引起工程机械电气故障的因素及预防措施

混凝土拖式泵、液压凿岩台车、干湿两用喷浆机以及轴流通风机等工程机械，常因电气系统故障而使施工人员束手无策。其实根据我们的经验，工程机械电气故障归纳起来主要来自4个方面。

一、引起电气故障的因素

温度、湿度、空气污染状况以及大气压等，都会影响电气系统的运行质量。据不完全统计，环境因素造成的电气故障占电气系统总故障的30%。

（1）温度

电气设备工作会使其自身温度升高，如果周围环境温度偏高、空气流动性差，或者散热效果不良，必将使电气设备温度进一步升高。如果温度升高超过允许范围，会造成电器元件零漂和线性度变差。如果温升过高，不仅会造成电器元件金属材料软化、机械强度下降以及绝缘材料老化、绝缘性能下降，还会导致接触点不良、电子元器件被击穿、线路起火等电气故障。据不完全统计，温升会使电气系统故障率增加36%，电气元件寿命缩短33%。

（2）湿度

工程机械常年在湿度较高的地区作业，不仅会造成电气设备绝缘性能下降、电器元件腐蚀和霉变，还会导致电气设备性能下降和使用寿命降低，甚至会引发电气故障。

特别是工程机械进入温度较高、湿度较大的隧道内施工时，电气设备若不能及时通电作业，极易使电气部件金属表面形成液化水珠，破坏电气设备绝缘，甚至造成烧坏电气元件的严重后果。

（3）大气压

工程机械上安装的电气设备，大多数是按照海拔不超过1000m 的环境条件设计制造的。当这些设备应用于海拔超过1000m的地区时，由于大气压降低以及电气元件受热温升加快，将使密封元件体积膨胀，散热效果明显下降，从而导致电气设备的工作性能下降。这也是高海拔地区工程机械电气故障高发的原因之一。

2.运行条件

当电气设备的运行参数与额定值差别较大，或设备本身的运行工况与出厂工况差别较大时，设备极易出现故障。其中电动力、电接触状况、电网运行工况影响较大。据不完全统计，运行条件改变造成的电气故障占电气系统故障的32%。

（1）电动力

在小电流情况下，电动力对电气系统的正常工作没什么影响。在大电流尤其在短路的情况下，电流所产生的电动力可造成导体变形、接头松脱、开关误动作和电容烧毁等电气故障。电气系统加装热敏过电流继电器、急停按钮开关，就是为了保证在过载情况下，电路能自动断开确保安全。

（2）电接触状况

电接触不良是造成工程机械电气系统故障的重要原因。工作中若由于振动或电气元器件锈蚀、氧化、老化等原因，引起电接触不良，将导致电接触点处发热、接触电阻过大、接触点压降过大和电路不通等故障，严重时则发生电器烧毁等事故。如交流接触器触头压紧弹簧变形或弹性减小，将导致接触触头与导线联接点接触不良、导线与接线端子连接螺钉松动、锡焊点断开等故障。

例如，1台阿特拉斯104型凿岩台车每次启动时，都出现电源缺相报警、主电机无法启动故障。首先，检查电源进线处三相电压均为408V，属于正常范围。其次，检查电源变压器和电缆线的容量，均满足要求。再次，检查上一级配电箱内电源开关，结果发现某相进线接线端子与接线鼻之间接触面锈蚀严重，动触点与静触点烧损严重。最后，更换该电源开关，故障消失。

分析认为，接触面锈蚀严重，造成大电流时在A相静触头上聚集大量热量。热量通过动触头传递至压紧弹簧，造成压紧弹簧受热疲劳损伤，失去原有的弹性，最终导致动触点与静触点因接触不良而烧损。

（3）电网运行工况

当电源电压与电气设备额定电压相差较大、电源或负载不对称时，工程机械电气设备将不能正常工作，严重时将使电气设备烧损。

例如1台ME Y CO湿喷机进行喷浆作业时，由于电气系统保护开关频繁动作，造成该机不能正常作业。检查发现，变压器距作业地点1000多米，作业地还有其他大功率用电设备工作。在排除机械、液压和电气系统本身故障原因后，最后将目标锁定在电源电压上。

分析认为，上述环境造成电源电压浮动较大，从而导致湿喷机保护装置频繁动作。为此决定，在湿喷机上加装移动式无功补偿装置，以减少三相电机的无功损耗。加装移动式无功补偿装置后，喷浆机工作恢复正常。

3.维护保养

据不完全统计，因电气系统使用维护保养不到位引起的故障，占整个电气故障的11%。按照工程机械保养规程，定期对电气系统进行维护保养，可大大降低电气系统的故障率。

例如，1台单臂凿岩台车配装功率为75kW的6极电动机，电动机启动后出现三相电流不平衡现象，其中有两相电流均为70A，另一相电流为115A。该机电机采用星-三角降压启动，带有短路、热继电器过载保护以及自动控制系统。排查该故障过程如下：

首先，用万用表测量电动机三相绕阻阻值均为1.2Ω，再用兆殴表测得相间绝缘电阻为5MΩ，对地电阻为20 MΩ，二者均属于正常，由此可排除电动机有故障的可能。其次，检查线路接头，也未发现发热和松动现象。再次，用万用电表测量电动机未启动时控制柜的电源电压均为400V，而在启动后电动机的工作相电压即出现不平衡。然后，拆下接触器触头发现，接触器相触头由于缺乏保养而接触不良，且出现烧损痕迹。最后，将接触器相触头修复后试机，故障消失。

4.选材不当

工程机械电气系统设计时考虑不周、选材不当，也容易导致设备故障率增高。据不完全统计，设计及器件缺陷因素造成的电气故障，占整个电气故障18%。

5.不可预见的外部因素

一些不可预见的外部因素，如出现地震、大风、水灾、泥石流、雷电和临时性大磁场等，也会造成设备电气故障率增高。据不完全统计，这些因素引起的电气故障占整个电气故障的9%。

二、预防措施

减少电气系统故障率的措施主要有2个方面：

一是避免电气系统在温度过高、湿度过大以及污染严重的环境工作。对工作在温度过高环境的电器设备，可采取冷却风机进行降温。对工作在湿度过大环境的设备，要采取通风、局部隔离等除湿措施，必要时可在电控柜等电气设备上加盖防水罩。对工作在灰尘过大环境的设备，要采取通风、除尘等措施，必要时可在重点电气部位上加盖防尘罩。

二是加强操作人员培训，切实做好电气系统维护保养工作。应定期对电缆接头、接触器和断路器等主要电器元件进行除尘。在做完设备润滑保养后，应检查电缆等电器元件有无油污，如有则应及时用棉纱擦拭干净。

（作者地址:河南省洛阳市解放路34号院 96518部队473000）

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