淺析電工電子綜合試驗臺故障原因

葛水河

摘 要：電工電子綜合試驗臺是各大學院電工電子專業實驗實訓的主要設備，它的性能好壞和運行狀況是否良好，不僅直接影響學生的實驗實訓效果，同時對學生的專業基礎知識的學習有很大的影響。然而，實驗臺在長期使用過程中不可避免的會出現一些故障，為了保證學院電工電子專業學生實驗的順利進行，延長試驗臺的使用壽命，要經常對試驗臺進行技術維護，并對其產生的各種故障進行檢修，掌握具體的檢修方法和原則。基于以上原因，本文主要分析探討了實驗臺常見故障產生原因及檢修方法，并做相應的維修記錄，為電工電子專業師生提供檢修參考依據。

關鍵詞：電工電子；試驗臺；故障原因；檢修方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.130

為了滿足電工電子專業教學實驗實訓的需求，學院和許繼集團共同研發了電工電子綜合試驗臺，整個綜合試驗臺呈單元模塊化，在一個試驗臺上不僅能完成電工基礎知識的基本實驗，同時還能完成模擬電路和數字電路的基本實驗，在一般電工試驗臺的基礎上增添了函數信號發生器，頻率計等儀器。綜合布局結構合理，條理清晰。實驗室共配備了24臺綜合試驗臺，對電工學基礎知識和電子電路分析教學提供了極大的方便，同時也提高了學生學習專業課的積極性。由于這些設備在教學實習中使用頻率較高，在使用過程中由于環境因素和操作不當，不可避免的會造成設備出現各種各樣的故障，針對這些故障，作為實訓指導老師或實驗室管理人員應及時發現并排除故障，是保證實驗設備正常運行和實驗實訓教學的關鍵。

1 故障類型分析

電工電子綜合試驗臺根據實際使用情況和出現故障的現象，故障產生的原因大概分為以下三種類型：

第一種是學生在實習過程中由于操作不當或誤操作導致的人為故障，這種故障現象比較明顯，故障原因容易判斷，易于排除。

第二種是由于環境因素比如空氣環境濕度較大，引起元件引腳氧化產生松動脫焊，對于有觸點的元器件，如交直流接觸器，繼電器等，很容易造成接觸不良。

第三種就是元件自身質量問題或長時間使用使元件老化引起的故障，特別是電解電容容量減小或失容致使電路不能正常工作，使實驗操作不成功等，這種故障現象比較隱蔽，要通過細致的觀察和分析，或者通過相關的儀表或儀器進行檢測才能真正找到原因，所以在判斷上難度稍大一些。

在實驗過程中，不論是遇到什么樣的故障類型，首先要根據故障現象和性質，分析故障產生的原因類型。

2 各類型常見故障現象及檢修方法

2.1 人為因素引起故障現象及原因

對于人為因素的故障一般會有元件發熱嚴重，甚至冒煙，元件燒毀等現象，并伴有刺激性氣味產生，或噪音增大，劇烈振動等異常現象。同時，電壓表顯示會下降，電流表顯示增大較多。如果在操作過程中出現這種現象，應及時切斷電源，防止故障進一步擴大，影響到電路中的其它元件。分析這種故障現象一般是人為因素造成電路短路，元件選擇錯誤，特別是色環電阻的識別，由于學生剛接觸專業課，往往在識別色環時顏色判斷不準確，很容易將小阻值電阻當做大阻值電阻安裝在電路中。尤其是對五環電阻的識別錯誤是每屆學生共同的弱點。這樣安裝后的電路，通電后必然會產生較大的電流，使元件迅速發熱甚至冒煙燒毀，同時對后級電路也會造成很大的影響。此時，應立即斷開電源，拆掉損壞元件，并根據實驗要求查找原理圖中對應的元件參數，看是否跟實驗原理圖中要求的參數是否一致，若不同則予以更換。

其次是對三極管極性的判斷錯誤，也是造成此類故障的主要原因。

2.2 環境因素引起的故障現象及原因

對于環境因素引起的故障現象，雖說不像人為因素那樣明顯，但仔細觀察，一般會有軌跡可循。

（1）比如由于環境潮濕而引起的故障經常會造成接觸不良，電路時好時壞，特別是各種帶有觸點的元器件，如各種類型的交直流接觸器觸點、交直流繼電器常開觸點等很容易氧化，這類電器元件觸點氧化后一般會造成通電后觸點不吸合，或者是觸點雖能吸合但是電路不能工作，這種現象在實際的實驗過程中是經常出現的，特別是實驗室在一樓的，更容易出現這類故障。若接觸器控制的負載是三相交流電動機，如果有一相不能導通，會使三相電機因缺相而燒毀。接觸器內部復位彈簧氧化后，彈簧彈力不夠，斷電后不能及時使觸點復位，造成負載電器不能及時斷開電源，對電路和人身安全造成很大威脅。對于這些故障現象，實習指導老師和實驗員更應該及時發現并給予更換，避免在實驗實訓過程中出現重大教學事故，危及人身安全。對于象接觸器這樣較大的元器件，為了節約維修費用，可以把接觸器拆下來，對接觸器進行有序拆解，將觸點取出來用120目以上的細砂紙進行打磨處理，再進行組裝仍然可以使用。這種檢修方式是我們一直提倡的，這樣做不僅節約了檢修費用，降低維修成本，還可以指導學生一起進行，對學生動手能力的提高還有很大的促進作用，使學生不僅學習了理論知識，還對元器件的內部結構有了一定的了解和掌握，對學生學習專業課起到極大的推動作用和效果。

（2）可調元件因潮濕氧化后，也會使電路工作不穩定。而且在試驗臺上，可調元件應用范圍較大，如試驗臺上的直流輸出可調電源，輸出電壓在0—30V之間連續可調；直流輸出可調電流在0—2A之間連續可調，0.1—30MHz函數信號發生器，頻率計等這些儀器儀表都離不開可調元件，這些可調元件氧化接觸不良往往使輸出的電壓或電流處于不穩定狀態，這樣不穩定的電壓或電流是沒辦法完成實驗實訓的教學任務，即使勉強做完實驗，實驗的結果也不準確，實驗數據誤差較大，達不到實驗的真實目的。

其中最常見故障就是數碼顯示電壓表讀數顯示不穩定，當電壓表調節電位器本身由于氧化而造成的接觸不良，是電壓表讀數顯示不穩定的主要原因，這種故障要及時更換電位器。有時候我們也常采用酒精清洗的方法來解決，但是電位器氧化后即使把氧化層清洗掉，電位器的阻值仍不會很穩定，主要是因為電位器內部馬蹄片長時間旋轉后彈力下降，不能很好的和碳膜緊壓在一起，最好的根除方法就是更換同型號同參數的電位器，這樣才能確保儀表的靈敏度和精確性。

（3）由于各電路都采用模塊化，因此模塊與模塊之間的連接端子線和排線插頭以及插孔的氧化也不容忽視，氧化嚴重時會造成接觸電阻增大，降低電路中的電壓或電流，同樣會使實驗不準確。

3 元件自身問題及老化引起的故障現象及原因

對于元件自身質量問題和因長時間使用引起元件老化而產生的故障，則會更加隱蔽。

（1）最常見的就是電解電容，由于長時間工作會使內部電解液逐漸干枯，電解電容容量變小甚至失容，這種電容如果是用在電源濾波電路中，會使直流電輸出波紋增大，直流電壓下降，對電路干擾比較嚴重，甚至導致電路不能正常工作。若是在耦合電路中，則會使耦合信號變弱或者使耦合信號中斷，使后級負載電路無法工作。對此類元件要及時更換，以免對電路產生影響。

（2）小瓷片電容在電路中也會經常出現容量減小或失容現象，這種電容在電路中一般都是起旁路作用或做高頻信號濾波作用，所以當電容出現問題，對電路幾乎沒有特別的影響，這就需要實驗指導老師或實驗管理人員有豐富的理論知識和檢修經驗，才能根據實驗操作過程中出現的細微現象找出故障元件，確保實驗的有效性和準確性。

（3）電阻在電路中也會出現不同的老化問題，除了極個別特殊情況電阻阻值會變小外，一般電阻在使用一段時間后會出現不同程度的阻值變大的情況，有時也會有開路現象。在電工電子綜合試驗臺上，電阻是應用最多的元件，也是出現故障率最高的元件。如果在實驗過程中出現一個電路多次實驗結果都不能達到實驗的目的和要求，就要對單元模塊中相關的電阻進行檢測，判斷其阻值是否和原理圖標注相一致，否則就要進行更換，確保實驗能夠順利進行。

4 總結

以上是對電工電子綜合試驗臺常見故障產生的原因進行分析和判斷，為實驗人員和學生提供一些分析方法和維修經驗。當然不同元件在不同的電路中出現故障的形式和產生的原因也會有所不同，在實際試驗中，應根據具體故障現象，分析其具體原因。通過對實驗設備進行不斷地維護和檢修，才能使實驗設備的使用處于正常運行模式，最大限度的利用實驗設備，保證教學實習的正常進行。同時，對實驗室的建設和發展起到一定的積極推動作用。

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