电气自动化仪器仪表的选型安装及故障分析

赵国利

[摘    要]电气自动化仪器仪表在电网工业作业中发挥着不可替代的作用，为确保电气自动化仪器仪表正常工作运行并进一步延长使用寿命，就需要针对选型安装和故障原因开展系列分析。通过明确电气自动化仪器仪表的选型安装特点，从电磁流量计、金属热电阻和超声波液位计三种常见设备的应用入手，分析其选型安装注意实现和常见故障原因，提升电气自动化仪器仪表的应用效率和质量。

[关键词]电气自动化;仪器仪表;选型安裝

[中图分类号]TD67 [文献标志码]A [文章编号]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

近年来我国现代化建设加快电网工业产业结构调整优化，其中自动化和智能化已经成为工业仪器仪表应用的必然趋势，在电网工业作业中进一步弱化了人工操作的作用并有效提高其工作效率。电气自动化仪器仪表是在电网工作作业过程中应用与测量数据、控制系统和分析性能的重要工具。优化电气自动化仪器仪表的选型安装并加强其故障诊断和排除工作，对保护其高效稳定的工作运行状态具有重要意义，同时可以在一定程度上延长仪器仪表设备的使用寿命。

1 电气自动化仪器仪表的选型安装特点

逻辑电路和时序电路是电气仪器仪表的重要组成部分，这两种电路可以完成特定时间段内的特定运行状态记录工作，但一旦超出特定的时间范围进入下一阶段的电气状态，仪器仪表上一阶段的全部记录会丢失。在现代自动化技术的加持下，电气仪表仪器可以实现对所有内存记录的完整储存并加强管理，在各类电气状态下都可以保证电气状态信息的有效性。

①从数据处理角度来看，在使用设备进行电气自动化作业时可能会因各类原因出现数据偏差、线性转换等技术类故障，电气自动化仪器仪表借助微处理系统实现优化升级进一步减轻电气设备应用负担，在自身检索功能优化的加持下有效降低工厂安装设备的难度。②电气自动化仪器仪表可应用与编程，通常情况下软件的编程模式需要借助存储控制系统的支持，需要与系统的相关控制手段相结合，因此电气自动化仪器仪表选型安装可以在软件编程控制的加持下改变传统电路逻辑，使设备结构得以优化从而实现控制效率的明显提升。③电气自动化仪器仪表的选型安装需要满足系统的各类计算标准需要，电气自动化仪器仪表在计算过程中可以实现数据的运算处理以提高设备计算结果的精确性。

2 电磁流量计

电磁流量计在应用过程中是在法拉第电磁感应远离的支持下进行的，保持管道直径与磁场磁感应不发生变化的条件下，感应电动势与流体体积间的关系具有较为明显的线性特点，技术人员完成流量测量工作实际上就是测量感应电动势大小。电磁流量计具有不受温度因素、压力因素等干扰的优越性，因此得以在化工纤维、钢铁、石油等工业领域推广应用。

2.1 电磁流量计使用注意事项

电磁流量计在使用过程中借助永磁或直流励磁形成对应的磁场，使用过程中其管道内的导电性质液体会在达到一定流速的条件下切割磁场，并最终形成感应电动势作为测量对象。应用电磁流量计的过程中测量电信号常常会受到外界环境中强电磁的干扰和影响，因此在使用过程中存在一定的不足和缺陷。

2.2 电磁流量计选型安装要求

在进行电磁流量计的选型和安装环节可以通过以下几方面完成。

（1）需要确保电磁流量计测量管口的直径与管道系统直径保持一致，同时仪表的量程需要控制在被测截至最大预计流量值之上。

（2）传感器外壳部位有对应的流向箭头，安装时需要确认流向箭头的指向与出厂设置的方向指向保持一致，因此需要在安装环节前完成箭头方向的检查工作，同时需要注意传感器有水平安装与垂直安装两种模式。

（3）要确保传感器的接地环有效接地，同时控制其接地电阻保持在允许范围内，尤其是管道材料为绝缘性质或塑料时，需要重点关注静电摩擦产生的电位差，同时加强抗电磁干扰和抗振动能力。

（4）安装电磁流量计前需要检查管道内是否充满液体，若液体的流动呈现不稳定状态可以通过添加流体整流器做出调整，从而最大限度保证电磁流量计的测量精准度。

2.3 电磁流量计常见故障分析

电磁流量计在使用过程中其常见的故障主要有以下3种：

（1）无流量型号输出。当出现无流量输出的故障时，通常是其供电电源的使用过程出现偏差，或传感器内部零部件发生损坏。除此之外转换器构件出现损坏故障时同样会导致无流量信号输出故障的发生。

（2）输出信号晃动，这类故障出现的主要原因是因为内部流体的流动状态产生了波动，管道系统内没有被对应液体填满，或在外部电磁的干扰下发生变化，从而导致输出信号晃动故障的产生。

（3）零点不稳定，当管道系统内部的流动现象不明显，测量管和传感器接地环工作效果不理想，或测量管电极出现一定的污染问题，都会导致电磁流量计零点不稳定故障的发生。

3 金属热电阻

3.1 金属热电阻选型安装要求

在进行金属热电阻的选型安装环节时，首先要对安装现场的条件和实际情况进行详尽地分析了解。例如，若金属热电阻处于较为恶劣的室外安装环境中，需要对应选择铠装热电阻;若金属热电阻的安装现场面临爆炸风险时，需要对应选择隔爆型热电阻;若金属热电阻需要应用于测量机件断面温度时，需要对应选择测量效率相对较高的断面热电阻。进行金属热电阻的安装环节时，如果热电阻的连接仅依靠两根导线，会导致热电阻受到电阻叠加并使其测量应用的精准度和稳定性大打折扣。因此为有效降低测量误差出现的可能性，金属热电阻的安装通常选择三线制连接模式或四线制。

3.2 金属热电阻常见故障分析

进行金属热电阻的常见故障分析需要對其设备结构有一定的了解，并在掌握其基本组成部分的基础上进行故障分析，金属热电阻的组成部分示意图如图1所示。金属热电阻常见的故障类型有4种：①金属热电阻得出的测量数据低于实际值或呈现不稳定的状态，造成这类故障的主要原因是金属热电阻内部保护套管进入了一定的灰尘，或接线柱连接处存在污垢。②测量值在仪表中显示为无穷大，一般导致这类故障问题的产生原因是热电阻本身或引线部位出现短路问题，或因为接线两端出现一定的松动。③金属热电阻的温度关系产生一定的变化，这类故障的发生原因主要是热电阻内部金属丝受到了程度较为严重的氧化腐蚀。④测量值在仪表上显示为负值，这类故障的产生原因是显示仪表与热电阻的接线出现错误，或是由于热电阻在应用过程中发生短路现象。

4 超声波液位计

4.1 超声波液位计选型安装要求

在针对超声波液位计进行选型安装的过程中，首先要针对超声波液位计及其使用中的量程范围、温度、压力、输电方式等各因素进行全面了解和测量。在常温、常压的条件下，应用超声波液位计对液体液位进行实际测量是最适宜的选择，超声波液位计在这一应用中具有稳定可靠、安装简易、可操作性强等优越性。进行超声波液位计的安装时，可采用法兰安装和螺纹安装两种安装操作模式。技术工作人员在进行超声波液位计的安装时需要重点规避其中存在的盲区，在合理范围内加长安装导管，并严控控制探头辐射面两段和导管断面间的夹角，夹角度数需要超过换能器锐角。

4.2 超声波液位计常见故障分析

一般情况下超声波液位计的常见故障有4种：

（1）量程已满或数据存在任意现象，当出现这类故障问题时通常是因为安装超声波液位计的过程中其安装位置控制不合理，导致测量工作中存在部分盲区。

（2）无输出信号、回波无法检测或数据呈现波动不稳定状态。这是由于在对液体进行测量时其表面存在大量气泡，或容器内部存在搅拌器导致被测液体呈现较大波动，其产生的气泡和纹波会吸收超声波从而导致回波信号进一步降低。

（3）测量数据呈现不稳定跳动，出现这类故障时是因为超声波液位计的单独接地工作呈现不可靠状态，或其在测量过程中被狭长电磁所干扰。

（4）测量值相比实际值较低，这类故障出现的主要原因是因为被测液体呈现较高的温度，其产生大量的水蒸气和水雾会对超声波的输出和接受产生较大干扰与限制。

5 仪器仪表生命周期的管理与维护

在应用各类电气自动化仪表仪器的过程中，通常情况下其使用周期会在一定程度上受到外界因素的影响，因此可以通过全面掌握仪器仪表的特性和使用环境，选择科学正确的使用方法和检修方案，并重点明确维护检修的注意事项。电气自动化仪表仪器的管理与维护具有一定的复杂性，要求工作人员重视细节对其开展有效处理。①管理部门需要加强对电气自动化仪表仪器的故障分析和排除工作。对电气自动化仪器仪表的结构构造、使用环境和故障案例深度分析并整理数据，保证其使用过程中一旦发生故障可以应用科学有效的排故措施解决。②在电气自动化技术的不断升级过程中，需要针对一些比较重要的核心仪器仪表开展重点维护管理，这类仪器仪表的使用记录需要单独建档储存，保证在后期进行维修养护时有据可循。

6 结束语

基于电气自动化仪器仪表设备显示清晰、测量精确、操作简易等优越性，其在各工业生产领域得到了广泛应用，具有极高的应用价值和地位，因此，从电气自动化仪器仪表的选型安装和故障分析角度开展研究对有效提升其数据测量的高效性和精确性具有至关重要的意义。

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