高速公路通風系統調試常見故障探析

吳奮讀

(合誠工程咨詢集團股份有限公司 福建廈門 361009)

高速公路通風系統調試常見故障探析

吳奮讀

(合誠工程咨詢集團股份有限公司 福建廈門 361009)

高速公路通風系統調試過程故障類型繁多，迅速判斷故障原因并解決，可保障安全運行。文章采用現場實地調研、分類列舉的方法，以南安(金淘)至廈門高速公路(廈門段)機電工程通風系統安裝調試及試運行過程中出現的故障為例，探析各類常見故障產生的原因及處理措施。分析認為，常見的故障主要為通風設備本體、電氣控制及遠程自動控制故障三大類。

高速公路；通風系統；故障

0 引言

十二五期間我國高速公路飛速發展，福建省總里程已超過5 000km[1]。福建崇山峻嶺，高速公路隧道較多，管理運營好機電工程設備是確保福建高速公路安全平穩運行的關鍵。

高速公路通風系統承擔著稀釋及排出隧道內汽車尾氣的作用，可在火災時迅速排煙，為隧道安全運行做保障[2]。本文根據南安(金淘)至廈門高速公路(廈門段)機電工程通風系統安裝調試及試運行過程中出現的常見故障做出了分析，并給出了建議，可供同行借鑒。

1 工程概述

該項目南安(金淘)至廈門高速公路(廈門段)總長41 km，全線共設5處互通，7座隧道，分別是雙溪口、龍門嶺、小坪、蓮花、小溪山、鳳溪、巖內隧道。隧道為雙車道雙洞單向交通，其中有5座長隧道設置射流風機通風系統，分別為龍門嶺隧道14臺，小坪隧道2臺，風機功率為37kW/臺；蓮花隧道30臺，鳳溪隧道16臺，巖內隧道12臺，風機功率為30kW/臺，風機啟動方式為軟啟動。

2 系統構成

該項目通風系統主要由射流風機、風機配電控制箱、供電回路等構成本地的手動控制，再由風機配電控制箱及PLC網絡構成通風系統的自動控制。自動控制系統如圖1所示。

圖1 自動控制系統圖

該項目通風系統控制方式分為廈門監控分中心、隧道變電所及風機開關箱三級，三級控制均可通過人工操作，自動控制由廈門監控分中心操作。

常規工況狀態下，隧道變電所內風機配電箱控制開關打在“自動/遠程”上，由廈門監控分中心監控系統計算機對全線通風系統進行監控，自動檢測通風系統的實時狀態并操作，當發生故障時則采用人工控制的方式。

風機自動控制模式有兩種：①在一些特定情況下選用某種預先編制的控制程序通過人工確認后進行風機自動控制；②根據CO/VI檢測器(隧道一氧化碳/能見度檢測器)得到的數據進行調節風機[3]。

3 常見故障探析及處理措施

3.1 常見故障

3.2 起因探析

起因如下：

(1)未接通電源；電機不工作；風機內有異物卡死。

(2)緊固件松動或脫落，風機內有異物。

(3)進出氣口濾網堵塞，風機安裝螺栓松動，引起共振。

(4)設備連接件松動致使風機振動引起發熱；風機三相電流不平衡；風機輸入電壓過高或過低；設備選型錯誤，致使風機的性能參數不匹配造成功率過載發熱；供電線路電線截面過小。

(5)進出氣口過濾網堵塞；風機轉速達不到額定轉速，電源電壓低于額定電壓或電機問題；風機轉向反向；風機質量問題，達不到額定風量。

(6)供電線路短路跳閘或斷路。

(7)軟啟動器的輸出端未接線或接觸不良造成電源缺相，軟啟動器保護動作[4]。

(8)空氣開關長延時或瞬時電流脫扣器的整定值太小或選型與風機不匹配；軟啟動器的起始電壓設置太高或啟動時間太長[5]。

(9)軟啟動器內部接線不牢固：軟啟動器顯示屏故障。

(10)電流表顯示故障；電壓不穩定，軟啟動器誤動作；軟啟動器參數設置不合理。

(11)風機啟動過程中，出現相關保護元件動作，接觸器無法閉合，致使軟啟動器出現重復啟動。

(12)經常啟動，致使溫度太高，引發軟啟動器過熱保護跳閘；軟啟動器的整定時間太長，起始電壓太低； 軟啟動器的散熱風扇損壞；軟啟動器過電流損壞。

(13)通信光纜斷路；通信設備損壞。

(14)隧道變電所風機配電柜開關打在“本地或手動”上。

(15)PLC繼電器損壞： PLC接線松動引起接觸不良[6]。

(16)隧道內PLC設備使用環境較惡劣，PLC機柜內灰塵過多造成，PLC程序錯誤或混亂。

3.3 對應處理措施

(1)接通電源，檢查電機接線，清除風機內異物。

(2)擰緊緊固件，清除風機內異物。

(3)清除進出氣口過濾網上異物，緊固螺栓。

(4)緊固風機固定螺栓，檢查風機接線，重新緊固接線；裝設過載保護裝置；檢查風機選型，必要時更換風機；增大供電線路電線規格。

(5)清除過濾網堵塞物；調整變壓器檔位或更換電機；風機重新接線；更換合適風機。

(6)檢查風機供電回路。

(7)檢查電源輸出端接線情況，緊固接線。

(8)調整空開整定值或空開重新選型： 調小軟啟的起始電壓或縮短啟動時間。

(9)檢查并緊固軟啟動器內部接線；更換顯示屏。

(10)更換電流表；更換控制板，電壓穩定后重新啟動；重新整定參數。

(11)檢查外圍元件和線路。

(12)待軟啟動器冷卻后再重新啟動，控制軟啟動器的單位時間內啟動次數；重新整定軟啟動器的參數，縮短啟動時間，提高起始電壓；更換散熱風扇；檢查軟啟動器功率規格并更換。

(13)檢查通信鏈路，并重新熔接；更換通信設備。

(14)將隧道變電所風機配電柜開關打在“遠程或自動”上。

(15)更換繼電器；檢查接線并緊固。

(16)定期清除PLC機柜內插槽接口的灰塵,保持清潔；重新修改安裝程序。

4 建議

通風系統安裝調試完成后進入設備試運行期，由于隧道環境差，對機電工程硬件損壞較大，故障頻繁。設備種類繁多，系統通信結構各異導致了故障現象復雜，迅速排查故障可提高項目維護工作的效率。根據南廈高速公路機電工程通風系統現場調試過程及試運行期間出現的問題，總結經驗提出以下建議供同行及機電設備運營單位參考。

4.1 風機故障處理及保養

(1)風機運行時出現常規故障，應嚴格按設備說明書的相關規定進行排查和維護。

(2)運行中出現非常規的問題，應盡快與風機廠家取得聯系，由廠家赴現場解決。

(3)定期檢查風機的運行情況。

(4)建立風機定期維護保養制度。

4.2 軟啟動器日常檢查及維護

(1)定期檢查軟啟動器的使用環境，確保符合其運行工況。若環境較為潮濕，應及時烘干[7]。

(2)定期復查接線端子是否處于牢固狀態，開關柜內各種器件有無過熱、變色等異常現象。

(3)定期清理灰塵，保障良好的散熱環境，避免引起漏電和短路。

4.3 常見通風系統 PLC故障推斷流程(圖2)

A：風機無法控制；

B：主機與PLC通信是否正常；

C：檢查主機發出命令后，PLC變量是否變化；

D：轉入PLC故障排除流程；

E：PLC模塊是否正常輸出；

F：檢查繼電器是否吸合；

G：若繼電器不工作，檢查繼電器線圈是否導通，更換備用繼電器測試，也可手動打開繼電器測試外圍設備，同時排查風機控制箱是否處于自動/遠程控制模式；

H：檢查DC24V電源；

I：檢查光端機電源、收發指示燈是否亮；

J：更換光端機電源；

K：檢查光端機收發指示燈是否閃爍；

L：更換光端機或光收發器；

M：檢查PLC以太網通信模塊收發指示燈是否閃爍；

N：檢查RJ45接頭是否松脫，金屬接觸片是否有氧化現象。

圖2 PLC故障判斷流程

5 結語

高速公路機電工程通風系統在調試過程中故障類型繁多，原因也很復雜，根據調查結果主要故障為風機設備本體故障、電氣故障、遠程控制故障等3類，其中電氣故障發生的情形最多。如能迅速判斷通風系統故障產生的原因，采取得力措施解決，是機電工程順利完成調試工作及安全運行的保障。

[1] 黃亮金.福建省高速公路路政管理研究[D].福州：福建師范大學，2013.

[2] 張建亮.高速公路的隧道監控[J].山西建筑，2007，33(34)：331-332.

[3] 張良.plc在高速公路隧道監控系統中的應用[J].微計算機信息(測控儀表自動化)，2004，20(2)：5-6.

[4] 張巖松.油田電動機軟啟動裝置故障分析[J].石油石化節能，2014(8)：31-33.

[5] 何成躍.論水流量計量與節能的關系[J].石油石化節能，2014(8)：23-24.

[6] 閻巍山，張志權.淺析導致PLC故障的幾種原因[J].中國科技縱橫，2010(14)：240.

[7] 姜立偉，崔愛軍.軟啟動器在繞線電動機起動中的應用[J].科技致富向導，2015(12)：128.

Analysis of common malfunction in the commissioning of Expressway ventilation system

WUFendu

(Holsin Engineering Consulting Group limited Company,Xiamen 361009)

There are many types of malfunction in the process of expressway ventilation system, which can quickly judge the cause of the malfunction and solve the problem to ensure safe operation.Based on the method of field investigation and classification, this paper analyzed the causes and treatment of various common malfunction according to the malfunction in the installation, commissioning and commissioning of the ventilation system of Nan'an (Jintao) to Xiamen Expressway (Xiamen section) Measures.The main malfunction are the three major categories of ventilation equipment, electrical control and remote automatic control malfunction.

Expressway； Ventilation system； Malfunction

吳奮讀(1985.2- )，男，工程師。

E-mail:389428310@qq.com

2017-02-27

TU85

A

1004-6135(2017)06-0133-03