电气维修方法论第七篇（电气维护的意义和条件）

电气维护的意义和范畴

      电气设备既是科学技术发展的结晶，也是推动社会技术进步的工具。电气设备种类繁多、日新月异，采用旧技术的老产品数量巨大，采用先进技术的新产品层出不穷，广泛用于生产生活、社会管理和医疗教育等各个方面，现今正朝着信息化、网络化和智能化方向发展。因为电气设备出现异常，轻则影响生活质量，重则产生安全隐患，甚至危及生命财产安全。如果关系国计民生的核心装备、关键枢纽设备或精密昂贵仪器出现异常，轻则产生重大经济损失，重则造成单位停产停业，甚至影响社会秩序稳定，所以需要大量电气工程师维护电气设备正常运行，为稳定生产生活和发展社会经济提供坚实的物质保障。

      设备维护是设备管理的重要组成部分，包括保养和修理。保养是对正常设备按照设计要求主动进行定期巡检，及时补充或更新耗材，排除简单异常并做好记录，保证设备的完好率，延长使用寿命；严控超极限使用，保持设备经济技术指标，提高整体利用水平；掌握设备老化程度，发现其不足或缺陷，为更新或改造升级提供技术依据；当设备出现异常苗头时做好过程记录，对突发异常及时关闭设备并保护现场，向维修工程师客观全面描述当前状态、异常发生过程及采取措施，提供技术资料、专用工具和配件耗材，操作设备配合维修工程师工作；建立设备档案，收集整理技术资料，完整记录使用维护全过程。因为不属本书讨论重点，详细保养知识请读者自行参考相关专业书籍。

      本书将电气设备、部件（电路和执行机构等）和电气元件统称为维修对象，异常现象称为故障现象，问题原因称为故障源，处理问题称为修理。修理是对故障对象进行被动处理使其恢复设计功能的过程，也是由故障现象探索故障源并恢复其设计功能的过程。修理能恢复故障对象生命、降低投资成本、减少对生产生活的影响。因为电气维修涉及数学、物理、化学、电路分析、控制原理、计算机和通讯等理论知识和实践经验较多，再加上电磁运动不可见性、高速性和复杂性，需要借助专业仪器才能间接认知其特征和规律，所以电气维修难度很大。

      电气设备是人创造并使用的工具，能够对其操作、拆装和测量，如果技术资料和专用工具齐全，那么从理论上讲所有电气故障都是可以修复的。因为个人能力差异，加上受技术资料、工具仪器和配件的限制，所以不同人的维修技术水平差别很大。

      电气维修人才要有扎实专业理论基础和丰富实践经验、具备查找和解决问题能力、使用工具和操作仪器技能，所以维修人才培养难度大、时间长，远不能满足社会需要，制约了当前电气维修行业的发展。目前电气工程师主要来源于高校电学专业毕业生，除了少数从事电气设备设计制造工作外，多数从事设备安装维护等售后服务工作，对专业知识要求博而广，虽然他们理论知识全面，但是理论和实践脱节，缺少维修实践经验，面对故障无从下手；采用传统师徒模式培养维护人才效率低，知识面窄，只会维修已知设备故障，对未知设备无能为力；在维修实践中自学成才的人才，靠运气排错积累的经验呈碎片化、知其然而不知其所以然，采用盲目试探办法维修，时间长、成功率低、安全风险大和维修质量没有保证。

      随着社会生产效率提升，少数菁英能创造出足够多数人共享的财富。因为电气维修行业是由少数维修大师带领，用高超技艺解决各种疑难杂症，恢复设备生命，为客户做出重大贡献，但是维修经验和技能被少数人掌握，知识无法传承会导致人亡政息现象，影响生产生活和社会经济稳定，不利于技术进步发展，所以电气维修行业迫切需要以维修方法论做指引，提高维修技术水平和人才培养效率。维修方法论能提升个人技术价值，有利于维修知识传承和发展，促进维修行业进步，为客户提供高效快捷的高质量维修服务，间接为社会经济发展做出应有贡献。

      维修需要的条件

      一、系统理论和相关专业知识

      电气维修涉及的电气设备、部件（电路和执行机构等）、电气元件等都属于复杂对象，要认知其本质特征和规律，需要具备电磁学理论、电工基础、半导体元件、模数电路原理、电气设备原理、控制系统原理、信号通讯和计算机原理等理论知识，可以通过系统学习提前认知。

      通过电气维修方法论从不同层面和角度认知不同类型电气设备、部件（电路或执行机构等）和电气元件工作原理、功能用途和结构规格的本质特征和规律。维修前先确定故障对象类型，就能快速掌握故障对象工作原理、功能用途和结构规格的本质特征和规律。维修中认知故障对象特殊工作原理、功能用途和结构规格，最后掌握其综合工作原理、功能用途和结构规格的综合特征和规律，能在查找故障源和处理故障过程中为分析判断提供依据。大型系统设备可分解为多个独立设备逐步认知，控制认知深度以兼顾认知效率。
      能够操作、安装和调试故障设备，掌握技术资料检索、专用工具和仪器操作技能和经验，能有效降低维修难度、提高维修质量和缩短维修时间。

      现代电气设备大多采用程序控制，掌握程序开发设计，在维修时能够深刻认知程序控制原理。程序分为通用程序和嵌入式程序，开发流程分为功能需求分析、选择开发工具、设计UI界面、创建程序架构、开发数据结构、研究核心算法、选择通讯协议、程序编译和软件发布等。在本书第五章中介绍用NI公司LabVIEW设计开发程序的知识。

      掌握电路板设计制作，能深刻认知其工作原理、核心工艺和技术参数，维修时有利于提高查找故障源效率和维修处理工艺水平。电路硬件设计仿真包括设计电路原理图、选择电气元件、用仿真图验证功能、元件布局、自动布线、生成PCB图等知识。在本书第五章中介绍用NI公司Circuit Design Suite设计开发制作电路板的知识。

      掌握机械设计仿真，在维修时能深刻认知机械设备关键结构和运动原理，开发流程分为创建三维数字零件并进行受力分析、装配零件并进行干涉检查、对装配体进行运动仿真、验证运动功能和美化机械设备等。在本书第五章中介绍用SolidWorks设计开发制作三维数字机械的知识。

      随着科学技术高速发展，具有新工作原理、功能用途和结构规格的新型电气设备、部件（电路和执行机构等）和电气元件不断涌现，出现异常时会表现出新故障现象，需要电气工程师与时俱进，持续学习掌握新科技，不断提高自身专业技术水平。

二、专用工具和仪器使用技能

      工欲善其事，必先利其器，工具是实现人需要所用器材的统称，通过培训练习掌握专用工具所需技能。电气维修常用工具有拆装工具、焊接工具和辅助工具。常用配件耗材有电气配件、五金绝缘材料、焊锡丝、洗板水等。可通过逐步采购和加强管理解决专用工具仪器和配件耗材短缺问题。

      因为大部分电气元件采用锡焊进行安装固定和电气连接，所以需要熟练掌握用电烙铁拆装电气元件的技能。在本书第二章中介绍简单封装电气元件的拆焊技能，在第三章中介绍复杂封装电气元件的拆焊技能。

      因为电磁运动不可见性，人需要借助专用仪器才能观察其运动规律。仪器是用于测量客观对象物理性能的工具，扩展人感知范围和深度。通常要求仪器对被测对象干扰越小越好。通过培训学习提前掌握仪器功能用途、测试方法、性能参数和适用范围。

      测量仪器按方式分为主动型和被动型，主动检测由仪器产生辐射介质，根据反馈变化判断被测物理量变化（如电阻计、激光或超声波测距仪），被动检测由仪器直接检测被测物理量变化（如电压计、温度计或红外成像仪）；按介入方式分为无损和有损，无损检测不破坏被测对象或线路（如并联电压检测），有损检测需要改变被测对象或线路（如串联电流检测）。

      通常将被测对象孤立时称为离线，包含在系统上称为在线，没有工作时称为断电状态，工作时称为通电状态。电气测量过程分为离线测量和在线测量。在线测量按工作状态分为断电测量（如判断线路开路或短路，测量在线阻值、容值、电感或PN结正反阻值等物理参数）和通电测量（如测量直流电压电流值，交流电压电流的幅值、波形、频率和相位，功率等电气参数）。按测量方法分为差分法、零位法和微差法；按分析方式分为有效值测量、时域测量、频域测量、蒙特卡洛测量。按照测量便捷性排序：无损测量>有损测量，在线测量>离线测量，断电测量>通电测量，电压测量>电流测量。按照测量的准确性排序：通电在线测量>离线测量>断电在线测量。

      电气维修中常用有验电笔、万用表（含电压表、电流表、欧姆表等）、钳形表、兆欧表、示波器、频谱仪、功率计、逻辑分析仪和红外成像仪等，常用输出型仪器有信号发生器、可调直流电源等。在本书第二章介绍验电笔、万用表、钳形表和兆欧表的操作经验，在第三章中介绍示波器、频谱仪、红外成像仪、信号发生器和可调直流电源的操作经验，其它仪器操作经验请读者自行参考相应厂家技术资料。
（作者：罗清；地址：四川省攀枝花市东区；电话：[phone]；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）