电气维修方法论第十二篇（排查故障和修理设备）

排查故障部件
      在已认知故障设备综合特征和规律基础上开始排查故障部件。如果熟悉同类设备的操作方法、工作状态和主要参数，能为排查故障时选择切入点、缩小排查范围和判断部件好坏提供依据。故障设备内部部件数量有限且相互间耦合度较低，以部件为单元能简单直观的描述电气设备工作原理、功能用途和规格样式，降低分析判断和逻辑推理难度。在排查故障过程中及时通过替换对比试验保证分析判断和逻辑推理结果的客观性。

      先感知和剖析故障设备，发掘出具有分析判断价值的异常现象为切入点，通过逻辑推理和试验验证缩小故障排查的空间范围，最后用替换对比判断怀疑部件的好坏，排查结果能够合乎逻辑的正向解释异常现象。充分参考同类故障设备维修案例，根据实践经验按照故障概率高低排查故障源，会有意想不到的收获。坚持先整体后局部、先外因后内因、先机械后电气、先观察后剖析、先分析判断后逻辑推理、先断电检测后通电检测和先软件后硬件的原则能提高查找故障效率。

      如果电气设备是标准化结构，内部部件属于标准化产品，而且维修配件齐全，可以将排查故障和处理故障整合，直接用相同部件逐个替换对比排查出故障部件，直到电气故障排除为止。如果电气设备系统庞大复杂、内部部件数量多，而且维修配件不齐全，那么需要按照排查流程查找故障源。在排查故障时为避免因为拆装、检测等过程中发生意外产生新故障，需要及时将故障设备复原并开机运行，观察故障现象是否扩大，这提高了维修复杂度。

      对比排查法分为正向对比和反向对比，正向对比是用正常部件替换怀疑部件放入故障设备中，如果故障设备恢复正常，可以判断怀疑部件损坏，否则可以判断故障设备还有其它故障源，但不能完全判断怀疑部件好坏；反向对比将怀疑部件放入正常设备中，根据正常设备是否正常工作能准确判断怀疑部件的好坏，但需要相同设备作对比。灵活应用两种对比方法，既能从正常设备中找出故障部件，也能从故障设备中找出正常部件。为减少更换部件对设备伤害，需要合理减少更换次数。

      根据故障设备技术资料获得其正常特性参数和主要物理量以及需要的外部条件（工作电源、输入信号和控制信号等）。检测方法分为断电检测和通电检测，为保证安全尽量采用断电检测，通电检测前要采取安全防护措施。按检测状态分为在线检测和离线检测，在线检测方便但不准确，离线检测准确性高但检测内容少。按检测技术分非介入式检测和介入式检测，非介入式检测对设备的伤害或干扰低于介入式检测。对于自带计算机的电气设备可利用系统程序自检功能排查故障源。

      一、选择切入点

      设备不能正常工作后会表现出多种异常现象，选择合理切入点能缩小故障源排查范围。

     （一）发掘更多异常现象

      先询问操作人员了解故障时间、过程、现状、已采取措施、维护记录和备品配件等信息，通过铭牌查询故障设备技术资料掌握其核心部件、工作状态和主要电气参数等分析判断标准。断电后直接观察故障设备的外观形状、线路端口和输入输出机构是否异常？然后拆除设备外壳后继续直接观察设备内部部件、线路连接是否存在脱落、断路、短路、变形断裂和氧化发黑等异常现象？再用万用表电阻档、电容档和电感档测量设备端口和部件接口的阻抗、容抗和感抗等特性参数是否在正常值范围内？通电后用万用表电压档和电流档检测故障设备不同工作状态下外部端口和部件接口的电压、电流值等物理量是否在正常值范围内？将异常数据作为异常现象。筛选出所有表现稳定或反复重现的异常现象。

     （二）选择合理切入点

      按有利于分析判断要求依次选择异常现象推测故障原因，把与故障现象逻辑关系最紧密异常现象作为缩小排查范围的切入点。如果已知异常现象全部尝试后没有获得理想结果，则返回本流程第一步，采用新仪器从新的角度进行观察和剖析，发掘新异常现象。

      二、缩小排查范围

      电气设备或部件除本身完好外，还需要外因电源供电稳定、输入输出和控制信号正确完整、内因保护未启动时才能正常工作。通过选择或对比缩小故障源排查的功能状态、工作环境、时间阶段或空间布局范围。如果同时表现出多种特殊异常现象，需要逐个替换与故障现象相关部件，分别缩小排查范围。

     （一）梳理设备原理

      先观察后测量故障设备拆卸前后，用系统功能框图描述设备功能以及相互间电气连接，用安装布置图描述各部件分布位置。

     （二）划分排查范围

      如果故障现象和故障设备工作时间阶段密切相关，表现为不能长期稳定工作、持续工作一段时间后或某个时间段出现异常等，以温度高、易受干扰、磨损大部件为切入点缩小排查范围，通过分析判断找出老化或抗干扰性降低的部件。
      如果切入点和故障设备的工作环境密切相关，表现为交流市电不稳、温度、湿度和粉尘等外界环境干扰设备正常工作，以对电源波动、温度、湿度或粉尘敏感相关部件为切入点缩小排查范围，通过分析判断找出外界干扰原因。
      如果切入点和故障设备的空间布局密切相关，表现为设备散热不良、外部机械冲击造成设备故障等，以发热严重或易被冲击部位为切入点缩小排查范围，通过清洗散热通道或修补外观结构后开机测试是否排除故障。
      如果切入点和故障设备功能状态密切相关，表现为全部或部分功能缺失、部分状态异常等，将与功能状态相关部件为切入点缩小排查范围。

      标准电气设备中，按照主信号传输先后顺序，主回路的输入模块、信号处理转换模块、输出模块之间呈先进先出关系，采用信号跟踪法缩小故障排查范围；辅助回路的电源模块、保护模块、人机交互模块按星状分布到主回路中，采用先核心部件后分子部件的顺序缩小故障查找范围；通讯模块和人机交互模块之间呈点对点关系，采用逐个排除法缩小故障排查范围；部件间呈包含关系，父部件是子部件外因，子部件是父部件内因，以先易后难、先外因后内因的顺序判断怀疑部件好坏；部件间呈独立关系，采用逐个替换缩小故障排查范围；按照电气关系部件间可以串联、并联、树联和星联，尽量选择耦合度低的连接点作为排查分界线，采用是非、过滤和排除等思路方式缩小故障源排查范围。

      电气设备的电源部件、保护部件和人机交互部件异常会产生整体功能故障，要先检测工作电源部件或保护部件是否异常，再检测人机交互部件是否异常。输入部件、处理转换部件、输出部件、通讯部件异常会产生部分功能故障，通过分析判断找出相关功能部件，用替换进行对比验证。

      （三）确定故障部位

      当需要排查部件数量降低到个位数后，采用逐个替换对比法找出故障位置，否则返回本流程第二步，重新选择切入点。

      三、判断部件好坏

     （一）找出异常部位后需要判断是其外部原因还是本身损坏。
     （二）如果外部原因异常，返回缩小排查范围流程。如果外部原因正常，将怀疑部件的离线和在线特性值（阻值、容值、感抗等），以及通电后测量的电气参数值（电压、电流），与正常部件特性值和电气参数值作对比判断其好坏。
     （三）故障源能够合理解释已知异常现象，还能演绎出未知异常现象并通过试验验证就证明已找到故障源，进入处理故障流程，否则返回缩小排查范围流程。

       2-3-4修理电气设备

      部件级维修的基本办法就是对故障部件进行替换，维修过程比较简单，严格按流程拆装设备，确保拆卸方式正确，安装紧固可靠。替换部件原则上要求替换部件和故障部件规格型号相同，特殊情况可采用不低于故障部件性能的同系列部件代替。如果故障部件包含程序和数据，需要先导出原部件程序和数据，再将程序和数据导入新部件。如果需要调整参数，要按照操作手册对新部件进行参数设置后才能使用。

      一、制定修理方案

      对系统规模大或关键核心电气设备维修前需要制定可操作性强、安全可靠的修理方案，严格按照方案进行修理能够保证维修成功率。
     （一）确定方案
      已找出故障源后，根据个人修理经验以及工具、技能、备件、时间、环境和成本等限制因素，选择或制定具有可操作性的最佳修理方案。
     （二）材料工具准备
      准备好维修需要的物质和技术条件。如果是技术要求较高的修理，正式维修之前要进行试验或演练，检验维修方案的可靠性。

      二、维修处理

      维修前要关闭设备电源并采取必要安全措施。
     （一）拆卸更换故障源
      先拆卸故障设备外壳和故障部件，更换前检查更换部件规格型号是否匹配，更换后检查紧固件是否到位、接插件是否插错或插反，是否已导入程序代码或参数，是否正确连接内部电气线路。
     （二）通电试验
      通电试机前先进行电气安全检查并摘除临时保护措施，避免烧毁新换电路板致使故障扩大。确保人员和设备安全后才能对设备通电试验。如果故障现象消失，进入验收流程；如果故障现象依旧，返回重新排查故障源；如果故障现象发生变化，证明存在多处故障源，返回选择切入点流程，重新排查其它故障源。

      三、验收和记录

      维修处理完成后需要进行外观结构、功能完整和稳定性验收，确保设备恢复设计功能和技术要求。
     （一）安装清洗
      设备外壳安装前对设备内部进行清洗和保养，将设备内部部件和连接线路恢复到正常位置，最后安装紧固设备外壳。
     （二）功能完整验收
      通电试机时要求操作人员对设备进行功能完整性验收，依次检查设备所有功能和所有状态是否正常，是否满足重要技术指标。
     （三）稳定性验收
      让电气设备持续工作一小时，进行工作稳定性验收。
     （四）整理维修资料

      维修完成后将维修过程作为案例详细记录，包含设备信息、故障现象、维修时间地点、维修部位、排查修理过程和配件耗材等信息。为保护知识产权，还要记录维修人员信息和参考他人维修案例出处，最后向客户移交修好设备。
（作者：罗清；地址：四川省攀枝花市东区；电话：[phone]；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）