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摘要：在综合测试设备的使用中存在一定的故障情况，本文针对某型测试设备使用中出现变流机供电电流的异常情况来对故障进行了分析，阐述了其检测的机理，并对供电电流的测量故障排除方法与步骤进行深入的剖析，提出相应防范的方法，对设备性能管理具有帮助。
关键词：测试设备；供电电流；异常故障；预防方法
前言
测试设备在主要行业中都得到了应用，而在其使用过程中可能会出现供电电流异常故障情况，这对其性能和寿命造成了一定的影响，为了避免这种情况的发生，就需要对测试设备供电电流的异常故障进行全面的掌握和分析，并积极采取有效的防范措施进行故障的控制，这也是本文主要研究的内容。
1.故障情况的阐述
某型测试设备进行产品的测试中，出现变流机直流供电的电流异常情况，实测的值是19.7A，合格的范围要求在2-4.5A，其实测值已经超出技术要求。系统自检显示其测控的单元存在不合格，因此确认其设备出现故障。
2.故障的分析
2.1直流电源的故障
本次使用的直流电源输入电压为交流220V，可输出四路27V直流电压，分别为气源控制、模拟载机、模拟涡轮和变流四个模块供电。直流电源内部主要包括一体化电源与继电器板两部分，其中一体化电源将AC220V转换为4路直流输出，而继电器板具有信号切换以及转接的作用[1]。
第一路27V输出用在给气源的控制台等设备中，并提供控制电压，信号的切换通过测控单元内小继电器来完成，其它三路输出的电流比较大，通过触点电流小的继电器进行触点电流大的继电器控制，来实现二级的驱动效果。各路直流输出先通过后面板保险，后进入继电器板内，最后从继电器板和相应指示灯、电连接器以及接线柱进行连接。
首先对直流电源面板保险进行检测，发现其保险是完好的；通过万用表测量其输出电压及外接500W大功率可调电阻的电流，如下表1所示。结果显示电压输出正常，负载端的电流随负载的大小呈线性变化，可以排除直流电源故障。
2.2测控单元的故障
在测试设备中，测控单元为其核心部分，主要包括输入板卡INPUT（输入板卡）、CPU板卡与OUTPUT（输出板卡）等3块电路板所组成。
INPUT板卡故障：INPUT板卡主要是由继电器开关、控制电路与信号调理电路等部分所组成的，此板卡对产品的各种输出信号进行调理和切换。对INPUT板卡实施分解，发现印制电路板上线路存在明显烧坏的痕迹，因此，确认INPUT板卡出现故障[2]。
CPU板卡故障：CPU板卡主要包括DSP微控制器模块、激光目标信号发生模块、信号采集模块与数据通信模块等四部分组成。在对直流电压进行测量时，借助模/数转换芯片进行实现，对电流测量是先通过I/V转换，把电流信号转变为电压信号，然后再通过ADC来实施测量。通过对CPU板卡实施自检，发现其结果不合格，从而确认其CPU板卡也出现故障。
OUTPUT板卡故障：OUTPUT板卡主要包括继电器开关、控制模块与信号产生模块等，在测试的过程中为产品提供各种激励信号，直流电压信号通过数/模转换芯片实现，开关信号通过继电器输出。通过对OUTPUT板卡实施自检，发现其结果合格，判断OUTPUT板卡无故障。
3.机理分析
设备借助载机口进行变流机27V信号C003和载机27V信号C002的加载，并将其加到被测的装备，后对27V的地信号发出闭锁指令，于60s内，测控单元对变流机的供电负载电流进行回测，且其激励响应的信号路径情况如下表2显示。
设备借助测控单元OUTPUT板卡的K18继电器来对X54直流电源进行控制，利用其中的第26、27、28、29针将直流电压加载到装备的载机口P（+）/T（-）、Z（-）中，以此实现对变流机的供电。
负载的电流借助测控单元INPUT板卡矩阵开关切换进入到CPU板卡并进行运算的处理，将运算结果反馈到上位机中进行显示[3]。
在正极采样中，负载的电流借助X54直流电源的第33针到测控单元INPUT板卡的K39继电器，后切入到CPU板卡内AD采样电路。
在负极采样中，借助X54直流电源的第34针到测控单元INPUT板卡的K42继电器，并切入到CPU板卡内的K2继电器，后进入到模拟地实施测试，最后实现对变流机供电电流的测试。
通过分析得知，直流电源输出正常，而变流机供电负载电流过大，说明故障的通路发生在采样通道上，对采样通道线路实施排查，发现INPUT板卡的K39继电器内3、8管脚是常闭的异常状态，且此继电器的3、4、7、8脚也是互连的，CPU板卡K2继电器也存在同样的问题。
由于INPUT板卡的K39继电器自身发生故障，造成了在采样中的正极DIC+_3（也就是第3脚）和地线（也就是第7脚）存在短路。对变流机供电的电流进行测试，并对点负极进行闭合采样，也就是吸合CPU板卡的K2继电器时，造成K2的继电器在采样中出现负极的短路而带电，进而导致在测量的回路内瞬间具有极大的电流，因此测量是不合格的。
4.故障处理及防范措施
通过以上分析，因为INPUT板卡的K39继电器存在短路的情况，电流过大导致印制电路板线路的烧坏，进而导致CPU板卡K2继电器出现损坏等情况，将其更换成合格的INPUT板卡，并对CPU板卡内发生故障的继电器进行更换后，再对设备实施自检，发现其结果合格。后对被测设备整机进行验证测试，其结果也是合格的；因此，其故障得到了有效的排除。
通过分析得出，此故障是由继电器的偶发故障而导致的，其导致故障的机理具有一定参考性，对此类的问题可以通过以下措施进行控制[4]。
首先，要避免设备出现超负荷工作的情况。因为设备的内部存在的电子元器件种类繁多，且其工作的特性也是各不相同的，如果超负荷的工作就会造成其内部一些器件出现过热的情况，如果长时期超负荷的工作，势必会造成电子元器件的损坏，因此在设备使用中一定要做好对其工作状态的监控，尽可能的保证其在合理的负荷状态下工作。
其次，需要对设备进行定期的维护，做好对设备的检查和管理，对其关键部位要定期进行性能的验证和养护，避免其出现问题，一旦发现隐患，应该及时进行处理和控制，避免故障的进一步发展。同时在进行设备的维护过程中，还需要做好对其内部灰尘和异物的清理工作，这主要是因为设备使用的过程中往往会对空气内悬浮的颗粒以及细小的灰尘进行吸附，此类悬浮物会附在设备的电路板和元器件的表面，设备在工作的过程中此类悬浮物由于电离而带电，很容易就会导致设备出现不正常的工作，进而引发故障。
最后，在对回路负载端进行测量时，要进行过流保护，这样在测量回路负载端电流的异常情况时，其测量回路就可以自动断开，实现对采样电路的有效保护，避免故障的发生。
5.结语
综上所述，本文通过对某型测试设备供电电流异常故障进行分析，借助相应的测试设备机理来有效的判断出其具体的故障点，并提出了对异常故障进行预防的措施，本文的研究结果能够对测试设备的供电电流异常故障处理提供有效参考。
参考文献：
[1]刘煌煌.110kV线路间隔设备试验异常分析及防范措施[J].电世界，2017，58（5）：00006-00007.
[2]路艳巧，刘胜军.220kV电流互感器异常分析及防范措施[J].科学技术创新，2015（34）：149-150.
[3]李辰盟.一起避雷器阻性电流异常故障分析[J].科技创新与应用，2017（29）：190-191.
[4]刘长富.中压电机轴电流故障分析及处理防范[J].设备管理与维修，2018，No.431（17）：54-55.
论文作者:张双文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：板卡论文; 电流论文; 继电器论文; 故障论文; 设备论文; 信号论文; 测试论文; 《电力设备》2019年第8期论文;