电力拖动控制线路的故障检测与排除

　本文主要是针对接触器- 继电器控制系统的各类控制单元在电气控制布线阶段出现的故障，利用各种仪表工具和断电故障检测法找到有效的检测方式，并快速地排除故障发生的位置，这也是实现电力拖动和线路布线的有效途径。
1 电路工作原理
首先可以让学习人员拆卸低压电器元件，譬如热继电器和交流接触器等等，这样就可以直接显现电路器件的内部构造和运转过程，由抽象的理论变为形象的器件，让他们尽快掌握元件的工作原理，从而了解元件在电路中起到的控制作用。然后可以指导学习人员连接电路进行通电实验，并按照电路原理检查电路功能是否正常，让他们能更深入地学习电路原理。这一环节以交流接触器联锁正反转控制电路为例，利用多媒体展示接触器控制电路图，为学习人员分析正反转电路的工作原理，并说明如何才能让电动机实现正反转。主电路应采用KM1、KM2 来转换电动机电源的相序，从而确保两个接触器无法同时工作，这么做主要是因为KM1、KM2 吸合将会导致电源短路。为了预防发生这种故障，就要事先做好控制电路的互锁保护，利用KM1、KM2 的常闭触点切断线圈通路。接触器联锁正反转控制电路的工作过程具体如下。
（1）动机正转: 闭合上开关使三相电源导通，然后按下启动按钮SB2，接着接触器KM1 线圈开始吸合，通过常开触点实现自锁功能，闭合接触器KM1 后接通电动机，电动机的工作顺序为L1、L2、L3，并成功实现正向运转。
（2）电动机反转: 闭合上开关导通三相电源，然后按下启动按钮SB3，则接触器KM2 开始吸合并通过触点形成自锁，然后闭合接触器KM2，接通电动机，这样就能让电动机反向运转了。
（3）电路互锁功能：当电动机正向运转时，接触器KM1 通电后就会切断KM2 线圈的回路。要想让KM2 线圈得电吸合，就要让KM1 断电，使KM1 常闭触点复位，从而避免发生电源相间短路现象，这就是电路的互锁功能。
2 故障断电检测法
在电力拖动与控制系统中，电气控制线路布线工作完成以后，可以利用电工工具对线路进行带电检测或者断电检测，带电检测方式主要有电流测量法和电压测量法等，断电检测方式则包含电阻测量法。断电检测法安全性较高，可以选用钳形电流表、万用表或兆欧表进行检测，从而实现对电动机电气线路的控制。
该检测方式常用于大型电气设备控制系统的检测，譬如万能铣床或牛头刨床等。
2.1 主回路检测
在进行故障检测之前，应先断开主回路的电源开关，测量接触器KM1 电源端U1-U2、W1-W2、V1-V2 之间的电阻，如果测量所得的电阻值趋近于0，那么主回路的熔断器运作正常，反之则证明熔断器已经被烧毁，需要及时更换新的。接着需要测量KM1 触点两端U1-U2、W1-W2、V1-V2 的电阻，并手动模拟接触器KM1 实现闭合操作，如果电阻约等于0 表明接触器触点正常，否则表明接触器的触点存在接触不良的现象，需要进行修复。再者是测量热继电器的热元件触点U2-U3、W2-W3、V2-V3 之间的电阻，如果电阻值很小说明热继电器的热元件正常工作，反之表明某个热元件发生了故障，可能需要更换热继电器。最后是测量热继电器的U、W、V 和电动机接线端，直到所有障碍被排除干净。
2.2 控制回路检测
电路图见图1。首先接通电源，按下按钮SB2 或SB3，如果接触器KM1 无法得电就表明控制回路出现故障。要想找出故障需要断开电源，并测量1-2、1-3、5-6、1-4 之间的电阻，然后根据测量结果找到故障发生位置。如图1，√证明电路无故障，R 代表接触器电阻值，∞表示两点之间的电阻值无限大，对应的点之间需要进行开路操作。

图1 电动机的电气原理与检测电路图
3 故障检测与排除的实例分析
在低压电气控制电路中进行布线需要按照顺序进行，先布置主回路，从上到下；然后布置控制回路，从下往上。本文以电动机正反转Y- △电气控制电路为例，将电气布线常见的几种故障以及检测方法总结如下。
3.1 断路故障
电动机正反转Y- △电气控制电路是采用三个接触器和一个继电器实现运转的，继电器是完成星形接法转换为三角形接法的关键元件，通过这个元件就可以对电动机接法转换的时间进行控制。断路故障主要是出现在布线阶段，而且发生率较高。主回路断路故障主要是因为Y 接触器的触点没有连接，所以通过目测就能够检测出来；而控制回路的短路故障检测需要把万用表或电流表调至欧姆档，并分别接入1 点和13 点，然后按下SB2 或SB3 按钮，表的指数可以指向无穷大，检测方式有两种：其一是将表笔接入1 点，另一个表笔用于检测2-8 点，如果检测指数为0 表明电路连接正常，如果指数无穷大表明电气触点出现连接错误。
在具体的布线过程中，常见的断路故障有五种：（1）将动断触点接成动合触点；（2）按钮盒出现线路连接错误；（3）导线与电器的接线出现松动，存在虚接问题；（4）常闭按钮接为常开按钮；（5）接线片压住导线绝缘部分，导致接触不良现象的发生，测量的电阻值误差较大。如图2 所示，第5 点也经常出现故障，如果把电路按钮盒内2 点的连线接入对面的接线柱上就会造成断路故障。
3.2 短路故障
短路也是电动机正反转电气控制电路布线中经常出现的一种故障，主回路的故障主要是发生在接触器KM2、KM △、KMY 这些触点上，检测故障时应将万用表置于欧姆档，两表笔接入U、W、V 这三条相线中的任意两条，如果检测指数为∞表明电路正常，如果检测指数为0 表明两条相路之间存在短路问题，需要找到对应的连线端来排除故障。至于控制回路，需要按照顺序检测4-13、5-13 和6-13 之间的电阻，电阻值显示为∞，则电路无故障；电阻值显示为0，则电路存在短路障碍，需要在7-13 点之间检测电阻值，从而找到故障发生的确切位置。在布线过程中，容易发生短路故障的主要有3-4、5、6 点，因为这三点连接了五处电器线路，很容易导致电器进出线混淆，造成接触器自锁点短接，之后电动机就会直接起动，而短接接触器自锁只能实现点动功能，能够发挥的实际作用非常有限，严重降低了机器的运转效率。
3.3 线圈得电而触点不动作的故障
如图2 所示，电器线圈皆为并联电路，如果其中两个线圈为串联电路，那么线圈实际电压就会低于工作电压，线圈虽然得电而触点无法运作，如若某支路电阻为2R，则该条电路就是故障发生的位置。
3.4 自锁故障
图2 的4、5、6 点之间各有两组自锁触点，如果电路不具备自锁功能，则需通过手动模拟接触器来获得电力，如果两点之间的电阻为0，那么自锁功能显示正常；如果电阻为∞，则表明电路存在自锁障碍，需要尽快采取方法进行排除。
3.5 Y、△接法的转换故障
在电路布线过程中可能会出现Y 、△接法转换故障，第一类是Y 、△无法转换时，△、Y 接触器线圈得电，触点也会不停抖动，该故障发生在6 点，该处有4 个电器的触点互相连接，如果电器的进出线搭接错误，就会造成Y 、△接触器触点串联。这种故障的检测方式就是断开6 点的连线，如果9、10 点的电阻为∞则电路正常，如果电阻为0 则表示存在故障。第二类是Y 接法无法转换为△接法，这时需要检测继电器线圈是否在9-13 点之间，并断开11 点的连线，如果电阻为0 表示有故障，如果电阻为∞则电路正常，接着再检测10-12 点的动合触点是否能够正常工作，直到故障安全排除。

图2 电动机正反转运作原理图
4 结语
电动机控制电路故障并不是完全相同的，即便是同一种故障，其所在位置也是不尽相同的，所以在检测和维修故障的时候不能完全照搬同一种模式，而是要根据故障的具体情况进行详细分析，从而得出合理的检修方案。电力从业人员在学习电路分析的时候，应先了解电路工作原理，从而逐步掌握电路分析能力，对电路进行综合分析，顺利排除电路故障。