探讨盾构机电气系统及调试常见故障与解决方法

探讨盾构机电气系统及调试常见故障与解决方法

严亚根

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北430070

摘要：伴随着我国当前经济建设如火如荼的发展，盾构机在地下挖掘过程中的应用也逐渐广泛且技术手段也逐渐趋向成熟，盾构机可以非常有效的保证地下挖掘过程的稳定性，是地下施工的重要施工装置。盾构机的主要系统是由电气等部分构成的。如果盾构机电气系统出现了问题，就会导致整个盾构施工不能平稳有序进行。所以必须要采用一些实际的解决措施与方案来预防和避免故障的出现，当故障出现时能够迅速做出判断处理。因此，本文对盾构电气组成系统及其常见的故障进行了分析研究，然后相对应的提出了解决方案和预防措施。

关键词：盾构；电气系统；故障；解决方案

引言

对于盾构机的控制操作而言，虽然盾构机的种类非常之多，但是其工作原理以及系统的组成中PLC电气控制系统是其控制核心基础。在实际施工的过程之中，对盾构机的合理使用以及维护措施，可以有效且充分的发挥其所有的优势，以此提高整个工程的效率并为推进整个地下挖掘工程的不断发展奠定良好的基础。因此预防电气故障及盾构机电气系统出现故障时要及时针对问题做出一系列的解决方案与措施，这样才能保证整个工程可以继续进行。

1盾构机电气系统的组成

1.1高压供配电

要想确保盾构机可以在地下挖掘工程中的掘进能源供给，就必须接入10kv高压电、使用足够长的高压电缆从地面高压环网柜接入以及盾构台车高压电缆卷筒等为整个系统不断的提供电量。

1.2变压器

盾构机里面所常见且常用的变压器有干式变压器以及油浸式变压器等。干式变压器的体积较大且价格很贵，维护较为方便。而油浸式变压器虽然维护不方便，但是价格较低其体积小。

1.3软启动器

对于那些功率很大的电动机来说，当它们启动时内部会有较大的电流直接冲击，因此要合理避免较大电流对其的影响，大功率电动机就需要软启动器来进行调节。

1.4补偿电容器

补偿电容器利用无功率的自动补偿控制器来对系统进行补充控制，然后通过控制接触器来自行切换电容组以便达到补偿功率的最终目的。

1.5主要动力系统

盾构机的主要动力系统有：刀盘驱动系统、推进铰接系统、管片拼装系统、管片运输及辅助系统、螺旋机系统、注浆系统、液压冷却过滤、超挖等系统组成。

2盾构电气常见故障的解决思路及方法

2.1电气元器件损坏

盾构机的电气元器件出现故障，比如其传感器出现问题会导致整个电路烧掉以至于不能正常工作。解决盾构机电气元器件的故障方法：当电气元器件出现故障时，主屏幕会显示出其异常情况，比如说盾构机中螺旋机土压传感器，土压异常或者传感器及线路损坏，操作室面板都会显示异常。这些问题其实都可以通过排除法来解决，只要把传感器连接到同样工作的传感器之中，如果传感器正常工作，再把正常的传感器连接到有问题的接口之中，如果观察不能正常运行就表示传感器接口出现故障，然后只要依次排除其他问题就可以准确找到故障所在，然后进行更换预防。

2.2刀盘电机不能启动

2.2.1故障诊断过程

（1）首先检测刀盘的工作情况。刀盘电机都是由变频器所控制的，控制信号通过一系列运行传输到PLC之中然后再进入变频器之中。当启动1号电机的时候，变频器的控制屏幕上会显示0，同时在电机的输出端会显示没有电压进入，这就证明故障不在于刀盘的电机，然后为了确保故障分析的准确性，可以把1号的刀盘电机连接到5号的变频器之中并启动5号变频器，此时发现刀盘可以正常工作。

（2）其次就是对PLC的程序监控。如果启动1号电机，其所有的信号都达到变频器控制PLC且输出正常。然后变频器测试进入的信号时，发现电机的信号都正常且速度稳定。以此表明信号的传输线没有故障。

（3）最后就可以把整个的控制面板拆开进行检查，因为启动1号电机时，变频器的控制屏幕上显示为0，证明输出端没有电压的流动且变频器已经启动。所以此时的故障一定就是速度信号从控制面板到变频器的传输过程中出现了丢失现象。当拆开控制面板就会发现，控制面板内部的接收信号模块都已经被烧黑了，证明一些内部的电子元件都已经损坏，这时只需要更换新的控制面板就可以解决问题。综上所述，解决盾构机这些问题的关键在于要联系实际的故障情况来根据图纸进行排除问题，想办法通过排除法缩小故障的区域和范围，最终把故障的原因确定于具体的点上。

2.3刀盘电机故障红灯常亮

盾构机的刀盘电机故障红灯一直闪烁或者持续保持亮度，此时启动机完全没有反应。刀盘电机的故障灯一直闪烁的原因是电机过热造成的红灯警报，如果警报灯持续不断发亮证明电机的断路开关没有闭合，或者是因为电机内部电流过大而导致的跳闸情况。因为故障灯一直闪烁是电机过热，所以对于红灯一直闪烁的处理方法就是检查线路并更好良好的热保护继电器，如果电机发热过多，要找出电机发热的真正原因并采取相对应的解决措施。如果断路开关没有闭合造成的警报灯持续发亮，可以把断路开关进行及时的闭合，如果因为电流过大造成的跳闸可以检查断路的电流保护是否合理。然后将其电流保护数值调整到适宜的数值即可。但是如果装置没有故障，就需要检查动力是否出现短路情况。

2.4线路故障

如果盾构机刀盘电机在启动即将完成时突然停止运行，出现的故障可能就是星三角的转换时间设定值超过了最大限度值，或者开触点没有吸合以及电路故障导致电机的工作信号没有输入等。针对上述这些情况的处理方法：当星三角的转换时间设定值超过最大的限度值时可以适当调整继电器的时间并使其最大的限度值降低一些。如果是开触点没有吸合或者电路故障导致的工作信号没有输入就可以检查触点在吸合过程时是否接触良好或线路是否可以正常运行。

3盾构机故障的预防

通过上述故障解决方案可以看出，加强盾构机预防性保养维修尤为重要，首先要熟悉它整个的工作原理以及内部的构成情况，除此之外还要了解每一个内部零件所起到的作用，只有全面了解盾构机的结构和运行原理才能准确及时的发现并解决问题。在对盾构机进行维修之时，要仔细观察并分析故障的根本所在，一定要找到故障的原因才进行针对性维修，不能盲目进行以免严重影响维修的效率、耽误工程进行。在设备进行维修时要遵从先外后内的情况，要首先对外部进行整体的检测然后再进行内部检测，因为有一些问题都是由简单的故障造成的，所以对于问题的检测要仔细。当故障检测完成后要做好维修保养记录，以后当遇到同样问题时可以让员工进行及时查看以此节约维修时间，做到有的放矢。最后要保证盾构机的日常维护保养，以此减少盾构故障发生并提高设备的使用寿命。

4总结语

地下挖掘是现代施工建筑之中较为常见的施工方法，其主要运用于地下隧道以及地铁等交通建筑行业之中，并且它们决定着社会经济的发展和人民生活福利的提升。所以地下挖掘工程作为一项既耗时又耗力的施工项目，需要人们与科学的共同努力，一起来完成这项艰难的工程，而盾构机就是有效解决挖掘工程的设备。但是在当前的挖掘工程之中，盾构设备技术依然处于成长阶段，所以实际运行之中依然存在许多故障和问题，只有及时的做出一些预防故障的方案以及解决故障的措施来确保整个工程的顺利进行。本文探讨了许多盾构机所出现的故障以及预防，希望得到施工人员的借鉴使用。在当前科学技术不断发展的现在，要通过对盾构各系统（如刀具配置、渣土改良系统）维修以及改造提高盾构机对与不同地层情况适应性是当前盾构机研究的关键所在，所以使用者们一定要按照正确的使用和维护方式，让盾构机可以创造出更多的经济效益。

参考文献

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