该评估法的进一步研究可以考虑这样几个方面:1)扩大树的广度和深度,将其应用于更多的故障类型;2)可与过去使用的专家分析评估法及其他的主流评估方法进行对比,评价方法的性能。
参考文献
[1]陈文峰等.欧洲猫-X系统管制操作手册[Z].上海:民航华东空管局,2004.
0 引言
发动机是汽车的动力装置,给汽车启动和运行提供强大动力。随着汽车使用里程和年限的增加,汽车发动机常常会出现这样或那样的故障,影响汽车行驶安全。随着电子技术的发展和各种智能装备的广泛应用,发动机的结构越发复杂,给故障诊断带来一定的难度,而智能故障诊断技术能够实现发动机故障的快速、精确判断,为故障维修提供了极大便利。文章首先介绍了智能诊断技术的发展趋势,然后详细分析了目前常用的几种智能故障诊断技术。
1 发动机故障诊断技术的发展趋势
对于汽车发动机来说,其工作过程中所产生的振动、热量、噪声等信息,都是对自身运行状况的一种反映,一旦这些信息发生突变,很有可能是发动机出现了故障。而发动机智能诊断技术就是借助于现代科技产品,收集发动机运作时所产生的一系列信号,然后结合人工智能分析技术,得出故障结论的一种方法。
发动机智能故障诊断技术的发展,与科技进步、新技术、新设备的研发应用密不可分,根据目前的技术现状,可以预测未来发动机故障诊断技术的大体发展趋势:
1.1 与现代信号处理技术的联系更加紧密
现代信号处理技术主要包含随机信号处理、高阶信号分析、时频信号分析等内容,与以往所使用的经典信号处理技术相比,它在发动机信号收集、故障信号分析和判定以及模式识别能力上都有显著增强。近年来,以现代信号处理技术为基础的时频分析法得到了广泛应用,成为汽车发动机智能故障诊断技术的新亮点。因此,智能诊断技术要想得到不断的完善和发展,离不开相关科学技术发展的支持,对于现代信号处理技术的依赖程度也会大大增加。
1.2 实现发动机故障诊断与设计制造的有机结合
现阶段所使用的智能故障诊断技术,主要工作流程是当汽车发动机出现故障后,进行故障检测与分析,在一定程度上延长了维修时间。随着技术的不断发展,可以在发动机设计、制造的过程中,将故障诊断传感器(信号收集系统)安装在发动机内部,这样一来,一方面能够实现发动机故障的预判断,降低了因发动机故障所造成汽车安全事故的概率;另一方面也对后期的故障诊断、维修提供了便利条件,节省了大量复杂信号的处理过程,对于降低诊断误差也有积极帮助。
1.3 提高诊断装置的实用性、标准性和可靠性
从整体上看,我国汽车发动机智能故障诊断技术在科研和应用领域取得了不错成绩,但是在实际操作过程中,仍然存在诸多关键性问题没有得到有效解决。例如诊断装置偏向于试验,实际应用效果大打折扣,诊断设备的标准性有待统一和规范等。随着新设备、新技术的不断进步,以及市场秩序的不断规范,智能故障诊断技术也会朝着实用化、标准化方向发展。
2 常见的发动机智能诊断技术分析
2.1 基于专家系统的智能诊断方法
事实上,专家系统智能诊断的原理就是收集各种已知的发动机故障问题和解决方案,然后程序员将这些问题、解决方式以编程方式输入到计算机相应的软件中,然后当发动机出现故障时,与数据库内容进行匹配,实现故障智能诊断。其主要运作流程为:当汽车发动机出现故障后,利用专用的信号采集装置,收集发动机故障信息,然后将这些信息传送到计算机中。随后将这些信息保存到专门的故障识别软件中,将故障信息与数据库进行比对,自动匹配与之相对应的故障类型,必要时还可以调用其他软件和程序,最终查找到发动机故障。具体来说,数据库的功能是存储故障匹配标准,即将常见的发动机故障原因、故障预兆、解决方式等内容,以数据编程的形式存储起来,以便于后期进行信息匹配与应答。
2.2 基于模糊数学的方法
模糊理论最早的提出,主要为了解决数学领域中一些问题,从而将一些经典的定理、公式和理论进行模糊化,以此实现数学问题的解决,在应用过程中逐步发展成完整的推理体系。模糊数学之所以能够应用到汽车发动机智能诊断技术中,主要是利用了数学建模和模糊诊断两大功能。当汽车发动机出现故障时,将发动机的运行数据和故障信息进行综合整理和方法分析,并以此为基础建立模糊诊断模型。通过模型分析,能够帮助技术分析人员在较短时间内确定故障源点,从而采取有针对性的故障维修方法。将模糊理论应用到发动机智能诊断技术当中,主要具有以下三大优势:第一是将专家语言转变成了计算机更容易识别的语言变量,降低了语言的理解难度系数,间接提升了故障诊断效率;第二是在进行多种故障分析时,能够自动生成故障安全等级,从而根据故障等级实现有重点、有层次的处理;第三是对于不确定性问题的分析能力增强,提高了不确定性故障的处理能力。
2.3 基于故障树的方法
故障树分析是根据汽车工作特性与性能状况之间互相构成的树状图形,它以系统最不希望事件为顶事件,以可能导致顶事件发生的其他事件为第二级事件和第三级事件,采用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构,反映了系统的内在联系,零部件和系统之间发生故障的全部逻辑关系。但是由于逻辑结构较为简单,故障诊断的范围比较有限,因此多数情况下是作为现代汽车故障诊断技术的辅助方法。
2.4 基于人工神经网络的诊断方法
人工神经网络的提出是基于神经元模型的建立,从1943年该模型被建立,到目前为止人工神经网络已经成为人工智能领域的一个重要分支。其工作原理主要是通过神经元以及相互之间的有向权重连接来进行各种隐含问题的处理。在实际应用过程中,人工神经网络能够完成较为复杂问题的分析,而且面对新信息有自主学习的能力。
通过与上述几种方法进行横向对比,可以看出人工神经网络在发动机智能诊断上更具优势,但是同时,由于受现有技术条件的制约,该诊断技术仍然存在一些有待改进的问题,例如故障诊断所需样本容量较大,当样本数目不足时,很容易使故障诊断出现偏差。
2.5 综合方法
2.5.1 专家系统与神经网络的结合
这种智能故障系统的诊断方法能够在实际应用中自行地进行组织、学习,并进行模糊推理,运用该方法能够解决传统的人工智能方法中存在的不足,即较为复杂的知识获取及推理过程。众所周知,我们的大脑分为左半脑和右半脑,其中左半脑负责人体的逻辑思维能力,使人更趋向于理性化;而右半脑则负责人体的形象思维能力,使人更趋向于感性化。同样,专家系统与神经网络就像人体的左右半脑一样,各负责发动机故障诊断的一部分,只有两者协调作用,才能够提升智能诊断效果。
2.5.2 人工神经网络与模糊推理方法相结合
这两种方法相结合,能够大大提升知识的表示及知识的存储效果,并且能够提升智能问题的推理效率。这里的神经网络的主要功能是效仿人脑中的神经元思维,作用体现是进行自学及直接处理数据。模糊推理方法主要效仿的是人类的逻辑思维能力,能够进行结构性的知识表达。因此可以对不确定的信息进行处理和调整。
2.5.3 神经网络与案例推理的结合
这组结合中的案例诊断方法主要是将智能诊断中问题信息与自身存储中的数据信息库进行比对,从而搜寻出较为近似的诊断案例,提取出诊断方案,并对细节进行修订后给出诊断结果。神经网络与案例推理方法的结合能够提高诊断效率,诊断过程中,通过对相似问题的处理,来缩减诊断过程的繁琐。而且案例推理诊断不需要重新建立诊断对象模型,运用自身原有的知识进行技术指导,而且自身的适用能力较强,对问题的分析处理速度较快,同时可以对知识进行灵活的运行,自主完成动态问题的处理。
3 结论
汽车发动机利用智能诊断技术,能够提升其问题处理效率,节省维修时间及费用。在各种智能诊断技术中,每一项技术都有各自的优点及缺点,在面对较为复杂多变的实际故障问题时,就应灵活运用各种技术,并能够进行综合的技术分析,进而实现对汽车发动机多种故障的诊断。
关键词:数控设备;故障;维修
一、数控系统的构成与特点
控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元,它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。
数控系统的主要特点是:可靠性要求高:因为一旦数控系统发生故障,即造成巨大经济损失;有较高的环境适应能力,因为数控系统一般为工业控制机,其工作环境为车间环境,要求它具有在震动,高温,潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力;接口电路复杂,数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套,要随时处理生产过程中的各种情况,适应设备的各种工艺要求,因而接口电路复杂,而且工作频繁。
二、数控系统的常见故障分析
根据数控系统的构成,工作原理和特点,我们将常见的故障部位及故障现象分析如下:
位置环。这是数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度,并与外设相联接,所以容易发生故障。
常见的故障有:①位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏。②不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏。③测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。
伺服驱动系统。伺服驱动系统与电源电网,机械系统等相关联,而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态,因而这也是故障较多的部分。
其主要故障有:①系统损坏。一般由于网络电压波动太大,或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好,会给机床带来电压超限,尤其是瞬间超限,如无专门的电压监控仪,则很难测到,在查找故障原因时,要加以注意,还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。②无控制指令,而电机高速运转。这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如在东北某厂,引进的西德WOTAN公司转子铣床在调试中,机床X轴在无指令的情况下,高速运转,经分析我们认为是正反馈造成的。因为系统零点漂移,在正反馈情况下,就会迅速累加使电机在高速下运转,而我们按标签检查线路后完全正确,机床厂技术人员认为不可能接错,在充分分析与检测后我们将反馈线反接,结果机床运转正常。机床厂技术人员不得不承认德方工作失误。还有一例子,我们在天津某厂培训讲学时,应厂方要求对他们厂一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床进行维修,其故障是:机床一启动电机就运转,而且越来越快,直至最高转速。我们分析认为是由于速度环开路,系统漂移无法抑制造成。经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成。③加工时工件表面达不到要求,走圆弧插补轴换向时出现凸台,或电机低速爬行或振动,这类故障一般是由于伺服系统调整不当,各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起,解决办法是进行最佳化调节。④保险烧断,或电机过热,以至烧坏,这类故障一般是机械负载过大或卡死。
电源部分。电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。一般在欧美国家,这类问题比较少,在设计上这方面的因素考虑的不多,但在中国由于电源波动较大,质量差,还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰,加上人为的因素(如突然拉闸断电等)。这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外,数控系统部分运行数据,设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内,系统断电后,靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而,停机时间比较长,拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失,使系统不能运行。 可编程序控制器逻辑接口。数控系统的逻辑控制,如刀库管理,液压启动等,主要由PLC来实现,要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息,如断电器,伺服阀,指示灯等。因而它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接,变化频繁,所以发生故障的可能性就比较多,而且故障类型亦千变万化。
其他。由于环境条件,如干扰,温度,湿度超过允许范围,操作不当,参数设定不当,亦可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备,开机后不久便失去数控准备好信号,系统无法工作,经检查发现机体温度很高,原因是通气过滤网已堵死,引起温度传感器动作,更换滤网后,系统正常工作。不按操作规程拔插线路板,或无静电防护措施等,都可能造成停机故障甚至毁坏系统。
一般在数控系统的设计、使用和维修中,必须考虑对经常出现故障的部位给予报警,报警电路工作后,一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息,另一方面发出保护性中断指令,使系统停止工作,以便查清故障和进行维修。
三、故障排除方法
初始化复位法一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
参数更改,程序更正法系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。例如,在哈尔滨某厂转子铣床上采用了测量循环系统,这一功能要求有一个背景存贮器,调试时发现这一功能无法实现。检查发现确定背景存贮器存在的数据位没有设定,经设定后该功能正常。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。
调节,最佳化调整法调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某军工厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。在山东某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。
最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,其办法很简单,用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器,分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下,根据经验,即调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。 备件替换法用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。
一、 数控机床故障诊断原则
1. 先外部后内部
数控机床是机械、液压、电气一体化的机床,所以故障的发生必然要从这三者之间综合反映出来。所以要求维修人员掌握先外部后内部的原则,即当数控机床发生故障后,维修人员应采用望、闻、听、问等方法,由外向里逐一进行检查。
例1:一数控车床刚投入使用的时候,在系统断电后重新启动时,必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后,再使各轴返回参考点。否则,可能发生撞车事故。所以,每天加工完后,最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。
外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示,但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。
例如:台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时就出现414#和410#报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除,但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路,经修整后此故障排除。
2. 先机械后电气
由于数控机床是一种自动化程度高,技术复杂的先进机械加工设备。机械故障较易发现,而系统故障诊断难度要大一些。
3. 先静后动
维修人员要做到先静后动,不可盲目动手,应先询问操作人员故障发生的过程及状态,查看说明书、资料后方可动手查找故障原因,继而排除故障,
4. 先公用后专用
公用性问题会影响到全局,而专用性问题只影响局部。
5. 先简单后复杂当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下手时,应先解决容易的问题,后解决较大的问题。常常在解决简单的故障的过程中,难度大的问题也可能变的容易,理清思路,将难度较大的变得容易一些。
6. 先一般后特殊
在排除某一故障时,要先考虑最常见的可能原因,然后再分析很少发生的特殊原因。
二、 数控系统自诊断技术及故障排除方法
所谓系统诊断技术,就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。
1. 自诊断技术
1) 开机自诊断:数控系统通电后,设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如CPU、RAM及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来,如检测发现问题,系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。
有时开机诊断会将故障原因定位到电路板或模块上,但也经常仅将故障原因定位在某一范围内,这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。
2) 运行自诊断:运行自诊断也称在线自诊断,是指数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查,并显示有关信息,这种诊断一般会在系统工作时反复进行。
3) 脱机诊断:当系统出现故障时,首先停机,然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入RAM系统中,计算机运行程序进行诊断,从而判定故障部位,这种诊断在早期的数控系统中应用较多。
2. 人工诊断技术
数控系统的故障种类很多,而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试,也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上,这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种,最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等,现简介如下: 1) 功能程序测试法:这种方法将数控系统中的G、M、S、T、功能的全部指令编成一个测试程序,穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序,可快速判定哪个功能出现问题,这种方法一般在机床出现随机性故障时使用,也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。
2) 参数检查法:一般系统的参数是存放在RAM中的,一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱,从而使系统不能正常工作,这时应根据故障特征,检查和核对有关参数,在排除某些故障时,有时还需对某些参数进行调整。
3) 备件置换法:是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较,或利用备用的元器件替换有疑点的部件,从而快速有效地确定故障部位。
4) 直观法:直观法是利用维修中常用的“先外后内”的原则,利用观察零部件的工作状态、听声音、摸发热等方法,进行逐个检查,如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状上的变化;利用听觉可查寻器件发出的异常声音;利用嗅觉或触觉可查寻过载、高温等现象;等等。
5) 原理分析法:当采用其它检查方法难以奏效时,可以从电路基本原理出发,一步一步用万用表、逻辑表、示波器等工具对测点进行检查对照,最终查明故障原因。
3. 高级诊断技术1) 在高级诊断中,常用的方法主要有以下几种方法:
2) 自修复诊断:自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机运行,当发现某模块有问题时,系统会把故障信息显示在屏幕上,同时自动查寻备用模块,故障模块的工作即被备用模块取代,维修人员可根据提示更换下一故障模块。自修复诊断方法需要较多的备用模块,这会使系统体积增大,价格提高。
3) 诊断指导专家系统:近年来,随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展,这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础,自动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动,这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。
【关键词】系统故障定位的发展;常见故障类型;故障定位系统设计实例
1 前言
现代电力系统高压输电线路的安全、可靠运行关系到电力企业的切身利益。高压输电线路中产生的故障容易引发电力系统的断电,故如何及时、准确地对电力系统高压输电线路故障的位置进行确定,最大限度的提高恢复供电的效率,对于降低电力企业以及电网用户的损失有着重要作用。近年来,计算机技术在电力系统中的应用不断深化,先进的电力系统微机保护以及故障录波装置得到了积极的发展,这些都推动了高压输电线路故障定位技术的进步。
2 现代电力系统高压输电线路的常见故障类型分析
高压输电线路是现代电力系统中的重要组成部分,随着电力行业的不断发展,其馈线的数量和电容电流的数值日益增加,当系统处于长期运行状态时,容易导致系统故障的蔓延,进而引发系统的过电压和设备损坏,对现代电网输电线路安全以及稳定运行构成隐患。因此,及时、准确的发现和排除系统故障,具有重要的现实意义。高压输电线路常见的故障及原因如表1所示。
3 当前系统高压输电线路主要的故障定位方法分析
高压输电线路的故障定位一直是电力系统研究的重要课题。根据应用的电力线路模型、故障测距的原理以及被测量和测量设备的差异,输电线路故障测距的方法主要包括阻抗法以及行波法两类。
3.1 基于阻抗法的系统输电线路故障定位分析
基于阻抗法的高压输电线路故障定位技术通过对故障情况下的电压、电流值的测量以及相关计算,获得故障回路的阻抗参数,鉴于高压输电线路的长度和阻抗成比例,故据此能够求解出测量点与故障位置之间的实际线路距离。依据阻抗测距方法中测量的电气量位置的不同,可以将其分为基于单端电压及电流量的单端算法、基于双端电压及电流量的双端算法两种。对于这两种方法,可以从以下方面进行阐述:(1)关于单端算法。相对于双端算法,单端算法具有造价不高、不会受到通信条件的制约、简单可靠等特点,同时也存在测量距离精度偏低的缺点;(2)现代通信技术以及全球定位技术的不断发展促进了利用双端电气量的测距算法的实现。双端法能够从原理上克服单端法的不足,能够实现更高精度的故障定位。同时,依据数据同步方式的不同,双端法可以分为自同步以及不同步算法。
3.2 基于行波法的输电线路故障定位技术
基于行波法的输电线路故障定位技术借助行波传输的理论来完成高压输电线路的故障定位。当高压输电线路中产生故障后,会沿着电力线路传输故障行波,且其传播的速度与光速差不多,利用这一点,经过对行波传输至母线处所需时间的测量以及记录,能够对故障的位置进行确定。故障产生的行波会在故障点以及阻抗不连续的点发生折射,依据采用的单双端信息量及相关原理,行波定位法可以分为A、B、C、D等几种类型。
当前电网厂站中一般都装设了微机保护、微机故障的记录设备,现有设备能够满足工频故障定位的数据需求,具有实现费用不高、便于实现的特点。然而,常规的故障测距算法一般构建于相关的假设之上,而实际的电网运行情况与理论之间存在一定的误差。对此,可以通过合理的误差补偿措施以及多端输电线路数据的采用等方式,尽可能的改善相关算法的精度,然而系统的高阻接地、多电源输电线路、断线故障等情况除外。以实际应用中的行波法为例,在具体的输电线路故障定位中,该方法容易受到很多具体的工程因素的限制。例如,当系统的高压输电线路穿越区域土壤的电阻率存在不均匀现象,且受季节等的影响而产生变化,易使线路导线的参数产生频变,该现象对容易使得行波的传输速度产生不确定性。
3.3 故障定位系统设计举例
考虑到单端行波法在实际应用中的不足,本文以双端行波定位法为对象进行研究。实际中,电力系统高压输电线路的故障定位涉及硬件以及软件的设计两个部分,以硬件部分的设计为例,系统硬件环节的主要功能在于对行波信号的采集。
高压输电电路故障后产生的电压行波信号通过相应的传感器后,要经过两方面的处理,一方面传输到系统的采样启动单元,另一方面被传输至高速采集模块。当相应的行波启动要求得到满足时,系统通过A/D转换开始进行相关模拟信号的采集操作,与此同时,系统的GPS同步时钟将采样启动时间进行记录,并与行波的波形一起,存储到相应的工控设备之中。线路两端的数据进入主控室的工控设备,并完成相关的故障定位分析工作。如果电力系统网络产生过电压,该过电压信号被相应的电压传感设备采集并通过有关的信号调理步骤后,会达到系统的数据采集卡,在此处将采集到的模拟信号转化为对应的数字信号值,并进行存储。
作为整个故障定位系统采集电压行波的重要环节,系统采用的电压传感器的性能至关重要。本设计中,对于35kV及以下的电力系统配电网络以低阻尼阻容分压器的方式,从配网母线取得所需的电压信号,而对于110kV配网输电线路的电压信号,则通过特制的传感设备,在电容式套管末屏的抽头位置取得。经过相应的方波试验,对这种电压传感设备的响应特性进行了验证。实际的运行结果表明,基于上述方式的传感器能够对输电线路故障产生的行波信号进行准确的反映。
4总结
快速和精确的实现故障定位是现代高压输电线路故障定位技术的目标,也是电力系统继电保护方面的研究热点。电力系统输电线路的定位精度不但与电网中故障线路的供电恢复时间密切相关,更关系到输电线路现场运行以及日常维护人员的工作量。因此,在实际的应用过程中,电力企业应当准确把握各种高压输电线路故障定位方法的特性和方法的问题,不断的进行研究、开发新技术,提高现有定位方法的可靠性以及准确性,为电力系统的安全可靠运行、提高供电的质量提供保障。
参考文献:
[1]王军.高压输电线路故障定位方法的比较与分析.科技致富向导. 2009(11).
关健词:拖拉机故障分析技术保养
一、拖拉机故障的产生原因与分类
1、由于机件磨损,腐蚀与疲劳损伤等引起的零件损坏和变形,而产生的部件与部件的调整关系的破坏导致的故障。机件长期磨损,在较长的使用中逐渐形成的,不易马上发现与察觉,往往是综合性,较难避免,需利用较复杂的保养,修理手段才能排除,应从正确使用与保养入手,尽量减少这类事故,防止这类事故的发生。
2、由于消耗物质供应的减少、工作条件的急剧变化和使用操作及保养,调整不当造成的。这类原因引起的故障,一般是在保养调整后或停车再次起动时发生,如发动机不能起动,拖拉机不能工作等此类故障比较好排除。
二、拖拉机故障的表现
故障发生一般都具有一定的可听、可见、可嗅、可触摸、可测量的性质。表现几点如下:
1、作用反常。如:发动机不易起动,离合器分离不彻底,制动器在制动时失效,发电机不发电,摘挂档困难,发动机转速不正常。
2、声响不正常。除柴油机冷车或低速运转时有敲缺声和各部运动件正常的摩擦声响外,还能听到其它不正常的响声,如机件相互碰撞的响声,气体通过小孔时发生的吹嘘声,可燃混合气体在燃烧室外燃烧发出的放炮声。
3、温度不正常。如:发动机过热,变速箱,后桥过热,发电机过热,多缸发动机的排气支管温度差过大。
4、外观反常。如:排气管冒白、黑、蓝色烟,漏油、漏水、漏气,操纵杆自由行程变化不定,行进中车轮摆动,灯为闪烁,以及车身抖动等。
5、气味反常。如:排气中带有没全部燃烧的柴油和机油味,橡胶和绝缘材料的焦臭味。
6、消耗反常。如:燃油油和水的过量消耗,油面、水面、液面高度变化反常,高低变化过快。
以上几种反常现象,是互相联系,作为某种故障征象,会同时出现。
三、拖拉机故障的检查办法
拖拉机在发动机运转和行驶中,驾驶人员可依靠耳、眼、鼻、身体等器官的感觉,对整个机体的技术状态进行尽可能的全面检查与判断,提高对作业中的机车的技术状态的了解,对故障征象的识别和判断,从而做到对故障的提前预防,及时排除。
1、听诊法。根据机车运转时产生的声响特点,大致判断配合件的技术状态,称为听诊。拖拉机各部声响因机型的不同会有一些差异,因此要分清正常与异常的声响,必须熟悉本车型或本车正常声响特点,才能将听诊所得到的声响与正常声响相比较,鉴别声响部位及故障。
2、观察法。主要是通过观察机件外部与总成的形状及运动情况,如排气的颜色,油颜色,曲轴箱,机油加油口盖处的冒气情况,各种仪表读数,以及各油位的变化和漏水、漏气、漏油等。
3、触摸法。用手触摸机件或轴承部位,凭感觉来判断机件的工作情况是否正常,一般来讲说手感到的是温度和振动。拖拉机在负荷作业一段时间,停车后,用手触摸轴承相应部位的温度,可判断其工作情况。
4、嗅闻法。嗅闻烟气和烧焦气味,有助于发觉和判断某些故障的部位。
四、拖拉机故障诊断法
1、隔断法
农机工作者在机车故障分析过程中,常用断续地停止或隔断某部分、某系统的工作,以观察故障征象的变化使故障征象表露的更加明显些,以便于判断故障的部位或零部件,在分析多缸发动机故障时,常用断缸法,依次断续地使多缸发动机的某一缸停止供油或点火,使某一缸暂时停止工作,以便对该缸进行听诊,征象变化,分辨故障是局部性还是普遍性,以确定故障部位。
2、比较法
在分析故障时,如对某一部件产生怀疑,可采用备件新件替换或与相同件调换比较的方法,来判断该件是否发生故障和发生的部位。
3、验证法
对机车的某些部件和部位,采用试探l生的调整和试探l生的排除等措施,来观察现象的变化,以验证故障分析的结论是否合乎实际。当几种在同原因的反常现象同时出现,故障原因与调整不当有关时,往往不易分辨故障的原因,采用验证的办法就可以收到较好的分辨效果。
五、按照拖拉机工作不同时间来规范保养内容
1、每工作10小时
(1)要清除空气滤清器集尘盒中的灰尘,同进清除进气管附着的灰尘。作业环境恶劣时要随时进行清除。
(2)检查发动机油底壳油位是否在正常油位,不足时补加,是否有油、水混杂现象,如果油变质必须更换。
(3)检查喷油泵调速系统中的油位,及时更换新油。
(4)检查拖拉机前、后轮的紧固螺栓,并紧固。
(5)检查前、后轮胎气压是否正确,消除所有的漏油、漏水、漏气现象。
2、每工作50小时
(1)取出空气滤清器的滤芯,用清洁的柴油把滤芯彻底清洗干净后用压缩空气吹净进行保养,保养后要正确安装。
(2)检查风扇胶带的紧固度,要及时调整发电机上方的紧固螺栓。
(3)擦拭蓄电池,疏通通气孔,清除极柱附近的氧化物,检查电解液高度,及时补加蒸馏水。
(4)使用油整机各部位的点。例如:水泵、离合器松离滑套等。
3、每工作250小时
(1)做好清洗系统,在发动机停车后,趁热放出油底壳机油。
(2)清洗柴油滤清器,更换柴油滤芯。
[关键词]输配电线路;运行故障原因;查找方法
中图分类号:TM201 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)12-0278-01
前言:现如今,人们生活水平提高,对电力在稳定性、安全性等方面的要求也增强,由此,我国在配输电线路建设上也不断要求增加,电网容量、电网潮流等都越来越大,而且我们的电网设备也越来越齐全。一旦输配电线路在运行中出现问题,会导致人们的生产生活不能正常进行,带来巨大的经济损失。这就要求我们对输电线路运行过程加以监管,加强对其运行故障原因的分析,考虑输配电线路在运行过程中可能出现的问题,或者出现问题的原因,并熟悉维修方法,以此来增强输配电线路运行的安全性,保障输电线路的正常工作。
1、对输配电线路的简述
1、1 输配电线路的建设现状
今日,我国的发点来源主要是水力和煤炭燃烧,这就出现了资源分配和电力需求不适应的问题。就我国资源分布现状来看,首先,我国西部、中部、东北部地区水力、煤炭等资源丰富,但就资源需求来说,我国东部、东南部地区人口密集经济发达,对资源的需求量比较大。这也就导致了我国的输配电线路由西到东由北到南建设线路十分长、面积十分大,要经过各种自然环境,面临的挑战也就更多。
同时,今日,我们主要石采用交流输电的方式,因为它具有技术安全、成本低、方便电力输送等等优点,但是我们也知道,在交流输配电线路中会有导线的电阻耗损。在其他方面,还有防雷措施不够完善防雷规划不尽合理维修措施不到位等等问题,总之,随着电力建设的高速发展,我们的输配电线路也面临着很多安全隐患,许多输配电线路运行故障还需要加以研究,并弄清其发生故障原因。
1、2 输配电线路的运行故障
在输配电线路运行过程中,由于运输线路首先距离十分远,并且线路呈现网状结构十分复杂的组成十分复杂,运输过程中的辅助设备众多,但是保护措施又很少,所经过的大部分地区在野外,运行环境条件差,这又给输配电线路的建设增加难度。除此之外,我们还应考虑到,电路处于室外,还会受到长期的风吹日晒雨淋等等,这也容易使电路产生故障,阻碍电力的供应。生活中最常见的故障主要有单相接地故障、跳闸事故。以下是对输配电线路常见故障的具体分析。一是接地故障,导致接地故障的原因很多,包括树木摩擦、风筝触碰、或者人为管理不善等等。二是跳闸事故,也叫短路故障,跳闸故障是输配电线路最常见的运行故障,主要分为速断跳闸与过流跳闸两类。
2、关于输配电线路运行故障的原因分析
2、1 自然原因
输配电线路建设出于对其安全性等方面的考虑,多建设在自然环境较为恶劣的野外,这就会出现许多的、由自然原因引发的问题。在冬季,如果空气湿度较大,加上下雪天气就会导致积雪在输配电线路上融化,此时由于天气寒冷,线路容易结冰,并且结冰厚度可能不断随此增加,这就会给线路带来故障隐患,一是带冰的线路比覆冰前更易脆断,二是在风力作用下线路发生摆动时容易导致闪络事故,导致大范围的停电,而且寒冷的天气也使维修工作难以开展。除此之外,日常中的大风天气也会导致输配电线路的摇摆,从而造成相间闪络、甚至跳闸等故障,遇到台风等极端天气还可能造成杆塔的摇晃,在风雨交加的天气还会发。最后,雷电天气是输配电线路发生故障的最主要因素之一,主要是由于输配电线路被雷电击中后就会在线路中产生瞬间的浪涌电压,轻者会触动变电站的保险系统发生跳闸,导致大面积的停电事故,重者会直接导致一些电力设备被击穿而损В造成巨大的经济损失。在实际工作中,由于雷击而导致的故障极为常见,而且危害性较强,必须引起生污秽闪络事故,当故障发生后由于天气恶劣给维修带来极大困难。
2、2 人为原因
人为原因主要有两个部分,一是输配电线路的维修人员,如果维修工作者在维修时将电线接口连错,或者说线路没有安全的高质的连接,电路运输数据设置错误,这都可能会出现人为原因造成的短路故障或者接地故障。这要求工作人员加强责任意严谨工作,认真的完成每一项维修检查任务,对人们的经济生活甚至是生命负责。同时,在居民区的输配电线路面临着被居民区居民损坏的问题,这要求我们加强对此的监管。
2、3 自身原因
从输配电线路运行自身状况来看,首先,电器设备和运输电线质量有所差别,同时,还要考虑电器设备和电线在安装过程中十分安装合理,有没有不足或者没有发现的小失误等等。一方面,如果电器电线本身质量不好,装配材料的性能和尺寸不能与输配电线路的要求向吻合,就会导致线路设备容易在使用时老化速度加快,出现接地故障、短路故障等等,这就要求电器生产厂家高质量生产,提高工厂电器电线等等生产的技术水平,不断利用科学技术发展进步,不让电器电线的质量成为一个安全隐患。另一方面,在安装过程中,也要使电器电线高质的完成组装,不留安全隐患。
3、关于输配电线路运行故障的查找方法
3、1 关于短路故障的查找方法分析
短路故障经常在输配电线路运行中发生,而且这种故障不好掌控,当短路故障发生时,产生的危害影响也是比较大的,一旦短路,人们的用电首先受到危害限制,其次,电路短路对电线设备的影响也是比较大的,可能造成电路电线的损坏。而且我们的电线设备一般会有电流保护模式,如果是这种情况下,可能会出现由电流速断或者过电流保护而电线自我熔断引起的电路短路。但不管是哪种情况,这就要求我们熟悉电路短路的查找方法,首先对电路主干进行检测,观察电路上的分段断路器。我们还可以借助线路故障指示器进行检测,来确定出现短路故障的线路。找出故障点后,除了对短路点进行维修,还应该检测线路中的薄弱点,将它们一起检测维修。检测方法有两种,第一种是甩线测“电压”,将短路点与电路连接全断开,再恢复短路点应该连通的电路。第二种是在线测“电流”,将短路点与电路连接全断开,再恢复短路点应该连通的电路
3、2 关于接地故障的查找方法分析
接地故障的查找方法有两种,一是半永久性接地故障的查找方法,值得一提的是,这种情况下的查找方法和和我们的短路故障的查找方法有一些相似性,我们可以通过对电线路上分段断路器的观察,查出故障点,从而进行维修工作。第二种是瞬时性接地故障,这种情况发生的都比较快而短暂,且故障发生后,故障点绝缘体等都会恢复正常,查找起来也比较困难,只能通过对线路的全部检测来慢慢确定故障点。除此之外,我们还可以深入群众,通过从人民哪里实地了解情况,可以方便我们的检测工作。
4、结语
综上而述,我们的输配电线路运行中面临各种挑战,可能出现各种问题,但不论如何,面对我们对电力的要求越来越高的现状,如何提高输配电线路运行的安全性,减少输配电线路可能出现的故障值得我们深入研究,同时也要不断提高对输配电线路出现的故障的查找方法,努力为人们提供稳定的电力。
参考文献