宋国盛
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摘要：起重机械的电气系统通常由控制、拖动、保护及安监等系统构成，控制起重机的动力输出及起重调用。电气系统如果发生故障，不但会影响实际生产效率，还会造成机械设备损坏的经济损失，甚至引发人身安全事故。因此，结合电气系统的失效机理，研究其失效模式，可避免和预防起重机械电气系统故障和意外事故的产生。通常来说，起重机械电气系统的失效大概可以分为电气连接失效、绝缘失效和电器元件（装置）失效，以下就其起因和防止措施进行论述。
关键词：起重机械；电气；失效模式
引言
起重机在当今的机械化生产中扮演重要的角色，主要作用为物料的起重和搬运，有效的了减少了生产成本，提高了工作效率。但是起重机械所处的实际现场往往相对恶劣，受到外界沙尘、日晒等因素的影响，起重机械设备在工作时会发生超负载或机械冲击的想象。而且因为起重机属于大型机械，其动力源一般采用电气系统作为供给，如果电气系统发生问题，不仅会影响施工进度，还会造成财产损失和人身安全。因此电气系统作为起重机的关键控制系统，需要对其开展定期检查及维修，确保能够及时发现起重机械电气系统出现的故障问题，并进行维护和改善。
1起重机械电气系统失效模式及失效原因
1.1接触不良
电气线路连接后，电气连接接头处存在一定的接触电阻，接触电阻的大小与直接接触的载流面积、接触面受到的压力以及接触面的腐蚀程度有关。当电气接头接触不良时，接触电阻增大会导致局部发热增加和温度升高，促使接触面氧化。这种恶性循环最终会引起接头处机械强度降低，尤其是当线路出现瞬时大电流通过时（如短路），更容易造成接头处出现烧断现象。同时由于接头处接触不良也容易导致火灾。其原因有两种，一是接头处接触电阻增加导致发热增加，引燃周边可燃物；二是会产生电弧或电火花，由电弧或电火花引发火灾。
1.2转子线路连接方式不正确
起重机电气系统中的转子线路连接方式不正确，将使电气系统无法正常运行，产生此种现象的原因是工作人员未能按照正确操作工艺对线路进行连接，当起重机工作时，转子的电流输入与导出将呈逆向传输方式，增加电气系统的运行负荷，为系统造成安全隐患问题。
1.3起重机械电气系统的绝缘材料失效
起重机械电气系统的绝缘材料电阻率大，可以视为绝缘体，但是，并不是绝对绝缘。在实际工程中，绝缘材料的电阻率通常都大于1×107Ω·m。绝缘材料的失效会发生漏电，使得金属的机械结构带电引发电机事故，严重时，会导致电路短路发生火灾。结缘材料的失效模式大体有三种可能，首先，是绝缘击穿，在电场强度超过电介质的临界时，剧增的电路电流会破坏绝缘材料的结构，使其无法起到绝缘的效果。其次，为绝缘的老化现象，因为绝缘材料为无机复合材料，会受到光照、热、氧化、微生物等外界因素的影响发生理化性质的改变，从而削弱了绝缘材料的绝缘性能。还有一种绝缘方式为绝缘损坏，主要是因为工作环境潮湿引起的绝缘电阻下降，也有可能是施工前的选材不合适，或者没有正确的对线路进行铺设和安装，都会使绝缘材料的电气性能或机械性能无法得到有效的发挥。
2起重机械电气系统失效模式及失效原因的解决对策
2.1建设健全安全检验管理制度
依据实际情况，制定一套合理管理制度，对各项管理责任进行明确，提高监管效果，确保使用过程中的安全性，避免安全事故的发生。
此外，管理部门要对采用的起重机械的具体应用情况进行全面记录，记录内容必须准确、全面，定期做好相应的检查工作，以免机械在使用期间出现故障。政府部门要加强对起重机械租赁市场管理力度，保证租赁市场的合理性与规范性。同时，操作人员要对起重机械设备的性能进行定期检查。
2.2脱扣器
脱扣器是断路器实现各种保护功能的基础，脱扣器的失效模式是拒动作和误动作。（1）热脱扣器。热脱扣器是利用电流热效应原理工作，用于线路中的过载保护。因此，当密封不良导致热量损失或是双金属片位置设置不当等原因都会引起热脱扣器失效。（2）电磁脱扣器。电磁脱扣器是利用电磁感应原理工作，一般用于线路中的短路保护或失压保护等。因此当电磁吸力产生变化（过大或过小）或者无法产生电磁吸力是其失效的主要原因。具体来说大多和线圈失效有关，常见的线圈失效有线圈烧毁、绝缘失效、铁芯变形或断线等。其失效原因有如电压过高/过低、铁芯氧化、机械卡阻、吸合磁隙过大，以及环境方面的因素如潮湿、环境温度过高等。另外，与线圈系统配合的牵引杆固定不牢、组装精度不高、断裂或者变形也会导致脱扣器无法正常动作。
2.3故障检测方式
在对门式起重机进行检测时，一般以机械部件厚度、部件工作强度、部件形变情况等为主。首先，设备工作过程中，易造成设备的自然磨损，在对电气系统查验时，可以此为主，对设备机械部件的厚度进行检验，当发现机械部件的实际厚度小于基准参数时，应及时更换零部件以减少电气系统发生故障的概率。同时应对设备的线路及电子元器件等进行分析，确定系统不能正常工作的主要原因在于线路老化、接触不良，还是系统内部电子元器件的灵敏度不足、设备损坏等，以此来提升检测效果，防止系统内设备的重复性更换造成资源浪费。其次，起重机设备一般对大重量的物体及零件等进行移动，设备机械部件应满足相应的强度，以满足电气系统的联动性操控需求。在实体检测时，应对设备机械部件的外观及实际荷载能力进行分析，并对机械环节的细化处理进行辨别，以提升系统负重工作下的稳定性。最后，设备在长时间负重工作状态下，机械钢部件易发生形变，因此工作人员应定期检查设备的外观，防止机械部件的变形对电气系统造成压力损坏。针对变形零部件产生的原因，一般是工作人员未能按照规范对设备进行操作，并未对设备进行定期维护与保养，进而导致设备在长时间工作状态下，造成设备主动力部位出现损坏的现象，因此，应及时对问题部件等进行更换，防止问题进一步扩大。
2.4加强电气系统检查措施
提高检查人员的专业技能，加强检查人员的专业素质和技能可以有效提高工作效率和组织生产力，能够更加积极的进行管理和控制。通过培训检查人员，可以实现人才的多元化，根据绩效评估，提高员工积极性，有助于提高起重机检修质量。同时提高对起重机电气系统的检查，可以进行定位检修和故障排除两种模式，定位检修是更换废旧的部件和感应器来进行电气检测，故障排除是对电气系统的重组检测。为保证电气系统的正常功能，可以利用专用电气系统检验设备，同时要对电气线路进行严格检查，尤其需要格外关注更换的部件接线是否漏电。要建立健全的管理制度，检查部分既要加强管理，也要制定妥善的管理制度。否则不仅影响实际工作中的检验任务，也会疏漏某些隐藏问题。可以利用计算机进行信息化、系统化管理，既提高了检查效率、保证了检查质量，同节约了建造成本，推动了信息化管理建设。
结语
综上所述，起重机械电气系统失效的研究还需要继续深入，尤其是起重设备正面向大型化和轻量化的趋势发展，使得对其电气系统的保护和失效控制的要求也逐步提高。如果电气系统发生意外故障，不仅会对机械设备造成损伤，还会对工作人员的安全造成威胁。因此，合理研究及分析电气系统失效模式及原因，能够提高起重机械的安全性和可靠性，减少意外事故的发生率，促进起重机械行业的发展。
参考文献
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