建筑機電設備故障診斷與維護保養方法探討

許小云 （福建省第五建筑工程公司，福建 泉州 362000）

0 前言

機電設備一般指機械、電器及電氣自動化設備，在建筑中一般指除土工、木工、鋼筋、泥水之外的機械、管道設備，與五金概念不同，機電設備多指能實現一定功能的成品機器。現代建筑工業在社會生產活動中的價值突出，建筑機電設備的數目、類別也因此大為豐富，在實際工作中，各類機電設備可能由于種種原因出現故障，影響生產作業，甚至帶來安全隱患和事故，對此加以分析十分必要。

1 建筑機電設備故障診斷

1.1 建筑機電設備常見故障

機電設備故障情況雖然較多，但類型可以簡單劃分為機械故障、老化故障、破壞故障3種，機械故障是指內部構件出現位移、精度不高以及電流電壓變化大導致的故障。老化故障是指機械設備長期使用后出現的設備、部件周期性磨損，這一問題通常難以避免。破壞故障是指設備在常規狀態下遭遇較大外荷載和沖擊破壞。比如用于建筑鉆孔作業的電動鋸，鋸條需要定期檢修，否則工作效率無法保證，存放時還要確保遠離水源，防止造成進水短路問題，工作參數方面要精準把控，根據施工類型設定工作速度，上述任何環節出現問題，都可能導致故障。

1.2 機電設備常見故障的診斷

目前建筑機電設備的故障診斷包括經驗式診斷（也稱觀察診斷）、現場拆卸診斷、智能診斷3種方式。經驗式診斷是目前較為常用的非常規診斷方法，該方式是利用大部分機電設備工作模式化的特點，根據其工作中的異常判斷故障類型，如機電一體化設備，在常規作業中發出較大的噪聲，可以判斷其齒輪嚙合、軸承潤滑等工作出現問題，給予針對性的處理往往能夠快速解決，但經驗式診斷帶有一定的盲目性，一般不建議廣泛應用。現場拆卸診斷是一種較為科學的診斷方式，該方式主要是結合設備內部實際情況展開診斷，利用閉路循環試驗等科學方式提升診斷的科學性。如設備機械功率不足，可能是存在電阻過大問題，可以建立閉路電循環系統，保持電壓不變的情況下，了解輸出電流值，與標準值對照，如果差異過大，可以判斷系統導電構件存在老化問題，給予更換即可。

智能診斷是一種基于系統記憶的模糊診斷法，是目前最先進的診斷方式。在設備中內置智能芯片，該芯片可以收集系統工作的關鍵參數（設定的默認參數），生成一個數學模型，與默認故障模型進行匹配，相似度最高的模型即為當前設備故障類型。如以電動機為對象，收集溫度、鉆速、噪音等參數，構建一個標準模型，再收集各類故障下的工作參數，構建若干故障模型，模型數目越多，后續診斷的效果越好。完成模型收集后，應用K近鄰算法以及隨機森林法進行高效率訓練，使系統可以識別幾百甚至上千種故障，當電動機出現異常時，實現精準的故障匹配診斷。

2 建筑機電設備維護保養

2.1 機電設備維護保養的主要對象

機電設備維護保養的對象主要是設備的各個組成部分，這些構件在工作中的重要性不盡相同，因此維護保養時也要區別對待。如建筑中常見的變壓器，維護、保養工作需要針對變壓器外觀和內部結構共同進行，對可能出現問題的構件，則要擬定專門的維護保養方案，貫穿安裝、調試和使用整個過程[1]。此外，大部分建筑中的機電設備類別眾多，就建筑機電而言，包括電焊機、卷揚機、彎曲機、切斷機、注漿機、攪拌機、閃光對焊機、沖孔機、拋光機、電動鋸等。在分析其維護保養時，要求根據工作性質進行設備劃分，能夠集中應用類似原理進行維護保養的設備歸入一類，以便于技術人員集中進行處置。

2.2 機電設備維護保養的方式

機電設備維護保養的方式包括重點維護保養、周期維護保養、問題維護保養3種。重點維護保養是指精細劃分所有設備，選取其中容易出現問題的結構，進行維護保養工作。周期維護保養是一種預防性的保養機制，在設備投入使用前、使用后進行檢修，長期擱置時則延長檢修期限，但依然周期進行，確保設備出現問題得到及時發現和提前處理。問題維護保養是傳統的工作方式，該方式主要針對出現問題的設備，當設備出現零部件損害、性能異常時，給予專門處理。著眼于后續工作，重點維護保養、周期維護保養的價值更突出[2]。

變壓器是較為常見的建筑機電設備，廣泛應用于供電作業。以變壓器的維護保養為例，在采買設備前，首先結合工作需求擬定采買目標的規格、型號、額定電壓、電流等基本參數，之后通過正規渠道買入，并在入場安裝前給予核對，確保變壓器各項參數滿足需求，此外還要針對變壓器的絕緣皮、外觀、導線連接狀況等開展檢查，核對無誤再進行安裝。安裝過程中，一般要求取吊裝方式，垂直起吊、垂直放置。安裝位置上，變壓器距門80～100cm，距墻面70～80cm。搭建臺架時，應保持臺架立桿間距不超過1.5m，并使用三角形結構保持臺架穩定性。完成安裝后還要求進行調試，通過調試了解變壓器的工作性能，調試過程中需要觀察的參數很多，以溫度觀察為例。某變壓器在標準工作狀態下溫度在50℃～75℃之間，如果溫度過高，表明變壓器內部電阻過大，可能存在銹蝕等問題。調試過程一般分為如下4個階段。

第一階段為空載調試，一般持續運行30min，記錄數據、關閉電源10min；第二階段為半負載，要求達到負載水平的50%，持續運行40～60min，記錄數據、關閉電源10min，半負載調試需反復進行至少3次；第三階段為高負載調試，要求達到負載水平的75%～80%，持續運行40～60min，記錄數據、關閉電源10min，半負載調試也需反復進行至少3次；最后一個階段為滿負載調試，要求達到負載水平的100%，持續運行40～60min，記錄數據、關閉電源，滿負載調試進行1次即可。完成調試后，分析所獲數據，取平均值與標準值對照，了解差異，如果差異小于2.5%，證明變壓器性能滿足使用需求，如果差異較大，不能投入使用[3]。

在變壓器投入工作中，維護保養工作應繼續遵循重點進行、周期進行兩個基本原則。著眼于變壓器的基本檢測途徑，維護保養的觀察重點依然是外圍絕緣性能以及工作溫度，檢修間隔不宜超過2周。在故障診斷上，還可以應用紅外感應方式優化工作流程。紅外感應也被稱為紅外測溫技術，在現代變壓器檢測中已經有所應用，其優勢包括使用方便、原理簡單，而且能夠獨立工作。設備的體積較小，屬于便攜裝置，檢測工作的核心原理是熱成像，檢測工作不需要在停電的情況下進行，工作效率更高，也更安全，此外，檢測所獲信息已圖像的形式呈現，整體過程是可視化的，更有利于快速判斷問題。建筑中的其他機電設備也應周期進行養護，針對其可能出現的主要問題建立周期養護機制，尤其是一些核心構件，包括電動機等，確保其性能優良。

3 總結

通過分析建筑機電設備故障診斷與維護保養方法，獲取了相關理論，建筑機電設備類別多樣，其故障情況也不盡相同，可以根據故障情況進行現場診斷，也可以應用智能技術完成精準診斷。保養方面，應注意一些容易磨損破壞的構件，建立周期保養制度，確保設備的使用價值。通過實例分析給出了變壓器的保養技巧，鑒于部分機電設備的通用性，可以作為后續工作的參考。