分析造成船閘常見電氣故障的原因及應對措施

◎ 黎超 江西省信江通航管理中心

1.船閘電氣故障分析的重要性分析

需要設置合理與完善的船閘電氣系統，這是保證船閘正常排水的前提條件，同時預防發生嚴重的安全事故。電路控制系統在對于即將發生的嚴重災害事故，會發出預警信息，所以其整個系統的運行處理效率是比較高的。隨著電氣系統的全面發展和進步，技術得到了很大的提升，對于船閘行業發展來說，其產生的不僅僅是經濟效益，同時也能有效促進整個系統運行安全性的提升，降低運行成本，保證運輸工作順利開展。在船閘電氣系統設施的安裝與運行之后，能有效促進船閘監控管理效果，避免出現人為失誤，保證其整體的運行、協調能力。

2.限位開關所導致的閘閥門故障問題分析

限位開關對于船閘系統的運行影響比較直接，也是極為關鍵性的外設設備，限位開關是對閘閥門進行控制，確保運動有效的開展，同時將運行的信息反饋到控制系統內，確保閘門門體動作的安全性與啟閉機械液壓油缸行程的安全性。但是限位開關往往都會因為加工質量比較差、壽命不足等，導致運動中會產生觸點鎖死或者中繼養護等問題，造成系統的運行質量比較差，影響總體結構的性能。這些故障問題一旦發生，養護人員并不能快速的通過肉眼判斷出來，還要進行多個步驟的故障診斷和分析，要做好啟閉系統、水下障礙、供配電系統等多個方面的排查。

2.1 限位開關觸電鎖死而閘門不運行的情況

2.1.1 故障現象

閥門提落燈亮起，落閥到規定位置上，不能進行提閥運動。

2.1.2 故障排查

將啟閉機故障與水下故障問題全部排除，初步確定故障是由于電氣控制系統所導致，然后按照如下步驟逐步進行排查。①閥門關閉到位室，在操作臺進行按鈕操作和控制柜閥門作業，沒有任何動作反應；②使用上位機進行提閥門操作，組態軟件現實閥門已經提到位置上；③檢查確定電器柜中的信號燈變化情況，閥門回落到原有位置上，指示燈與提閥全部亮起，就表示中繼或者行程開關中存在故障；④檢查確定控制柜中繼，閥門提閥到位，中繼和落閥到位，中繼實現電吸合，撥動搖臂，可以正常運行，提閥信號一直顯示；⑤檢查閥門是否可以回落到規定位置，形成開關與限位撞塊落閥到開關搖臂，直接觸發到位信號；⑥檢測提閥開關的部件，根據需要調整搖臂，直接觸發信號；⑦開啟限位閥的外殼，如果內部有任何銹蝕、潮濕等現象，可以利用萬用表進行觸點的檢查，有常閉的情況，會導致回路出現導通的情況，就會檢測確定有提閥信號，不能開啟閥門。

2.1.3 故障分析

限位開關在加工制造環節就有巨大的缺陷，導致不能正常的應用，密封圈也有嚴重的老化問題，導致水汽無法及時排出去，也可能是因為限位開關與連接電纜接口的部位密封性不足，雨水或者清掃中所產生的水進入到電纜內，導致生銹情況的出現，影響整體運行。

2.1.4 解決辦法

限位開關全部更換，排除故障問題。

2.2 限位開關

DC24V 供電故障導致出現的人字形閥門開關關閉到位的情況下撞門。

2.2.1 故障現象

人字形閘門關門的情況下，存在有兩側有時同步、有時不同步的情況，關門的情況下導致撞門問題的出現，門體結構抖動比較嚴重，聲音過大。

2.2.2 故障排查。

檢查確定啟閉機與水下故障，可以利用下述的幾個環節和步驟進行處理。①檢查閘門的啟閉油缸行程開關，前置限位器直接和擋塊進行連接，要保證該部位上沒有任何的故障問題；②手動觸發前后要進行限位開關搖臂的控制，常開觸點閉合，常閉觸點開啟，限位動作可以正常的運行，確保其開關沒有任何機械故障問題；③拆除前置開關，利用萬用表檢測實現觸點，發現其觸點的運行是正常的；④然后在兩側應用萬用表檢測DC24電壓，電壓數據無法滿足要求；⑤將開關到位中繼，然后進行檢測，限位開關觸點閉合，中繼線圈電壓參數無法滿足要求，確定出纖維開關供電電壓比較低，中繼無法完成吸合動作，確定該開關的線纜兩頭，發現已經存在嚴重氧化變黑的情況，導致接觸效果比較差，壓降比較嚴重，中繼不吸合，這就說明該故障是因為限位開關供電線路存在的問題。

2.2.3 故障分析

人字形閘門啟閉機油缸行程的開關部位全部都應用前后雙限位的形式，分別在前后的位置進行設置。在運行的條件下，行程檢測是通過前置纖維開關來進行的，無法觸發到后部的開關。但是經過檢測發現前置開關存在問題，導致存在關閉動作，限位擋塊直接觸發前置纖維開關，中繼無法吸合，沒有信號傳輸到PLC系統內，油缸不能獲取相應信號，如果連續運行，最終到行程桿觸發到后置限位開關才停止運行，但是目前已經出現了碰撞的問題。

2.2.4 解決方法

檢查或更換DC24V供電線纜部分，限位開關可以正常的運行，消除故障問題。

3.開度儀引起的閘閥門故障

開度儀的應用，能夠檢測確定閘門啟閉油缸活塞在運行中所產生的距離，為測距儀系統。在某船閘的運行過程中，開度儀設備的選擇主要是內置、外置兩種方式，前者通常是安裝到油缸的內部空間中，為磁感應的原理，后者主要包含激光式、拉繩式等形式。該設備安裝到船閘電氣系統內，可以準確的判定出設備的開度狀態，然后保證左右兩側的船閘閥門可以同時、變速。利用PLC系統可以實現開度數據模擬確定出具體的操作系統畫面，然后將相應的信息直接反應給工作人員。開度儀如果存在質量問題，會導致閘閥門運行無法滿足要求，造成其運行速度不正常，兩側無法同時運動，漲水速度也不能達到標準的要求，會給船舶的正常運行帶來非常嚴重的負面影響。

3.1 開度數據精度不足

3.1.1 故障現象

閘門在動作中突然發生速度變化，自開啟到最終關閉，速度時快時慢，速度發生變化比較大，左右兩側出現不同步的情況；閘門提升的速度存在異常變化的情況，閘門字落閥到提閥出現了速度變化異常的情況，動作變化比較反復，造成閘室內的速度漲幅速度快慢不均勻，造成船舶的水流沖擊比較大，出現斷纜的問題。

3.1.2 故障排查

①檢查確定系統內的組態畫面顯示的截圖情況；②開度沒有數據的條件之下，要進行開度儀運行的電流數據分析；③如果所測量之后確定電流數據在合理的范圍內（4～20mA），就表示沒有任何的故障問題，檢查確定接線或者線纜等方面的問題；④如果開度儀沒有檢測出電流信號，就確定該設備存在故障問題。

3.1.3 故障分析

按照開度儀不同形式分別進行故障問題的分析。一是內置式的形式，在閘閥門內部活塞桿中安裝的磁感應形式的測距儀，該故障是接觸式儀器所存在的，設備本體會伴隨著活塞桿的運行會在桿腔中發生運動，而活塞桿連接閘門與閥門，運動的過程中出現了跳動、震動或者碰撞的問題，所形成的作用力會沿著活塞缸直接傳輸到儀表結構上，線圈出現了損傷的問題，造成數據準確性不足，所以需要將其完全拆除，進行維修處理。二是外置式開度儀裝置。從本次閘門系統設計中，主要應用的是激光測距儀，通過系統紅外線檢測距離，儀表安裝到活塞桿尾部，反射板設置到限位塊中，并且保持運動的形式。紅外線會從本體儀表內射出，然后經過反射板再次反射到本體上，這種形式的儀表日常維護工作比較少。如果出現故障問題，可以進行系統調整之后再次確定。

3.1.4 解決方法

①開度儀如果沒有任何故障問題，再次進行線纜連接，然后利用PLC編程軟件與組態軟件出現誤差的情況，可以消除故障的影響；②開度儀存在故障問題，再次連接PLC系統進行參數調整分析。需要注意的是，在進行開度儀器故障處理的過程中，針對于線路的搭接以及用電功率的處理，要嚴格的按照系統參數調整的要求進行調節。

4.結語

船閘電氣系統對于運輸效果有著直接的影響，通過信息技術的融合與應用，可以實現總體運行效果的提升，但是該系統是非常復雜的，建設與管理過程的難度都比較高，還需要加強系統的分析和研究，保證其系統運行性能得以提升，保證船閘運行更好的滿足我國運輸領域的發展需要。