1.机电设备故障诊断原理

机电设备故障诊断第一阶段为构建机电设备数学模型。这一环节是以故障检修工作者记录系统正常运行过程中机电设备参数为依据。机电设备出现故障后，故障检修工作者利用现有机电设备数学模型对正常参数和故障参数进行比较分析。在二者存在显著差异的情况下，能够快速将故障锁定，从而为机电设备故障诊断奠定良好基础，提升机电设备故障诊断效率。在机电设备故障诊断中，第二个环节就是对机电设备正常工作参数进行收集。获得有效信息是一切工作的前提。机电设备运行参数，运行状况被收集到之后，还需要借助信息技术输入到计算机中加以分析，区分，以现代高科技为支撑，提升机电设备故障判断准确率。在机电设备故障诊断中，最后一个环节就是对信息进行分析，识别和转换。应用计算机技术分析机电设备运行参数，运行状态，进而把机器语言变成人的语言，使故障检修工作者能够查验矿山机电设备是否发生了故障，从而为后续故障维修工作者排除打下了基础。

2.机电设备电气故障特征

2.1 隐蔽性高

在机电设备中，存在着大量的电气故障，这些故障往往隐蔽性强，难以用肉眼直接观测和检测。所以，要保证机电安装项目的顺利开展，就需要对其进行综合分析，找到问题的根源，并提出相应的对策。比如，在长期运行的机械和机械设备中，有可能发生瞬间的电气故障。当机械和电气装置发生故障时，将使其不能正常工作。因为此故障尚在初期，所以对装置的冲击不大，偶有停电事故发生。一旦电气系统中的一台电子设备发生故障，那么整个控制系统就会陷入瘫痪。这是偶然发生的，因为设备在运行中，所以很难引起员工的注意。

2.2 故障恶化速度快

机电设备中含有许多导线、元器件，它们的分布十分密集。因此，在使用过程中很容易出现各种问题，最为突出的有机电系统内部的电气故障和机械故障。如果电气装置发生了内部问题，而又没有得到正确地解决，那么这个问题就会很快变得更糟。在这种情况下，必须对机械、电气设备进行及时的检修。例如，在机械和电气设备中，当一个零件的温度突然上升时，它就会在短时间内造成其他零件的损伤，并引发新的设备故障。如果其中一个零件出现了损伤或者老化的情况，就会导致整个系统的失效。按照这个逻辑进行，直至关联的设备无法使用为止。

3.机电设备的电气线路存在的故障分析

3.1连接点过热

在设备工作时，受电压、电流等因素的作用，其各种介质、电阻等都会不断地发热，从而导致母线和支路的连接部位出现过热。同时，由于维修人员未及时发现隐患，致使设备温升过高，导致线路发生故障。导致机械、电气设备出现热失效的原因有：（1）绝缘材料老化和线路失效。（2） 裸线受外界因素的影响，可能产生接触不良现象。

3.2线路过载

电气线路短路是机械设备在使用过程中经常发生的一种故障，其产生的原因有设备和线路本身的绝缘性能差，还有周边的环境因素的影响。根据其形态的不同，可分为：变压器绕组匝间短路，接地短路，三相短路。不管是何种原因造成的电线短路，都将严重地影响到机械和机械设备的正常运行。

3.3超负荷用电

随着我国国民经济的快速发展，民用及民用用电设备的数目日益增多，用电负荷也随之增长。随着电气需求的持续增长，有必要对建筑物的用电状况进行评价，以便为今后的发展留出足够的电气使用空间。但目前来看，大楼的用电量是难以估计的，极易出现过载现象，使机电设备的工作负荷增大，电气线路发生故障。

3.4线路温度过高

我国现有照明电路及插座电路数目不多，因而在设备工作时，各回路负载增加，使线路断面缩小，引起线路温升升高。导线的高温超出了金属丝自身的耐温范围，就会使金属丝的寿命缩短。根据对电气线路的日常维护可知，当其表面温度超过8℃时，其使用寿命将缩短一半，引发火灾的可能性也随之增大。

4.机电设备电气故障检测方法

4.1短接检测法

在实际的机电设备断路测试中，若出现了少量的线路负荷，就必须结合实际的线路状况，采用短路测试方法来实现对线路故障的有效检测。首先，要准备一根比较长的电线，并且要有很好的绝缘能力，在可能发生故障的区域里，把导线的两端都短接，当线路中的电流正常运转，从而构成一个回路，就可以判断出这一区域的线路有没有断开故障，再按照这种方法，可以有效地判断出故障的具体位置，使其能够真正地实现故障检测的目标和效果。（1）分段测试法，即根据各电子元器件各自的特点，对设备线路进行有效的断路，由此判断出故障的范围和具体的位置，比较适合零件较多，复杂程度较高，检测困难的电路；（2）局域定位，即在整个线路的某一部分，采用导线联结法，对线路进行检测与剔除，这种方法简单，但计算量大，仅适用于小型机电设备，限制很大。

4.2电阻检测法

阻抗检测法就是通过检测被测器件电阻值的变化来确定被测器件的故障位置。电阻法试验时，应首先将机械、电器设备关掉，避免仪器内存在的电流对被测人员造成伤害，并避免对电器、机械设备造成损坏。在实际应用中，在采用电阻测试法时，要根据不同的设备情况，采用适当的试验方案，将其划分为分级试验和分段试验，这就需要设备试验人员对试验方案进行科学的分析，从而选出更合适的试验方案。不同的电阻等级划分方法之间存在着一定的相似性，但也存在着不同的特征。电阻等级检测法是通过对不同电阻值的检测，并根据电阻值的变化，对某一具体位置的电气故障进行深入的研究和分析。所有的电气设备的故障检测，都要在准备期间切断机电设备的电源，保证机电设备的电路中不会有电流，将要检测的电气线路尽可能地分开，从而进一步缩小检测范围。在使用电阻法对仪表线路进行检测之后，应与所记录的电阻阻值进行对比，并把它与实际情况结合起来，认真观察和分析各种可能的故障原因。若许多阻值数据相比较相似，电阻值的变化非常小，或在电路中，在正常操作条件下的电阻与所测电阻的值差别不大，则表示此部分的电子线路并未出现故障，线路状况良好，接着对其他电子电路进行检测与分析。

4.3电压检测法

该方法具有检测效率高、实用性强等优点。由于电压检测方法对专业要求不高，因此在电气、电气设备维护等领域得到了广泛的应用。电压检测法是利用伏特表检测电网中设备上的电压，然后将其与平时的电压值进行比较，从而确定电路有没有故障。在试验过程中，一定要保证工作的安全，电压测试方式使用的电压表中有电流流过，因此要特别注意，不能使用不正确的试验方法，以免对机械、电器设备造成损伤。在机电设备的电气故障诊断中，电压等级测试法是一种通过将电压表电笔的一端与电源装置相连，用电源设备线路中的电路图逐级地对电笔进一步地进行检测，然后对每一点上的电压值进行读取和记录。根据电压表、万用表等仪器的检测结果，可以判断出是哪一个部位出现了短路或断路。

4.4线状态检测

在互联网和物联网飞速发展的今天，在线状态检测已经获得了一定的发展突破，并且这一技术还具有很大的发展前景，它可以将传感器技术和网络技术相结合，建立起一个成熟的应用层、感知层和网络层，从而达到对射频识别和感知管控的目的。它具有全方位的感知能力，可以实现数据信息的实时、高效率地传输，并且可以通过无线网络和移动网络来实现数字信息的双向流动。它与 RFID技术相结合，将射频信号转化为对应的电子信号，采集、解码各种数据信息，并传送给服务器。另外，利用相关的传感技术，可以将对应的物理信号转化为电信号，进行数据信息的获取。同时，还可以与神经网络系统、人工智能系统相结合，对各种收集到的数据信息进行整理、分析和识别，对传输误差进行校正，基于真实的数据信息进行加权运算，最后将传输结果输出。所以，将物联网技术、传感器技术和人工智能技术相结合，可以有效地提高电气设备的维修效率，并对其进行快速定位。

5.机电设备电气故障管理

5.1应制定健全的设备检修管理制度

要重视机电设备的维护，要有专门的人员进行维修，以确保其平稳运行。对机电设备进行维修管理，确保维修工作的质量。机械设备的日常维修是保障其安全运行的重要环节，维修较购置新的设备能节省企业的投资费用。要加强对设备的日常维护工作的各项工作，并把这些工作落实到实际工作中去，以减少故障的发生。有关工作人员应定期对机电设备线路进行细致的排查，并对老化以及其他问题线路进行及时替换和处理，以保证机电设备的安全运行。由于检修人员业务素质的高低直接影响到检修工作的进行，因此，必须对检修人员进行培训。为保证机械、电气设备的运行安全，及时做好维修工作总结。

5.2高分辨率连续监测

利用连续式测温技术，可以为定期的热检提供更多的能源，特别是对电气设备的寿命有重要影响。因为在任何时候都有可能出现故障，所以持续的温度监控具有很大的优越性。另外，该方法与操作人员无关，对常规检测也无影响，尤其是在重载情况下。而实时监测则能及时发现异常情况，及时报警，从而及时采取相应的应对措施。此外，如果将其与已有的监测及资料收集系统相结合，则可完成远距离的即时监测，而不需另设一套系统或一份报告。

5.3准确的故障诊断方法

利用定性检测图像分析，可以判断电气设备热严重程度的技术很多。技术之一就是通过测定每台电气设备实际最高温度，按照标准对它们的状态作出评价，从而做出直接说明。最高温度通过规定所选区域中的最高像素值来确定。但这一技术也有误导之嫌。这是由于电气设备温度受环境温度的影响是不一样的。所以也要考虑相对于环境温度的差异。计算直方图或者直方图距离，这是另外一个可用来计算两对象相似性的方法。在这样的场景中，我们需要计算各个区域的直方图，并将其与其他区域做对比。另一种被推崇的策略是对分割区域的梯度进行分析。采用梯度分析技术具有能够确定电气设备热点起源的优势之一，而这些参数均可作为决策过程的输入特征。电气设备检测一般可用来对类似设备间的故障进行对比，但是可能要表现出故障发生的轻重。机电系统故障诊断通常取决于满载发热点预测，以及装置在此温度范围内耐久性。因需对系统满负荷运行状态下最高温度进行预测，所以有必要探讨设备可靠性及使用寿命预测的新途径。

5.4分阶段的设备维护管理

电气自动控制设备中的每一个部件的寿命都是不一样的，它们并不是永久的，在使用过程中，由于内部和外部的各种原因，都会发生磨损，从而导致操作故障。按损失程度及发生损失的时期，可将其划分为早期失效、中期失效和老化失效。由于每一种故障出现的时间周期是不一样的，所以我们可以把故障的维修，管理，预防和分析分成几个阶段来进行。即针对出现频率的不同，采取的防范措施也不尽相同。在设备投入使用之初，就要强化监测与防范，在设备长时间运转之后，要将其工作状况做好记录，保证其工作在最优的情况下进行。对于电气自动化控制设备，随着时间的延长，损耗的增加，工作人员除了要强化检查之外，还要加大维护与维修的力度，降低设备部件的损耗程度，延长设备的寿命。一些不能再使用的零件，要及时更换，以免以后电器自动控制设备出现更大的故障。

结论

总之，只有运用这一系统，才能对其进行合理、准确的维护，才能实现对其故障的快速准确排除。员工需要对电气故障的检修方式和检修计划进行合理的使用，对电气电路的故障进行检测，要不断地提升自己的专业能力，不断地充实自身的技术和专业知识，并且自主地学会了许多电气故障的常规检修与维修方式，这样，他们就可以迅速地发现机电设备的电气故障的根源，并针对具体的情况，提出相应的解决办法，从而保证机电设备的正常运转。

参考文献：

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