1引言
高精度電流傳感器不當(dāng)使用的分析應(yīng)用,是保障設(shè)備正常運行、工業(yè)生產(chǎn)中工藝技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵。電鍍作業(yè)現(xiàn)場常見直流計量儀表配置和使用不當(dāng)所致的設(shè)備故障和生產(chǎn)運行事故,輕則影響生產(chǎn)進程、降低作業(yè)效率、使產(chǎn)品精度降低;重則造成設(shè)備損壞導(dǎo)致停產(chǎn)甚至火災(zāi)等傷害事故。所以,在電鍍生產(chǎn)現(xiàn)場必須保證電鍍設(shè)備和生產(chǎn)線配置儀表的合理與規(guī)范。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場積累的實踐經(jīng)驗,記錄了一些因測量儀表配置或使用不當(dāng)引發(fā)的典型設(shè)備、生產(chǎn)故障和事故,對其中的一些直流電流表故障加以分析討論,供從業(yè)人員在設(shè)備管理、維護和生產(chǎn)運行工作中參考。
2儀表表頭和分流器不配套使用的故障
2.1生產(chǎn)實例1
某電鍍車間生產(chǎn)線大修后,發(fā)現(xiàn)按照原工藝規(guī)定的直流電流進行電鍍時(工件的工藝鍍鉻),鍍層不能實現(xiàn)工藝要求,造成產(chǎn)品批量不合格,表現(xiàn)在鍍層不均勻,電鍍工件成品表面粗糙。
2.2故障現(xiàn)場處理及原因分析
(1)處理方法:電鍍工認為“電鍍槽內(nèi)鍍液的氣泡沒有生產(chǎn)線大修前劇烈,感覺直流電流比大修前同類生產(chǎn)加工條件下要小。”檢查硅整流設(shè)備正常,銅母排良好,母排各連接點無大電阻出現(xiàn);校驗直流電流表表頭,正常合格;檢查分流器,阻值正常,輸出正常。又檢查電鍍液的原料工藝配比和配料配方,符合工藝規(guī)程;檢查電鍍陽極極板、陰極極棒,也無異樣?，F(xiàn)場綜合分析認為,電鍍生產(chǎn)過程中鍍槽內(nèi)的實際電流值小于儀表所指示的電流。檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場采用的分流器規(guī)格為3000A/75mV,而現(xiàn)場表頭的規(guī)格為45mV/3000A,導(dǎo)致表頭所指示的直流電流大于鍍槽內(nèi)電鍍生產(chǎn)過程中的實際電流值,產(chǎn)生電流指示錯誤,使作業(yè)人員產(chǎn)生錯誤判斷。對45mV/3000A重新按照75mV/3000A標定,標注正確的標稱電流值,故障排除。在這例故障的處理中,以更換配套的表頭為宜,本例實際操作中之所以采取重新標定表頭,是因為故障現(xiàn)場地處山區(qū),沒有更多的儀器儀表備件。
(2)原因分析:在設(shè)備大修過程中,高精度電流傳感器不當(dāng)使用的分析，進行了儀表檢定,原直流表頭報廢,更換表頭時沒有注意分流器和儀表表頭的量程規(guī)格,用45mV/3000A表頭替代了75mV/3000A,導(dǎo)致兩者配合不當(dāng)。
2.3故障1揭示的要點
要點1:直流測量儀表的表頭和分流器應(yīng)嚴格配套使用;當(dāng)出現(xiàn)不能配套時,應(yīng)重新標定表頭。要點2:直流電流表表頭的準確度和配套的分流器的準確度應(yīng)一致,當(dāng)兩者準確度不一致時,準確度低者為該計量儀表的準確度等級。要點3:對直流電流表進行檢定、檢查時,應(yīng)同時檢定、檢查儀表表頭和配套的分流器。
2.4與故障1相關(guān)的技術(shù)措施
(1)儀表表頭的重新標定常用兩種方法,一種是比對法,在標準校表臺上將需要標定的表頭(如例1中的45mV/3000A)與高**度等級的標準表頭(如例1中選75mV/3000A)相比對,逐點進行標定;另一種方法是直流電流標準值法。因為電鍍現(xiàn)場大電流直流表的表頭實際上是一個毫伏表,可以選取準確度等級高于現(xiàn)場儀表表頭準確度兩個等級的直流電源,將標準的毫伏值加在待標定的表頭上,按照毫伏值與直流電流值的對應(yīng)關(guān)系進行逐點標定。
(2)生產(chǎn)現(xiàn)場定性檢驗“分流器-直流表頭”配合的常用方法是:在分流器輸出端量取直流毫伏值,高精度電流傳感器不當(dāng)使用的分析，根據(jù)分流器的變比,計算出現(xiàn)場的實際直流電流量值,與直流表頭的輸出顯示相對比。實例1中故障的發(fā)現(xiàn)即得益于此方法。
3儀表與分流器的連接不符合測量儀表要求的故障
3.1生產(chǎn)實例2
電鍍現(xiàn)場,鍍槽所在位置設(shè)置的指示儀表顯示的直流電流值與實際電流值相比明顯偏小(按照經(jīng)驗,從生產(chǎn)過程中鍍槽內(nèi)電化學(xué)反映的劇烈程度判斷)。檢驗儀表表頭合格,重新安裝儀表表頭后設(shè)備恢復(fù)正常。該故障在這一生產(chǎn)進程中間歇性發(fā)作,并伴有表頭指針不規(guī)則偏轉(zhuǎn)晃動,已影響生產(chǎn)報修。
3.1.1處理方法
會同現(xiàn)場維修電工檢查計量回路,發(fā)現(xiàn)儀表表頭的接線端子有銹蝕現(xiàn)象;表頭與分流器連接線采用1mm2鋁線直接緊固于表頭接線端子。用細砂紙?zhí)幚韮x表接線端子銹蝕處并做防腐處理,改用1mm2銅芯絕緣線配接線端子(線鼻子)做連接導(dǎo)線,故障排除。
3.1.2原因分析
儀表的接線端子通常為銅材質(zhì),這里采用鋁線作為分流器和儀表表頭的連接線,銅鋁對接產(chǎn)生氧化腐蝕[1];又因為沒有采用接線端子(接線耳或線鼻子)對接導(dǎo)線,導(dǎo)致設(shè)備運行一段時間后連接導(dǎo)線與儀表端子接觸電阻增大,使傳送到儀表表頭的電壓毫伏值小于分流器產(chǎn)生的實際值,也就使得儀表表頭顯示的直流電流小于直流母排上的實際電流。而每次拆換儀表表頭均暫時使故障點接觸電阻減小,設(shè)備運行一段時間后該電阻又增大,則故障重現(xiàn)。
表頭指針不規(guī)則偏轉(zhuǎn)晃動是由電鍍電流變化引起的。高精度電流傳感器不當(dāng)使用的分析，電流變化導(dǎo)致已經(jīng)平衡的故障點出現(xiàn)阻值變化或產(chǎn)生電弧,傳送到儀表表頭的毫伏值即劇烈變化,表頭指針即相應(yīng)變化。
3.2生產(chǎn)實例3
一電鍍現(xiàn)場,進行電鍍電流的調(diào)整,整流器交流電流表顯示電流變化,而直流指示儀表卻不能顯示直流電流的變化。直流電流表表頭偶爾出現(xiàn)劇烈擺動。檢查直流電源設(shè)備正常,沒有電源電壓的異常波動現(xiàn)象和其他的三相交流電源故障,設(shè)備不存在過載。檢驗直流儀表表頭,合格;檢查分流器,正常。
3.2.1處理方法
檢查設(shè)備,排除交流電源和整流設(shè)備故障。檢查電鍍工藝程序和渡槽內(nèi)電極設(shè)施,正常。檢查直流計量回路,發(fā)現(xiàn)儀表表頭與分流器連接線有一處破損接地,更換該導(dǎo)線,故障排除。
3.2.2原因分析
儀表表頭與分流器間連接線的破損接地,使分流器產(chǎn)生的毫伏電壓值不能有效地傳送到直流電流表的儀表表頭,即不能顯示直流電流值。出現(xiàn)電流劇烈變化的現(xiàn)象,是因接地點因為多種原因移動所致(如檢修和生產(chǎn)過程中觸動連接導(dǎo)線,實際電流的大幅度變化等)。
3.3故障2和故障3揭示的要點
要點4:直流測量儀表與分流器的連接導(dǎo)線應(yīng)采用單股銅芯絕緣線,根據(jù)信號傳輸距離選擇導(dǎo)線截面。
要點5:分流器信號的傳輸距離不能大于儀表和分流器的傳輸距離上限。具體量值參見所用儀表的使用說明。
要點6:連接導(dǎo)線與表頭、分流器的連接應(yīng)采用接線端子并鍍錫,保證連接的可靠。
要點7:對直流計量儀表進行檢定、檢查時,應(yīng)同時檢定、檢查儀表表頭和分流器之間的連接線?，F(xiàn)場檢定或者“表頭-分流器-連接線”一體化檢定*佳。
3.4與故障2和故障3相關(guān)的技術(shù)措施
(1)儀表接線端子的防腐處理方法有兩點:一是接線時加裝彈簧墊片,避免接觸不牢固發(fā)熱氧化;二是在接線時涂抹導(dǎo)電膏或者中性凡士林膏,加強防腐[2]。 信息來源:http://365zha
(2)連接導(dǎo)線接線端子的防腐處理方法也有兩點。一是端子(如:線鼻子)與導(dǎo)線采用焊接并鍍錫;二是導(dǎo)線接頭留下5~10倍導(dǎo)線線徑的彎折作為導(dǎo)線受力后的伸縮余量以避免導(dǎo)線連接點受力,避免導(dǎo)線松動可能導(dǎo)致的發(fā)熱。
(3)避免導(dǎo)線損傷的措施:一是導(dǎo)線加裝保護管線;二是敷設(shè)路徑和位置應(yīng)避免導(dǎo)線承重和受損。
(4)維修過程中如懷疑儀表表頭和分流器的連接導(dǎo)線有接地故障時,應(yīng)將導(dǎo)線與分流器和表頭分離后再用兆歐表測量,以避免測量過程中對儀表和分流器造成絕緣擊穿。
4儀表量程選用不當(dāng)引發(fā)的生產(chǎn)事故
4.1生產(chǎn)實例4
某電鍍廠的電鍍生產(chǎn)線需要進行的一個生產(chǎn)工藝中要求直流電流電鍍作業(yè)時的直流電流較小(400A)。生產(chǎn)過程中電鍍操作工不能通過現(xiàn)場設(shè)備準確判定實際電鍍直流電流的大小,使產(chǎn)品質(zhì)量不能保證,次品率居高不下。
4.2事故的現(xiàn)場處理及原因分析 .
(1)處理方法。首先檢查設(shè)備,排除小電流輸出時設(shè)備的故障因素。按照2.4節(jié)所列的現(xiàn)場檢測方法測量發(fā)現(xiàn),小電流電鍍時,分流器的毫伏輸出值較小。改變指示儀表的分辨度,方法是:從原6000A/75mV分流器引出信號接45mV/6000A和75mV/6000A的表頭各1只;75mV表頭作為常規(guī)大電流計量指示,45mV表頭前接一轉(zhuǎn)換開關(guān),作為較小電流的計量檔位,增大電流較小工藝下的表頭分辨度。如圖1所示。故障排除。
事故的現(xiàn)場處理及原因分析
(2)原因分析。該電鍍生產(chǎn)線上述工藝采用的直流電流為400A,原有表頭顯示的刻度在指針起始位置,分辨度不夠,示值不準確,改接后有所改善。事實上,這里存在設(shè)備和工藝不配套的問題,本文不做討論。也有人在直流回路中加另一套量程小的“分流器-表頭”組合解決本章中的這一問題,如圖2所示,但這樣會加大母排上的直流電壓降,同時還使母排的分段點增加,故障點人為增多,作者認為不宜采用這樣的加裝分流器的方法。
電鍍生產(chǎn)線直流電流表不當(dāng)使用的分析
4.3故障4揭示的要點
要點8:儀表的量程應(yīng)和生產(chǎn)工藝要求的電流匹配,以被測電流在儀表量程的1/3~2/3為宜。要點9:當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場直流儀表的測量范圍不能滿足要點8時,可以采用雙表頭轉(zhuǎn)換計量的方式,即一個75mV分流器引出信號接75mV和45mV兩個規(guī)格的表頭各1;在45mV表頭前接一轉(zhuǎn)換開關(guān)控制,作為計量較小的電流檔位。
5儀表極性應(yīng)用不當(dāng)引發(fā)的設(shè)備故障
5.1生產(chǎn)實例5
某電鍍生產(chǎn)線試車過程中直流電流表表頭沒有電流顯示值。但現(xiàn)場鍍槽內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)表明此時母排上有電流傳送,主回路有較大的電流值。
5.1.1故障的現(xiàn)場處理
停止試車,檢查測量回路,發(fā)現(xiàn)直流電流表表頭為單向偏轉(zhuǎn)表頭,端子正負極接反。調(diào)換表頭的接線端子正負極,故障排除。
5.1.2原因分析及處理方法討論
此故障原因顯而易見,因正負極反接,使得單向偏轉(zhuǎn)的直流毫伏表(標稱的電流表)反向偏轉(zhuǎn),表頭指針卡在零位限位,造成無電流指示的假象。在此類問題的處理中,有三種錯誤的方法被一部分維修人員認為是有效快捷的辦法。**是繼續(xù)保持試車的通電狀態(tài),分別按照前面幾個章節(jié)的方法,逐步排除系統(tǒng)的故障,*后通過測量分流器的輸出和儀表表頭的輸入端子找到故障所在。**是在反復(fù)調(diào)節(jié)電鍍電流的過程中,監(jiān)視直流電流表表頭,同時參照交流電流表和電壓表,以及直流電壓表的示值變化,發(fā)現(xiàn)表針的卡位。第三是停車分析,再快速試車調(diào)試檢查,反復(fù)至找到故障點。這三種方法之所以錯誤,在于可能造成故障擴大甚至釀成設(shè)備事故。他們之所以被認為有效,是因為較之于本節(jié)所述正確方法,更便于直觀查找故障。實際工作中,當(dāng)結(jié)合故障現(xiàn)象和理論分析,在無激勵、非工作狀態(tài)實在不能解決問題時,可以采用快速通電的方法,但從筆者的實踐經(jīng)驗出發(fā),認為通電試車查找此類故障時,反復(fù)測試不宜超過三次。
5.2生產(chǎn)實例6
某運行多年的3000A/0~18V硅整流設(shè)備一直固定安裝在一條電鍍生產(chǎn)線上,某天起,在生產(chǎn)過程中直流電流表表頭頻繁出現(xiàn)表頭指針損壞,導(dǎo)致反復(fù)更換表頭。
5.2.1故障的現(xiàn)場處理
按照前幾章的方法排除了設(shè)備、電源、工藝、鍍液、分流器、表頭、連接線等故障。查看設(shè)備運行和工藝記錄,發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生在該生產(chǎn)線上產(chǎn)品更新后的一個時期。比對新產(chǎn)品和原有產(chǎn)品的工藝,發(fā)現(xiàn)從電氣角度來看,一個*大的改變是增加了“電鍍開始時采用大反向電流沖擊”的方法。查看設(shè)備圖紙,該硅整流設(shè)備是雙向直流輸出。實際檢查設(shè)備,發(fā)現(xiàn)直流電流表表頭是單向偏轉(zhuǎn)表頭,查看設(shè)備維修記錄,因原生產(chǎn)工藝中沒有反向電流的需求,在前一次設(shè)備大修時,將原雙向偏轉(zhuǎn)直流表頭替換為單向偏轉(zhuǎn)表頭,將之更換為原設(shè)備配用的雙向偏轉(zhuǎn)直流表頭,故障排除。
5.2.2原因分析
因大反向沖擊電流造成表頭指針偏轉(zhuǎn)至零位,生產(chǎn)中的反復(fù)沖擊致指針折彎或者折斷。又因為反向沖擊只是短時間完成,在現(xiàn)場設(shè)備維修中易于被忽視。
5.3故障5和故障6揭示的要點
要點10:直流儀表的表頭實際上是一個直流毫伏表,應(yīng)注意其接線端子的極性,避免表頭反向偏轉(zhuǎn)造成儀表損壞。
要點11:當(dāng)化工生產(chǎn)工藝中有反向沖擊電流要求時,應(yīng)選用雙向偏轉(zhuǎn)直流顯示的儀表表頭。
6結(jié)束語
針對直流電流表的這些故障,現(xiàn)場維護人員之所以處理不當(dāng)并報修,原因在于儀器儀表使用和維護知識在生產(chǎn)現(xiàn)場普及不夠。儀器儀表專業(yè)知識對于生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備操作人員、機修和電氣維修人員是一個邊緣化知識點。事實上,現(xiàn)有的機、電和設(shè)備維修類本、專科非儀表專業(yè)在這方面的知識點設(shè)置也是一個薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場儀表維修人員的缺乏已經(jīng)成為設(shè)備管理的一個難題。因直流測量儀表配置、運行方式不當(dāng)引起電鍍車間設(shè)備和生產(chǎn)線不能正常工作、影響產(chǎn)品質(zhì)量在電鍍加工中經(jīng)常出現(xiàn)。直流電流表是其中*為重要的指示儀表,和生產(chǎn)工藝密切相關(guān)。在電鍍生產(chǎn)線的使用、維護中,應(yīng)當(dāng)以規(guī)范化的作業(yè)手段進行線路的安裝和運行工作。直流電流表配置、運行方式的規(guī)范化是電鍍生產(chǎn)線運行中的一項重要課題,需要從業(yè)人員在實踐中結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識不斷完善、避免設(shè)備和生產(chǎn)事故的發(fā)生。