電氣自動化儀器儀表的選型安裝及故障分析

趙國利

[摘 ? ?要]電氣自動化儀器儀表在電網工業作業中發揮著不可替代的作用，為確保電氣自動化儀器儀表正常工作運行并進一步延長使用壽命，就需要針對選型安裝和故障原因開展系列分析。通過明確電氣自動化儀器儀表的選型安裝特點，從電磁流量計、金屬熱電阻和超聲波液位計三種常見設備的應用入手，分析其選型安裝注意實現和常見故障原因，提升電氣自動化儀器儀表的應用效率和質量。

[關鍵詞]電氣自動化;儀器儀表;選型安裝

[中圖分類號]TD67 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–03

[Abstract]Electrical automation instruments play an irreplaceable role in the power grid industrial operation. In order to ensure the normal operation of electrical automation instruments and further extend their service life， it is necessary to carry out a series of analysis on the selection and installation of atmosphere and the causes of faults. The purpose of this paper is to clarify the characteristics of the selection and installation of electrical automation instruments， start with the application of electromagnetic flowmeter， metal thermal resistance and ultrasonic liquid level meter， analyze the realization of selection and installation and the causes of common faults， and effectively improve the application efficiency and quality of electrical automation instruments.

[Keywords]electrical automation; instrument and apparatuse; model selection and installation

近年來我國現代化建設加快電網工業產業結構調整優化，其中自動化和智能化已經成為工業儀器儀表應用的必然趨勢，在電網工業作業中進一步弱化了人工操作的作用并有效提高其工作效率。電氣自動化儀器儀表是在電網工作作業過程中應用與測量數據、控制系統和分析性能的重要工具。優化電氣自動化儀器儀表的選型安裝并加強其故障診斷和排除工作，對保護其高效穩定的工作運行狀態具有重要意義，同時可以在一定程度上延長儀器儀表設備的使用壽命。

1 電氣自動化儀器儀表的選型安裝特點

邏輯電路和時序電路是電氣儀器儀表的重要組成部分，這兩種電路可以完成特定時間段內的特定運行狀態記錄工作，但一旦超出特定的時間范圍進入下一階段的電氣狀態，儀器儀表上一階段的全部記錄會丟失。在現代自動化技術的加持下，電氣儀表儀器可以實現對所有內存記錄的完整儲存并加強管理，在各類電氣狀態下都可以保證電氣狀態信息的有效性。

①從數據處理角度來看，在使用設備進行電氣自動化作業時可能會因各類原因出現數據偏差、線性轉換等技術類故障，電氣自動化儀器儀表借助微處理系統實現優化升級進一步減輕電氣設備應用負擔，在自身檢索功能優化的加持下有效降低工廠安裝設備的難度。②電氣自動化儀器儀表可應用與編程，通常情況下軟件的編程模式需要借助存儲控制系統的支持，需要與系統的相關控制手段相結合，因此電氣自動化儀器儀表選型安裝可以在軟件編程控制的加持下改變傳統電路邏輯，使設備結構得以優化從而實現控制效率的明顯提升。③電氣自動化儀器儀表的選型安裝需要滿足系統的各類計算標準需要，電氣自動化儀器儀表在計算過程中可以實現數據的運算處理以提高設備計算結果的精確性。

2 電磁流量計

電磁流量計在應用過程中是在法拉第電磁感應遠離的支持下進行的，保持管道直徑與磁場磁感應不發生變化的條件下，感應電動勢與流體體積間的關系具有較為明顯的線性特點，技術人員完成流量測量工作實際上就是測量感應電動勢大小。電磁流量計具有不受溫度因素、壓力因素等干擾的優越性，因此得以在化工纖維、鋼鐵、石油等工業領域推廣應用。

2.1 電磁流量計使用注意事項

電磁流量計在使用過程中借助永磁或直流勵磁形成對應的磁場，使用過程中其管道內的導電性質液體會在達到一定流速的條件下切割磁場，并最終形成感應電動勢作為測量對象。應用電磁流量計的過程中測量電信號常常會受到外界環境中強電磁的干擾和影響，因此在使用過程中存在一定的不足和缺陷。

2.2 電磁流量計選型安裝要求

在進行電磁流量計的選型和安裝環節可以通過以下幾方面完成。

（1）需要確保電磁流量計測量管口的直徑與管道系統直徑保持一致，同時儀表的量程需要控制在被測截至最大預計流量值之上。

（2）傳感器外殼部位有對應的流向箭頭，安裝時需要確認流向箭頭的指向與出廠設置的方向指向保持一致，因此需要在安裝環節前完成箭頭方向的檢查工作，同時需要注意傳感器有水平安裝與垂直安裝兩種模式。

（3）要確保傳感器的接地環有效接地，同時控制其接地電阻保持在允許范圍內，尤其是管道材料為絕緣性質或塑料時，需要重點關注靜電摩擦產生的電位差，同時加強抗電磁干擾和抗振動能力。

（4）安裝電磁流量計前需要檢查管道內是否充滿液體，若液體的流動呈現不穩定狀態可以通過添加流體整流器做出調整，從而最大限度保證電磁流量計的測量精準度。

2.3 電磁流量計常見故障分析

電磁流量計在使用過程中其常見的故障主要有以下3種：

（1）無流量型號輸出。當出現無流量輸出的故障時，通常是其供電電源的使用過程出現偏差，或傳感器內部零部件發生損壞。除此之外轉換器構件出現損壞故障時同樣會導致無流量信號輸出故障的發生。

（2）輸出信號晃動，這類故障出現的主要原因是因為內部流體的流動狀態產生了波動，管道系統內沒有被對應液體填滿，或在外部電磁的干擾下發生變化，從而導致輸出信號晃動故障的產生。

（3）零點不穩定，當管道系統內部的流動現象不明顯，測量管和傳感器接地環工作效果不理想，或測量管電極出現一定的污染問題，都會導致電磁流量計零點不穩定故障的發生。

3 金屬熱電阻

3.1 金屬熱電阻選型安裝要求

在進行金屬熱電阻的選型安裝環節時，首先要對安裝現場的條件和實際情況進行詳盡地分析了解。例如，若金屬熱電阻處于較為惡劣的室外安裝環境中，需要對應選擇鎧裝熱電阻;若金屬熱電阻的安裝現場面臨爆炸風險時，需要對應選擇隔爆型熱電阻;若金屬熱電阻需要應用于測量機件斷面溫度時，需要對應選擇測量效率相對較高的斷面熱電阻。進行金屬熱電阻的安裝環節時，如果熱電阻的連接僅依靠兩根導線，會導致熱電阻受到電阻疊加并使其測量應用的精準度和穩定性大打折扣。因此為有效降低測量誤差出現的可能性，金屬熱電阻的安裝通常選擇三線制連接模式或四線制。

3.2 金屬熱電阻常見故障分析

進行金屬熱電阻的常見故障分析需要對其設備結構有一定的了解，并在掌握其基本組成部分的基礎上進行故障分析，金屬熱電阻的組成部分示意圖如圖1所示。金屬熱電阻常見的故障類型有4種：①金屬熱電阻得出的測量數據低于實際值或呈現不穩定的狀態，造成這類故障的主要原因是金屬熱電阻內部保護套管進入了一定的灰塵，或接線柱連接處存在污垢。②測量值在儀表中顯示為無窮大，一般導致這類故障問題的產生原因是熱電阻本身或引線部位出現短路問題，或因為接線兩端出現一定的松動。③金屬熱電阻的溫度關系產生一定的變化，這類故障的發生原因主要是熱電阻內部金屬絲受到了程度較為嚴重的氧化腐蝕。④測量值在儀表上顯示為負值，這類故障的產生原因是顯示儀表與熱電阻的接線出現錯誤，或是由于熱電阻在應用過程中發生短路現象。

4 超聲波液位計

4.1 超聲波液位計選型安裝要求

在針對超聲波液位計進行選型安裝的過程中，首先要針對超聲波液位計及其使用中的量程范圍、溫度、壓力、輸電方式等各因素進行全面了解和測量。在常溫、常壓的條件下，應用超聲波液位計對液體液位進行實際測量是最適宜的選擇，超聲波液位計在這一應用中具有穩定可靠、安裝簡易、可操作性強等優越性。進行超聲波液位計的安裝時，可采用法蘭安裝和螺紋安裝兩種安裝操作模式。技術工作人員在進行超聲波液位計的安裝時需要重點規避其中存在的盲區，在合理范圍內加長安裝導管，并嚴控控制探頭輻射面兩段和導管斷面間的夾角，夾角度數需要超過換能器銳角。

4.2 超聲波液位計常見故障分析

一般情況下超聲波液位計的常見故障有4種：

（1）量程已滿或數據存在任意現象，當出現這類故障問題時通常是因為安裝超聲波液位計的過程中其安裝位置控制不合理，導致測量工作中存在部分盲區。

（2）無輸出信號、回波無法檢測或數據呈現波動不穩定狀態。這是由于在對液體進行測量時其表面存在大量氣泡，或容器內部存在攪拌器導致被測液體呈現較大波動，其產生的氣泡和紋波會吸收超聲波從而導致回波信號進一步降低。

（3）測量數據呈現不穩定跳動，出現這類故障時是因為超聲波液位計的單獨接地工作呈現不可靠狀態，或其在測量過程中被狹長電磁所干擾。

（4）測量值相比實際值較低，這類故障出現的主要原因是因為被測液體呈現較高的溫度，其產生大量的水蒸氣和水霧會對超聲波的輸出和接受產生較大干擾與限制。

5 儀器儀表生命周期的管理與維護

在應用各類電氣自動化儀表儀器的過程中，通常情況下其使用周期會在一定程度上受到外界因素的影響，因此可以通過全面掌握儀器儀表的特性和使用環境，選擇科學正確的使用方法和檢修方案，并重點明確維護檢修的注意事項。電氣自動化儀表儀器的管理與維護具有一定的復雜性，要求工作人員重視細節對其開展有效處理。①管理部門需要加強對電氣自動化儀表儀器的故障分析和排除工作。對電氣自動化儀器儀表的結構構造、使用環境和故障案例深度分析并整理數據，保證其使用過程中一旦發生故障可以應用科學有效的排故措施解決。②在電氣自動化技術的不斷升級過程中，需要針對一些比較重要的核心儀器儀表開展重點維護管理，這類儀器儀表的使用記錄需要單獨建檔儲存，保證在后期進行維修養護時有據可循。

6 結束語

基于電氣自動化儀器儀表設備顯示清晰、測量精確、操作簡易等優越性，其在各工業生產領域得到了廣泛應用，具有極高的應用價值和地位，因此，從電氣自動化儀器儀表的選型安裝和故障分析角度開展研究對有效提升其數據測量的高效性和精確性具有至關重要的意義。

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