電工實驗中常見故障的分析與維修

1、引言
電工與電子技術是我校理工類非電專業的一門重要課程，而實驗課是電工電子技術課程的一個重要教學環節，是理論聯系實際的重要手段。其中電工技術實驗教學配置了專門的電工實驗臺，但由于上課學生較多，設備使用較為頻繁，不可避免地會出現各種故障，從而直接影響實驗教學的進行，因此有效，準確地對可能出現的故障進行排查，分析和維修具有十分重要的實際意義。
2、故障排查
通常，在實驗過程中出現設備發熱，刺鼻氣味，跳閘或實驗現象不正確時，應該有效地對故障進行排查與分析。
2.1產生故障的原因
出現故障的原因和情況比較復雜，有時是一種原因引起的，有時是多種原因相互作用引起的，下面進行簡要的分析。
（1）電源或元器件故障：如果設備使用不正確就會造成儀器的損壞或故障；部分元器件對使用條件比較敏感，如果條件變化也可能會影響其正常運行。
（2）線路故障：通常由于連線不正確造成開路、短路、以及導線插接處接觸不良會引起線路故障（全峰濤，電工技術實驗裝置的常見故障維修分析：集成電路應用，2018）；另外對于新設計的電路，如果設計的新電路本身就不滿足技術需求，也可能引起線路故障。
2.2排查故障的一般方法
首先可以用直觀的感官可判斷故障的位置，如視、聽、聞等。另外可以用萬用表測量可能產生故障的各部分電壓，根據電壓的有無和大小，一般可以找到故障位置。因為電工實驗中儀器距離不遠，可以用測量各點的電位來確定故障點。往往選用電源的低電位為參考點，從電源的高電位一端，順著回路的方向逐點測量電位的大小，然后根據與理論值的對比來判斷故障線路或元器件。
3、電工實驗常見故障分析及維修
3.1直流電路實驗常見故障
直流電路實驗主要有疊加原理和戴維寧定理兩個實驗，在這兩個實驗中比較容易出現故障的裝置就是可調直流電壓源和可調直流電流源。
（1）電工實驗裝置提供的是0-30v雙路可調直流穩壓電源，可能出現無輸出電壓或輸出電壓不可調的故障。故障原因：通常在實驗過程中由于學生對實驗設備和連接不熟悉，將導線或電流表并接在電壓源兩端就會造成短路故障，燒毀保險管甚至損壞電源本身；部分學生調節電源電壓過程中操作力度過大，可能會造成可調電阻與調節旋鈕接觸不良，從而不能調節電源電壓（殷剛，電工技術實驗裝置常見故障維修的方法研究：電腦知識與技術，2016）。
故障維修方法：1）首先打開電源，用萬用表直流電壓檔測量輸出電壓，如果電壓輸出異常，則檢查保險管是否燒壞并及時更換；2）如果保險管正常則進一步檢查可調電阻與調節旋鈕是否接觸不良，對電位器進行更換即可，更換時要注意切斷電源；3）檢查電源內部電路，用萬用表依次檢測變壓器部分是否降壓，整流部分整流管是否擊穿，濾波部分是否有電容鼓包或線圈燒毀，穩壓部分集成塊是否損壞并進行維修更換；4）如果萬用表測量電壓輸出正常單顯示屏顯示異常，則說明電源本身沒問題，需要對顯示屏電路檢修。
（2）直流電流源無輸出電流，故障原因：電流源長時間保持開路，導致電流源不堪重負，啟動內部保護裝置從而無輸出電流。
故障維修方法：關掉設備總電源，電流源保護裝置停止運行，然后按照正確方式重新連接電路即可。
3.2日光燈電路及功率因數提高實驗常見故障
日光燈電路由日光燈管、鎮流器、啟輝器三部分組成，實驗中還需要使用單點交流電源和功率表。當電路連接正確時，日光燈被點亮，功率表顯示正確的功率值。由于該實驗涉及器件較多，所以故障情況稍復雜。
（1）通電以后燈管沒點亮，導線內部斷開，保險管燒壞，燈絲斷開都會導致電路開路，用萬用表測量檢查出故障，更換導線、保險管和燈管即可。另外插座接觸不良是燈管也不會點亮，需要打開燈管插座將脫落的導線重新焊接即可。

（2）功率表故障，功率表正確接法是：電流線圈與負載串聯，電壓線圈與負載并聯，電流線圈和電壓線圈的同名端（標有*號）連在一起均接電源的同一端。并聯電壓線圈前接法如圖(a)所示，功率表在電路中的連接線路和測試端鈕的外部連接示意圖如圖(b)所示。由于學生對功率表結構不熟悉，連接時將電流線圈并接或同名端接反則會燒壞保險管甚至功率表。檢修時先取出保險管，用萬用表測量，如果保險管燒壞則更換即可。如果保險管完好，則進一步檢查功率表是否損壞，如果燒壞則更換。
（3）元器件故障，鎮流器和啟輝器性能比較穩定，燒毀的幾率較小；并聯不同的電容以后，電流表測量的數值如果不符合理論規律，則可能對應的電容燒毀，需及時打開內部電路觀察并重新更換電容。
3.3三相交流電路實驗常見故障
三相交流電路實驗比較常出現的故障有三相電源異常和負載連接故障。
（1）三相電源缺相或電壓數值異常：首先檢查輸入電壓是否異常，如果異常則檢修電源插座或插頭；其次電流表短接會燒毀保險管，所以檢查保險管是否熔斷、破裂或烏黑，燒毀則更換；如果是變壓器出現故障，需檢修變壓器；如果各相刻度盤指針偏轉正常，但無輸出電壓，可能是輸出電壓插孔斷開或損壞，用萬用表測量各相電壓是線電壓找到問題插孔，重新焊接或者更換輸出插孔（李洋洋，電工實驗裝置電源常見故障及維修：實驗室科學，2015）。
（2）負載連接線路故障：三相電路實驗需要用到三組燈泡，有星型和三角型兩種接法，還要測量負責對稱和不對稱時電壓與電流的情況。由于接線較多，學生連接過程中稍不留意就會出現錯接，從而出現燒毀保險管、燒毀燈泡、跳閘的情況發生。此時需要更換保險管、燈泡并正確連接線路。
3.4電動機控制電路常見故障
電動機單向運轉控制電路和正反轉控制電路是電工技術中重要的實驗內容，在電動機控制電路中，主要的故障有控制按鈕、交流接觸器故障等。
（1）控制按鈕異常：電機控制回路中啟停按鈕有常閉、常開觸點構成，如果發現電動機不能正常啟停，可根據具體電路進行檢查相應的常閉或者常開觸點是否接觸不良或者短路，從而進行修復即可。
（2）交流接觸器通電后不能吸合，測試電磁線圈兩端有無額定電壓：若無電壓，說明控制回路發生故障，應根據具體電路進行檢查和處理；若有額定電壓，則可能是線圈本身開路，可用萬用表歐姆擋進行測量（若是接線螺絲松脫，應緊固；若是線圈內部開路，應更換線圈)。
（3）如果接觸器吸合又斷開，可能是交流接觸器的自鎖回路中的輔助觸頭未接或接觸不良，使電路自鎖環節失去作用。此時應檢查輔助觸頭，修正或更換輔助觸頭，使之接觸良好。
4、總結
綜上，電工實驗中經常會出現設備裝置故障，維修人員要及時了解設備故障情況，根據具體情況進行故障排查和維修，以確保實驗設備的正常運行。另外維修人員要在日常管理中準備好足夠的備用配件，以便及時維修，同時不斷提高自己的維修技能。