电气自动化控制设备可靠性的认识与分析

王博　董志

【摘 要】随着技术水平的不断发展，电气行业的适用范围越来越广，所涉及技术要求越来越高，因此电气自动化控制设备的普及对电气行业具有重要的意义。本文就电气自动化控制设备的可行性进行初步认识并分析，列举目前电气自动化控制存在的问题并提出建议性的解决办法，以求提高电气自动化控制设备的可靠性，为从业人员与相关企业提供建议性思路，推动电气行业发展。

【关键词】电气设备；自动化控制；可行性研究

中图分类号： TM76 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）35-0028-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.012

1 电气自动化控制设备可靠性的重要意义

电气自动化控制的设备开始广泛应用于电器行业，对电气自动化控制设备的可靠性分析不仅是对设备质量的保证，更是对电气行业整体水平的保证，相关电器企业也以电气自动化作为核心竞争力立足于市场，因此对电气自动化控制设备可靠性的研究具有极为重要的现实意义。目前我国电气自动化的技术还处于未成熟阶段，尤其在自动化设备控制方面仍存在包括技术方面与人工方面的许多问题，不仅阻碍了我国电气行业的发展，而且相关设备产品还存在潜在的安全隐患，影响了用户的生命财产安全。因此对电气自动化设备的可靠性研究应从技术与人工两方面入手，通过提高电气自动化控制设备的可靠性提高相关电气产品的质量，增强企业在市场中的竞争力，进而发展我国电气行业整体水平，提高我国电气行业在国际上的地位。

2 电气自动化控制设备可靠性相关问题

2.1 设备运行环境

电气设备是在电力系统中对发电机、变压器、电力线路、断路器等设备的统称，因此由于其产品的特性导致其易受自然环境中各种因素的干扰，因此设备能否处于合适的运行环境直接决定了设备的运行能力与使用寿命。不同的温度、湿度、大气压力、电磁场强度以及空气中的附着物均会对电气设备存在直接或间接在性能上的影响，甚至造成设备的损坏。例如强磁场对电气设备产生电磁干扰现象，以及空气中的附着物堆积于设备中造成设备的温度过高等，降低了设备的使用性能。

2.2 设备的内部原因

即使电气设备能工作在合适的运行环境，电器设备本身的耗损也会造成电气自动化控制时发生问题，因此电气设备的内部结构与元器件质量同样直接影响着电气设备的使用性能与使用寿命。例如在电气设备的正常运行中，由于自身的振动导致元器件发生耗损与绝缘层老化破损，进而造成电气设备性能的下降，甚至发生短路现象，绝缘层破损处还易产生电弧与电火花，极易造成安全事故，威胁用户生命财产安全。由于电气设备往往工作在强电流条件下，设备中还存在大量导线，而导线的电流负荷量是有限的且易受影响，若过大的电流超出了导线的最大电流负荷量，就会瞬间提高导线温度，极易发生火灾。电器设备的内部空间过小或电器设备的运行空间过下也会导致电气设备温度过高，增加了火灾发生的风险。在电子设备的正常运行中，除了产生所需要的波动，还会产生谐波，这些谐波对电子设备的影响很大，更会引发误操作， 容易给电气设备安全运行带来威胁，更会威胁到电流运行，不利于电网质量的提升。电气设备中元器件的质量也与设备质量息息相关，低质量或不匹配的元器件不仅降低了设备的运行质量，还提升设备的安全隐患。

2.3 操作人员的技术水平

操作人员的职业素养与技术水平也与电气自动化控制设备的可靠性有直接影响。由于受限于技术水平，电气自动化的过程中也需要操作人员的参与并起主导作用，因此只有职业素养高的操作人员才可以完全发挥电气自动化对设备控制的优势。由于我国电气行业仍处于发展阶段，且需要相关操作人员对设备的运行原理、相关电气知识等理论基础与实际工作经验均有高质量的体会与掌握，因此我国现阶段对于职业人员是供小于求的，存在较大的人才缺口。有些企业不得不雇佣相对不专业的操作人员进行操作，缺乏专业度的操作人员不仅可能影响工作效率，还有可能缺乏相关安全知识，由此不仅可能造成操作过程错误或缺失导致的无法实现电气自动化控制设备，更有可能由于错误操作损坏设备，带来安全隐患。使用与维护对于电气设备是同等重要的，因此缺乏专业性的维护也将导致设备可靠性的大幅下降，并降低设备使用寿命。

3 电气自动化控制设备可靠性相关问题的解决方法

3.1 提高设计的可靠性

设计的可靠性决定了设备可靠性的下限，提高设计的可靠性不仅可以从根本上提高电气自动化控制设备的可靠性，还避免了大量后续由于不合理结构、不合格元器件等原因产生的问题，并降低了维护成本，整体降低电气自动化控制设备的成本，因此企业应将重点关注于提高设计的可靠性。企业应对技术人员的技术水平进行严格要求，从源头对设计进行把关，并成立专项小组，对设备的运行原理与运行特点进行详细研究，分析产品的设计参数，研讨和保证产品的性能和使用条件。设备的结构应根据运行环境与运行空间来设计；根据设备的类型与其生产规模与生产批量决定产品大小。在设计时应考虑设备的安全性能，并设计相关的应急监测装置，

在保证器件技术要求的情况下，运用价值工程观念选择最合理和最经济的方案对零部件进行设计，以减少生产产品的费用，降低整个设备的制造成本。在尽可能多的考虑实际情况下进行多模式多数据的模拟，并将设备的维护与设计成本作为评判标准之一，通过比较研究出最合理的设计方案。一个合理的设计方案应满足设计合理的结构、选用合理的材料与元器件、尽可能降低不必要的成本，提高设备的实用性能与操作维修性能，从整体上提高设备的可靠性。

3.2 选用合适的零部件

设备中的零件包括除电子元器件以外的组成设备的零部件，由于电气设备所需大量的零部件，因此零部件的規格与质量直接影响了设备的可靠性，在选择上需要更加谨慎。理想的设备零部件状态应满足产品规格少且精确符合所需规格，因此在选择设备零部件以及元器件时，产品的种类规格应尽可能少且尽可能使用专业厂家生产的通用型零部件，最大限度地保障零部件的精度与性能。在采购零部件时企业应指派专人记录零部件的生产厂家、型号、规格等基本信息，以备设备需要维护保养时可以及时更换。在购买零部件时应提前对市场进行调研，不能因市场的追求经济型而采购质量差的零部件，并在购买后进行质检，以防任何纰漏的发生，最大限度地保障零部件对于设备可靠性的影响。

3.3 电子元器件的选择

电子元器件直接关系着设备的性能，因此电子元器件的选择决定了电气自动化控制设备可靠性的上限。元器件应根据运行环境的技术条件、技术性能和元器件的质量等级要求等要素来选择，并在选购时预购出供更换的元器件，保证发生故障时可以及时更换，提高设备的可靠性。电子设备易受包括温度在能的多因素的环境影响，且电气设备的大多工作于高电压大功率的电路中，因此选择的电子元件散热性必须良好，防止设备过热发生的一系列安全事故。电子元件也易受湿度的影响，例如设备工作于低温度高湿度的运行环境时，空气中的水蒸气易在机器元器件与印刷电路板上凝结发生凝露现象，导致电器元件的電气性能下降。因此，保证电子元器件的质量与规格是可以有效提高电气自动化控制设备的可靠性。

3.4 优化设备的管理与维护

设备的使用寿命不仅决定于其设计的好坏与零部件的质量，更决定于合理的管理制度。采用正常的操作方式与定期的检修与维护才能最大限度地延长设备的使用寿命，因此企业应建立明确的设备管理制度并成立专项督察小组，专项督察小组应区别于设备管理小组，并在权利与等级上高于设备管理小组，从源头对设备进行全程监督，防止由于内部腐败造成的劣质元器件混入设备、非专业人员被编入设备管理小组造成的错误操作等事件，影响电气自动化控制设备的可靠性。设备的管理与维护技术应与时俱进，因此企业应定期组织操作人员的技能培训，提高操作人员的职业素养与技术水平，从人员方面最大限度地提高电气自动化控制设备的可靠性。

4 结语

电气行业在信息时代的适用范围将会越来越广，电气行业的发展水平将决定国家在自动化、人工智能、军工等高端领域发展上限，因此对电气自动化的认识不应该只局限于电气行业。电气自动化控制设备的可靠性受多方面的影响，因此提高可靠性也是多角度多方人员共同研究才能使实现的。本文仅对电气自动化控制设备可靠性可能发生的几点问题做出简单分析，并在设计、零部件的选取以及维护管理三方面提出建议行解决方案。相关从业人员应在本文启发的基础上结合实际，对电气自动化控制设备的可靠性上做出更多角度的分析与研究，进一步提高电气自动化控制设备的可靠性，为电器行业的发展做出贡献。

【参考文献】

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