固定式卷揚啟閉機故障檢測及規范操作

樓銀海 董淦煜

[摘? ? 要]對白沙水庫輸水洞的閥門檢查進行分析，研究存在的故障，提出可行性解決方案，希望可以為有關人員提供一定的參考。

[關鍵詞]固定式卷揚啟閉機;故障檢測;改造措施;現代變頻技術;PLC控制

[中圖分類號]TV664.1;TP182 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–00–02

Fault Detection and Standard Operation of Fixed Hoist Hoist

Lou Yin-hai，Dong Gan-yu

[Abstract]This article mainly analyzes the valve inspection of the water conveyance tunnel of Baisha Reservoir in my country， studies the faults in it， and finally puts forward a feasible solution. Hopefully， it can provide some reference and help to the relevant personnel.

[Keywords]fixed hoist hoist; fault detection; retrofit measures; modern frequency conversion technology; PLC control

1 水利工程及閘門概況

國內某水電站安裝了兩臺40 MW單軸半傘式水電機組，總容量80 MW。設有4扇定輪式事故快閘門，每兩扇閘門都能迅速切斷水輪發電機的水流。水閘高度為80.16 m，孔口尺寸6.4 m×10.8 m，寬度與設計過程中水輪發電機設計水頭相同。如果發生事故，4扇門可以同時動水關閉。所有應急高速閘門均由qpk-2×630/2×500一臺固定式起重機控制。這類設備是我國中小型水電站和水利工程應用廣泛的閘門啟閉機。

2 故障檢測排查

固定式卷揚式啟閉機落快速閘門時，鋼絲繩纏繞現象是由于機組事故關門2DL、手動JN1、微機KJN1閉合使直流刨匝線圈吸合，快速閘門突然下落，鋼絲繩不能按正常的軌道平穩有序的纏繞輪轂，這是卷揚式啟閉機落快速閘的缺陷，運行中要求停機時迅速檢查巡視，發現問題及時矯正。鋼絲繩多次纏繞會嚴重影響鋼絲繩的使用壽命，在工程運行時除電機出現保護停機外，要嚴格控制其使用次數，切實保護設備的使用壽命。

固定式卷揚式啟閉機開啟直流快速閘門無動作現象一般是電氣故障引起的，也可能是刨匝卡死，刨匝線圈燒毀所致。刨匝線圈燒毀通過觀察可知，而電氣故障要細致地檢修，檢查步驟通常分為：①有無工作電源。②保險絲有無燒斷。③直流回路有無故障等。故障檢測排查工作中需先檢查，一次主線保險絲有無燒斷;接觸器線圈有無燒毀、能否可靠吸合、有無卡死、觸點接觸滿足要求;保護電器設備是否復位;主線接頭有無發熱虛接現象等。再檢查二次控制電路保險絲、線路、直流二次回路有無故障，其中直流回路故障最為復雜，要求運行技術人員有較強的專業知識和實際解決問題能力。

卷揚式啟閉機開機時工作門無動作現象主要是二次回路故障引起的，解決此問題要求專業技術人員對泵站電氣有全面的了解。對照線路圖從二次控制電路中找出聯動接點，大套二站聯動是開機時，微機KSJ觸點延時幾秒閉合，開機與提工作門基本同步。然后根據二次線路檢修的規則，分別找出此線路相關的各接頭、觸點，然后做一次全面的維修。

固定式卷揚式啟閉機開啟時啟動電流特別大，并有“嗡嗡”堵轉聲現象是典型是缺相故障，缺相就是有一相沒有電流了，轉子獲得的能量就少了，轉子的速度就會慢下來，與定子的相對運動就增大，定子仍通電的那兩組線圈電流就比原來的大，如果電動機處于負載狀態，該電流就很容易超出額定電流而燒毀線圈。根據電機學原理。電機在缺相時，定子繞組流通的不再是三相交流電流，而是單相電流。氣隙中的磁場由圓形旋轉磁場變為單相脈振的磁場，一方面，電機缺相啟動時，其啟動轉矩為零，電機實際上是處于兩相短路狀態。電動機繞組嚴重發熱。破壞電機絕緣，以致于燒毀電機，影響生產，甚至造成事故。另外，電機在缺相運行時，過載能力已明顯降低，轉差率變大，定轉子電流變大，勢必使繞組發熱，對電機運行極為不利。

3 故障分析及處理

由于多層纏繞更為嚴格，雙螺桿不能滿足鋼絲繩排列的要求，因此老舊的驅動方式不能滿足鋼絲繩排列的要求。如果使用Bonz金屬絲卷軸，重新制造新的封閉孔需要較多的資金，而且門孔和門結構也發生了較大的變化。為此，本文提出了一種采用現代技術的解決方案，通過應用可變頻率、PLC和反饋的電動控制繩切機，使繩索沿線繩的行程軌道沿線繩索，以確保有序的繩索排列。通過信號采集裝置檢測到止動，提升或下降狀態，并且收集的信號被傳輸到控制柜的PLC。按照收集的信號，控制機柜的PLC可以停止、正向或反向狀態、反向控制電力裝置。當速度逆轉時，螺母的行駛軌道圍繞鋼繩帶或鋼繩的圓柱繩軌道，以確保鋼絲繩纏繞在繩索或繩索鼓上，這樣滾筒的鋼絲繩有序排列，鋼絲繩的使用壽命延伸。此外，應定期檢查和維護電氣設備，以消除隱藏的危險，確保其正常性能。

4 電動機故障判斷及維修

起重機是起重設備的關鍵部件設備。其在運行或出現故障時，要保證電機的安全運行和電機的正常運行不被停止和損壞。當電機突然停止時，導線松動會產生火花，這時應立即斷開電源，可能是電機固定不正確，地腳螺栓松動，應及時擰緊松動部位。當電機正常運行時，沒有噪聲和其他特殊的聲音。如果出現噪聲太大，包括電磁噪聲、軸承噪聲、通風、機械摩擦等問題時，可能工作不正?；蚬收犀F象，需要立刻關閉，主要分析原因如下。

在操作過程中，應該經常注意電機工作時發出的聲音。監測方法是將螺桿驅動器的一端固定在軸承安裝部分上，另一端靠近耳朵，可以聽到軸承發出的聲音。如果軸承正常工作，不會有金屬摩擦。如果有吱吱聲，通常是由于機油不足引起的，并用適當的潤滑劑填充潤滑脂。如果有一種嗡嗡聲，球在運動中發出的聲音旋轉。缺乏油脂的話，可以用適量的潤滑脂。如果有吱吱聲，說明是滾珠在軸承中不規則運動產生的聲音，是滾珠在軸承中的第二電機損壞，也可能是聯軸器或皮帶輪與軸之間的松動引起。此時，應及時停機檢查更換，各種聯軸節檢修完畢后，應手動進行前進和反轉，使聯軸節放松和轉動靈活。安裝圓柱形的彈性聯軸器時，應仔細檢查彈性銷環銷之間的配合情況，并仔細檢查聯軸器最大橫向間隙不應超過0.05。日常工作所需的齒輪聯軸器必須保持無灰塵和污垢。檢查接線盒的壓緊螺栓是否緊固松了。必須加注1/3～2/3的機油維修，不合格潤滑油應及時更換。

5 機油的故障及養護

（1）潤滑液需經過過濾，避免油體被污染。調查值表明，機油中含有的細小顆粒物會導致某個機器部件的磨損，從而導致某個機器部件的磨損這些成分。因此除了需要保持準確性外，如果建造了適當的過濾設施，則有必要沖洗掉過濾器中包含的過濾器芯，以確保配件能夠限制過濾器中的固體潤滑劑。

（2）要從多個角度保持機油本身的清潔度。如果未啟動軋機，則必須將軋機放置在干燥的空間中，場地頂部貼木板、布簾。長時間使用卷揚機時，應對卷繞機進行維護保養，對磨損的部件進行修復，并對卷繞機的優良性能進行徹底清洗。在確定設備順序時，必須保證卷簾式啟閉機的所有設備都能靈活使用，安裝在機器上的筒體應置于空轉方向。

6 規范操作運用

在調試或PLC出現故障時，可采用手動控制改進啟閉機設有下列電氣保護裝置：短路保護、過流保護、失壓、分閘保護、限流保護、過載保護、緊急分閘主電源及聯鎖保護。排繩機構面板上的黃色EL1燈接通，紅色EL3燈關閉，排繩機構面板用于操作提升機構的排繩機構運輸隧道工作門。當需要啟動時，按下繩索機構控制箱面板上的門按鈕（BS2），然后按下掛鉤按鈕。此時，觸摸屏顯示和閃爍。當門顯示時，門從顯示到上限并閃爍，并自動停止門。當您需要關閉門時，按繩索機構控制箱的面板上的關閉按鈕（BS3），然后關閉快門，觸摸屏顯示在觸摸屏上顯示。當門關閉到下限時，觸摸屏將顯示到下限并閃爍以自動停止門。當需要停在門口或閉門時，按盒子面板上的停止按鈕（BS1）停止打開門和時鐘，停止檢查屏幕，然后關閉門。當繩索機構運行并且紅色EL3光線在繩索機構的控制箱面板上時，在消除頻率轉換故障后，按壓箱面板的觸摸屏上的變頻重置按鈕以復位變頻器。在變頻重置成功之后，紅色EL3光線熄滅。如果在操作過程中，門的打開或關閉使排繩機構的排繩角度改變，則排繩機構的排繩角度立即改變，調整方法如下：按下鋼絲繩排列機構控制箱板上的關門按鈕（BS3）進行操作電梯下降限制。達到下限時，門自動停止關閉，排繩機構繼續運行和調整，直到調整到合適的角度，再調整到合適的角度，鋼絲繩的排繩角度才停止運行。

7 系統總體設計

為了解決提升機的相關問題，設計了智能制動系統來切斷電源并控制門。制動系統由4個制動器、1個電氣控制系統和1個控制系統組成。每個電氣控制系統控制2個緊急高速電梯中的4個制動器。在起重機中使用離心偏航調節器是很危險的，取消離心式偏航調節器，在制動過程中利用制動器實現溜槽的升降和快速下降。

在正常升降過程中，當事故發生時，制動器僅用于制動和保持并網狀態，按照規定的速度，自動制動變矩系統由電氣控制，并提前釋放制動器，以使發動機的快速快門依靠自身重力而制動輪與制動輪之間的長期摩擦，又降低了勢能，電子控制系統根據采樣速度和高度，自動調節制動力矩來限制下降速度，因此，在快門快速下降的整個過程中，快門會下降，而百葉窗按規定的速度和要求迅速下降，防止發電機和機組運行故障，以保證汽輪機的安全。

8 機械選型設計

8.1 制動類型的選擇

考慮到緊急情況下必須調整快門的下降速度，通過改變制動力矩來調節和控制快門的下降速度，因此選擇恒關交流電壓制動器。其工作原理是改變電機和電動加速器泵的轉速。為了控制加速裝置中液壓缸的推力，達到了目標，具體型號ywk-300/50 bw，其可調動扭矩530 N·m，與起動器起重機的初始制動扭矩相比稍大，完全滿足了最大制動力矩的要求。

8.2 摩擦材料的選擇和設計

根據起動器參數和單網50t總重量，傳動鏈由三級減速器、開式減速機、繩索組成，根據制動功計算公式，緊急滑槽快速下降時，制動總功為4.5 MJ，制動還必須滿足制動快門向下滑動的要求，根據各摩擦材料的總制動功率5 MJ，快門內產生的等效熱能，具有快速下降和持續摩擦，導致制動塊和制動輪的溫度急劇升高。由于摩擦材料具有耐高溫耐磨性，常用的摩擦材料不能滿足制動要求，選用熱穩定性、耐熱性、耐磨性好的摩擦材料，摩擦材料的連續熱穩定性為600 ℃，短期熱穩定性為900 ℃，滿足實際制動條件要求。

9 結束語

當今，水利水電工程的技術人員一定要明確如何對啟閉機的故障進行檢測與維修，在整體檢修過程中，要時刻保證啟閉機內部環境的清潔度。當發現磨損器件時進行定期維修，如果定期維修不能夠解決機器所產生的問題就直接將零部件換掉，而且還要對啟閉機的電動機，制動器進行定期維修，只有保證啟閉機的電動機和制動器能夠正常工作，啟閉機才能夠真正實現自身的工作效應。

參考文獻

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