电气自动化控制设备的可靠性探析

电气自动化控制设备的可靠性探析

黄钧

珠海汇达丰电力发展（集团）有限公司519000

摘要：伴随着电气自动化的不断提高，人们对电气自动化控制设备的可靠性问题倍加关注。笔者对当前存在的可靠性现状进行了深入分析，希望本文的撰写能够为提高我国电气自动化控制设备的竞争力带来一些帮助。

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关键词：电气自动化控制设备;可靠性;探析

引言：

近年来随着国民经济的快速发展，电气自动化被广泛应用。电气自动化的程度得到了较大的提高，但电气自动化控制设备的可靠性是电气自动化目前存在的最主要问题，如何提高电气自动化控制设备的可靠性成为人们开始关注的焦点。电气自动化控制设备的可靠性直接关系到人们的生命安全，所以电气自动化的安全性必须得到保障。安全可靠的自动化控制电气设备给人们的生产生活带来巨大的经济效益，电气自动化控制设备的安全可靠性需要进一步加强。文章对进一步加强电气自动化控制设备的可靠性问题展开了研究和讨论。

1.电气自动化控制设备可靠性分析的现状

电气自动化就是机械设备在无人或者少人的情况下按照预先的计划和程序自动完成对产品的操作、控制及监控等工作。随着机械电子技术、微电子技术的快速发展，电气自动化控制被各个行业广泛运用，电气自动化提高了生产效率，提高了工作的可靠性，也提高了运行的经济性，保证了电能质量，大大改善了劳动条件，更是大大方便了人们的生活。电气自动化的程度标志着一个国家电子行业的发展状况，那么电气自动化的控制设备的可靠性问题是人们最先关注的，所以控制设备的可靠性研究是具有重大意义的。我国在20世纪70年代就建立电子产品的可靠性与环境实验研究所，并展开了增长控制设备可靠性的长期研究。1984年组建了全国统一的电子产品可靠性信息交换网，并颁布了《电子设备可靠性预计手册》（GJB299-87），这一举动推动了我国电子产品可靠性工作。电气自动化控制设备可靠性的检测也是很重要的一步。根据国家电控配电设备质量监督检测中心提出的检测电气自动化控制设备的可靠性分析方法，有实验室测试法、保证实验法、现场测试法三种。我们知道了电气自动化控制设备可靠性的重要性，也了解到设备现状并发现存在许多问题，那么要想增强设备的可靠性就必须一一解决这些问题。

2.电气自动化控制设备可靠性分析的意义

2.1提升国家的综合实力

电力企业的发展在我国社会经济的发展中占有非常重要的地位，电气自动化控制设备可靠性技术的发展代表了整个国家的科技水平，所以，电气自动化控制设备可靠性的有效研究能够增强国家的核心竞争力，提升我国的综合实力。

2.2有利于提高产品质量

电气自动化控制设备是企业重要生产设备，其工作稳定性，对产品生产质量有不可忽视的影响。可靠性是电气自动化控制设备产品质量保障的核心因素，一件产品的性能以及可靠性等体现了它质量的好坏，其中可靠性在其中现有主要的地位，产品只有提高其可靠性，用户才能买得放心，用得安心，可靠的产品可以有效的减少产品维修费用，并且提高产品的信誉，这是许多商家和用户都需要的。

2.3有利于促进企业经营效益提升

电气自动化控制设备运行状态好坏，直接关系到企业生产经营活动，对企业经营效益有重大影响。一个设备产品只有足够高的可靠性，才能真正提升产品的质量和信用度，从而提升企业的市场竞争力，增强市场效益。加强电气自动化控制设备可靠性分析，有利于促进企业经营效益的提升。

2.4企业加强安全生产管理的重要手段

在实际生产过程中，许多重大生产安全事故都与电气自动化控制设备故障有很大关系，因此加强电气自动化控制设备可靠性分析，有利于预防安全事故发生。

3.影响电气自动化控制设备可靠性的因素

影响电气自动化设备可靠性的因素有很多，从当前电气自动化控制设备使用运行情况来看，影响设备运行可靠性的因素十分多样化，但是比较常见的影响因素主要有以下几种情况：

（1）来自设备运行环境影响

电气自动化控制设备要在特定的环境下运行，在适用过程中不可避免受到外部环境因素的影响。这类因素的存在和出现，对电气自动化控制设备运行可靠性会产生较大负面影响。早在二十世纪七十年代，就已有学者开始针对工作环境对电子产品可靠性的影响展开研究。一九八四年，我国更颁布了《电子设备可靠性预计手册》，该手册中明确指出工作环境是影响电气设备运行主要因素。恶劣的工作环境将影响设备运行稳定性，将给设备造成破坏性影响。例如在高湿度环境下工作，设备容易出现待机传感不灵敏等问题；在高温天气下运行，设备部件容易发热发烫，影响其正常工作；若设备所处环境电磁干扰较强，就会增大设备噪声和输出功率，设备内部一些磁元件可能会出现短暂失灵问题，不能正常运行；自动化控制设备长期处于温度湿度较高，飞尘度较高的工作环境中，使用寿命将大大被缩短，甚至造成元件损坏，导致运行参数改变。

因此，电气自动化控制设备在运行过程中，要尽量选择良好的工作环境，以避开有一些不利环境因素影响。

（2）来自设备自身原因的影响

电气自动化控制设备在使用过程中，其自身总是会出现各种各样的故障问题，这是设备运行过程中不可避免的情况，并对设备运行可靠性产生较大影响。电气自动化控制设备在长期运行过程中，其零配件会出现较大损耗，达到使用寿命后就会出现功能失常情况，从而对整个设备运行产生影响。另外，设备在安装和调试过程中，因为操作不当也会留下事故隐患，例如一些零配件安装位置错误、调试方法不正确导致机器过载运行等，这都会对电气自动化控制设备运行可靠性形成负面影响。

电气自动化控制设备部件质量和性能往往是决定电气自动化控制设备可靠性的关键要素。若部件自身存在问题，自然设备可靠性就难以得到保障。当前国内设备元件生产厂商，质量参差不齐，普遍存在质量问题，这也是当前我国电气自动化控制设备故障率高的主要原因。

（3）来自操作环节的影响

电气自动化控制设备在运行过程中，需要个人为操作来进行控制和调试。如果人为操作不当或者失误，可能会对电气设备运行产生较大影响。例如在设备操作过程中，输入不正确的运行指令会加大设备过载压力，加快设备折旧速度，从而对设备运行可靠性产生较大影响。

（4）来自维修保养环节的影响

自动化控制设备在运行过程中，需要依靠定时保养和维护才能够维持正常工作状态。在实际操作中，一些操作技能不过硬的人员参与到设备维护工作中，他们对设备工作原理和维修要点缺乏全面深入的认识和了解，导致自动化控制设备不能得到正确的维护和保养，从而加速设备损耗和增大故障发生率。另外，一些企业为了节省成本，有意压缩设备维护成本，导致设备不能得到及时维修，从而影响设备运行可靠性

4.提升电气自动化控制设备可靠性的策略

4.1提高设备在设计过程中的可靠性

一台电气设备往往在设计阶段就已经决定了其运行时的可靠性，所以要提高电气自动化控制设备的可靠性，首先就要从其设计阶段着手。在设计阶段，一定要对产品的设计参数进行合理的分析，根据电气设备使用的功能和空间来设计其产品的类型和结构，甚至是生产批次以及每批次的数量。电气设备的设计人员要在充分考虑到每个可能对电气设备可靠性产生影响的因素的条件下，制定出一个最经济最合理的设计方案。作为电气企业的负责人一定不能只重视生产过程，同样需要注重设计过程，因为设计过程直接影响到生产过程，进而影响到电气设备的可靠性以及其能为企业带来的经济效益。

4.2合理选择电子元器件和进行散热处理

电子元器件的质量对于电气自动化控制设备的质量有着十分重要的影响。因此，为了提高电气自动化控制设备的可靠性，在进行电子元器件的选择时应当结合设备的使用环境和电路使用性质进行合理选择，满足和保证使用者对电子元器件的质量以及技术使用要求。另一方面，应当做好电子元器件的维修和防护工作，尽可能提高电气元器件的使用寿命，从而降低成本，提高生产效率。除此之外，在进行电气自动化控制设备的选择时，应当仔细对比和分析，设备的使用性能和参数都应当符合标准，从而选择性价比较高、质量较好的电子元器件。

很多电气自动化控制设备在实际运行中，对于电量的消耗较大，运行环节中产生很多热量，如果对设备本身的热量不注意处理与散热，将会导致设备自身电机烧坏。设备进行散热处理是提高电气自动化控制设备可靠性的重要途径之一，降低设备运行温度，除了对设备进行温度降低，也需要从设备内部元件安置入手，从根源上实现设备冷处理。在电气设备中，安装有很多半导体材料，不同类型的半导体材料对于设备的运行温度环境需求不同，因此对于这些元件的温度需要有针对性的处理。保证电气设备的良好散热性能，一方面提高系统运行稳定性，另一方面，能够保证元件的性能，例如功率在100mw以下的晶体管不需要散热处理，但是功率较大的元件则需要散热器保护，以免元件在温度过高时对自动化设备运行可靠性造成影响。因此在实际操作中，应该选择与元件性能相匹配的散热器，并对散热器定期维护与检修。

4.3做好气候防护工作，避免设备受到环境因素的影响

在电气自动化控制设备运行的过程中，空气的湿度和温度都会在一定程度上影响控制设备的运行的安全性和稳定性。当温度和湿度较低时。空气中的水分很容易凝结成水露附着在控制设备上，从而导致设备长期处于潮湿的环境中，最终侵蚀和腐蚀控制设备的内部零件和仪器，甚至可能损坏设备表面的绝缘保护膜，降低设备的绝缘性和安全性，埋下严重的安全隐患。所以，企业为了减少和避免环境因素对控制设备造成影响，应当不断加强对电气自动化控制设备的气候防护工作，采取浸渍、密封或者灌封等不同的方式实现自动化控制设备的隔离，防止电气自动化控制设备受潮，从而确保其绝缘性和可靠性。

另外雷电也会对电气自动化控制设备的可靠性和使用寿命造成影响，因此，应采取有效的防护措施，应结合企业实际的生产运营要求，加装合适的接地装置，从而将雷击电流引入地下，减少雷电电流对电气自动化控制设备的影响。

4.4做好可靠性测试

电气自动化控制设备的可靠性，必须在出厂前做好可靠性测试，分析设备各种状况，采用科学合理的工艺和技术，强化设备的可靠性测试。在测试电气自动化设备可靠性时要做好两项工作:第一，设备在出厂面向市场之前，生产厂商必须组织专业人员对设备的各项性能和元器件进行故障检测。电气自动化设备是较为复杂的机械设备，其故障发生类型和位置具有不确定性，在面向市场以前，生产厂商必须先行自我检查，多方面测试设备的性能和技术参数，提供权威部门的完整的质量检测报告。厂商应该具备承诺当设备质量检测不合格时能够及时返厂处理。并对检测过程中出现故障的设备的失效率进行统计，发挥大量的人财物力研究设备故障，提供解决方案。生产厂商要对每一台出厂的设备进行严格的检测，相关企业在购买电气自动化设备必须考察生产厂商的资质，查看设备检钡(报告。第二，可靠性测试要求生产厂商要对设备各种后期拟运行的环境进行检测，测试设备的各项技术参数，提高设备的可靠性，有效控制实验数据，提高设备参数的准确性和完整性。这些测验必须在专业的质量检测人员按照规程进行操作，调试设备，及时发现问题，并研究问题解决方案，强化产品的售后处理。

4.5做好自动化控制设备的故障排除工作

为了有效改善和提高电气自动化控制设备可靠性，必须要做好电气自动化控制设备的故障排除工作。第一，操作人员可以通过看、听、闻、摸的方式仔细对电气自动化控制设备进行检查，检查设备是否存在温度过热、声响过大、气味烧焦等问题，找出直观和简单的设备故障。如果设备故障很难通过简单的方法找出，检察人员就应当全面的了解和检查控制设备内部的结构，而且应当避免随意的检查。第二，检察人员应当仔细检查电动设置和主电路，检查控制设备的熔断路器以及触头的运行情况。检察人员应当对线路的连锁节点、自锁触电和电磁线图进行逐一仔细的检查，结合主电路与控制电流之间的联系进行排查。第三，在已经明确的确定电气自动化控制设备的故障之后，设备分析人员应当积极分析设备故障原因，结合实际情况采取有针对性、有效果的检修措施，及时排除控制设备故障。第四，最不可忽视的是要对检修后的设备进行检测，真正的确保电气自动化控制设备的可靠性

4.6开发设备监控系统

结合电气自动化控制设备在企业中的具体应用情况，并应用现代技术开发合适的监控系统，以实时监测电气自动化控制设备的运行状态。一旦监测到设备存在运行故障，该系统能在第一时间发出报警提示信息;当电气自动化控制设备的运行参数超出标准值或内部零件出现异常时，该系统可帮助工作人员快速发现异常情况，有针对性地开展保养和维护工作，从而降低企业的生产运营损失;通过该系统，管理人员可监测工作人员的操作是否规范、找到故障发生相应的责任人，这有助于提高工作人员的积极性和主动性。

4.7重视对设备操作人员的培训和综合素质提升

为了保证和提升电气自动化控制设备的可靠性，不仅要排除设备内部故障，创设安全可靠的运行环境，还要重视对设备操作人员进行有针对性的培训和授课，提高操作人员的素质，满足设备运行的要求。

5.总结语

随着我国社会经济和现代化科学技术的快速发展，电气自动化控制设备在社各行各业也逐渐发挥着越来越重要的作用。一个企业的正常运营和健康发展有赖于电气自动化控制设备的可靠性，因此电气自动化控制设备的可靠性研究也引起了人们的高度重视和关注。因此，企业应当采取相应的措施：重视思想转变，促进设备设计理念的提升,合理选择电子元器件和散热处理方式，做好气候防护工作，避免设备受到环境因素的影响,做好可靠性测试,把好产品质量关，做好自动化控制设备的故障排除工作，开发设备监控系统，提高设备的自动化水平，重视对设备操作人员的培训和综合素质提升，最终不断完善电气自动化控制设备的可靠性。

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