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[摘 要]对白沙水库输水洞的阀门检查进行分析，研究存在的故障，提出可行性解决方案，希望可以为有关人员提供一定的参考。
[关键词]固定式卷扬启闭机;故障检测;改造措施;现代变频技术;PLC控制
[中图分类号]TV664.1;TP182 [文献标志码]A [文章编号]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 水利工程及闸门概况
国内某水电站安装了两台40 MW单轴半伞式水电机组，总容量80 MW。设有4扇定轮式事故快闸门，每两扇闸门都能迅速切断水轮发电机的水流。水闸高度为80.16 m，孔口尺寸6.4 m×10.8 m，宽度与设计过程中水轮发电机设计水头相同。如果发生事故，4扇门可以同时动水关闭。所有应急高速闸门均由qpk-2×630/2×500一台固定式起重机控制。这类设备是我国中小型水电站和水利工程应用广泛的闸门启闭机。
2 故障检测排查
固定式卷扬式启闭机落快速闸门时，钢丝绳缠绕现象是由于机组事故关门2DL、手动JN1、微机KJN1闭合使直流刨匝线圈吸合，快速闸门突然下落，钢丝绳不能按正常的轨道平稳有序的缠绕轮毂，这是卷扬式启闭机落快速闸的缺陷，运行中要求停机时迅速检查巡视，发现问题及时矫正。钢丝绳多次缠绕会严重影响钢丝绳的使用寿命，在工程运行时除电机出现保护停机外，要严格控制其使用次数，切实保护设备的使用寿命。
固定式卷扬式启闭机开启直流快速闸门无动作现象一般是电气故障引起的，也可能是刨匝卡死，刨匝线圈烧毁所致。刨匝线圈烧毁通过观察可知，而电气故障要细致地检修，检查步骤通常分为：①有无工作电源。②保险丝有无烧断。③直流回路有无故障等。故障检测排查工作中需先检查，一次主线保险丝有无烧断;接触器线圈有无烧毁、能否可靠吸合、有无卡死、触点接触满足要求;保护电器设备是否复位;主线接头有无发热虚接现象等。再检查二次控制电路保险丝、线路、直流二次回路有无故障，其中直流回路故障最为复杂，要求运行技术人员有较强的专业知识和实际解决问题能力。
卷扬式启闭机开机时工作门无动作现象主要是二次回路故障引起的，解决此问题要求专业技术人员对泵站电气有全面的了解。对照线路图从二次控制电路中找出联动接点，大套二站联动是开机时，微机KSJ触点延时几秒闭合，开机与提工作门基本同步。然后根据二次线路检修的规则，分别找出此线路相关的各接头、触点，然后做一次全面的维修。
固定式卷扬式启闭机开启时启动电流特别大，并有“嗡嗡”堵转声现象是典型是缺相故障，缺相就是有一相没有电流了，转子获得的能量就少了，转子的速度就会慢下来，与定子的相对运动就增大，定子仍通电的那两组线圈电流就比原来的大，如果电动机处于负载状态，该电流就很容易超出额定电流而烧毁线圈。根据电机学原理。电机在缺相时，定子绕组流通的不再是三相交流电流，而是单相电流。气隙中的磁场由圆形旋转磁场变为单相脉振的磁场，一方面，电机缺相启动时，其启动转矩为零，电机实际上是处于两相短路状态。电动机绕组严重发热。破坏电机绝缘，以致于烧毁电机，影响生产，甚至造成事故。另外，电机在缺相运行时，过载能力已明显降低，转差率变大，定转子电流变大，势必使绕组发热，对电机运行极为不利。
3 故障分析及处理
由于多层缠绕更为严格，双螺杆不能满足钢丝绳排列的要求，因此老旧的驱动方式不能满足钢丝绳排列的要求。如果使用Bonz金属丝卷轴，重新制造新的封闭孔需要较多的资金，而且门孔和门结构也发生了较大的变化。为此，本文提出了一种采用现代技术的解决方案，通过应用可变频率、PLC和反馈的电动控制绳切机，使绳索沿线绳的行程轨道沿线绳索，以确保有序的绳索排列。通过信号采集装置检测到止动，提升或下降状态，并且收集的信号被传输到控制柜的PLC。按照收集的信号，控制机柜的PLC可以停止、正向或反向状态、反向控制电力装置。当速度逆转时，螺母的行驶轨道围绕钢绳带或钢绳的圆柱绳轨道，以确保钢丝绳缠绕在绳索或绳索鼓上，这样滚筒的钢丝绳有序排列，钢丝绳的使用寿命延伸。此外，应定期检查和维护电气设备，以消除隐藏的危险，确保其正常性能。
4 电动机故障判断及维修
起重机是起重设备的关键部件设备。其在运行或出现故障时，要保证电机的安全运行和电机的正常运行不被停止和损坏。当电机突然停止时，导线松动会产生火花，这时应立即断开电源，可能是电机固定不正确，地脚螺栓松动，应及时拧緊松动部位。当电机正常运行时，没有噪声和其他特殊的声音。如果出现噪声太大，包括电磁噪声、轴承噪声、通风、机械摩擦等问题时，可能工作不正常或故障现象，需要立刻关闭，主要分析原因如下。 在操作过程中，应该经常注意电机工作时发出的声音。监测方法是将螺杆驱动器的一端固定在轴承安装部分上，另一端靠近耳朵，可以听到轴承发出的声音。如果轴承正常工作，不会有金属摩擦。如果有吱吱声，通常是由于机油不足引起的，并用适当的润滑剂填充润滑脂。如果有一种嗡嗡声，球在运动中发出的声音旋转。缺乏油脂的话，可以用适量的润滑脂。如果有吱吱声，说明是滚珠在轴承中不规则运动产生的声音，是滚珠在轴承中的第二电机损坏，也可能是联轴器或皮带轮与轴之间的松动引起。此时，应及时停机检查更换，各种联轴节检修完毕后，应手动进行前进和反转，使联轴节放松和转动灵活。安装圆柱形的弹性联轴器时，应仔细检查弹性销环销之间的配合情况，并仔细检查联轴器最大横向间隙不应超过0.05。日常工作所需的齿轮联轴器必须保持无灰尘和污垢。检查接线盒的压紧螺栓是否紧固松了。必须加注1/3～2/3的机油维修，不合格润滑油应及时更换。
5 机油的故障及养护
（1）润滑液需经过过滤，避免油体被污染。调查值表明，机油中含有的细小颗粒物会导致某个机器部件的磨损，从而导致某个机器部件的磨损这些成分。因此除了需要保持准确性外，如果建造了适当的过滤设施，则有必要冲洗掉过滤器中包含的过滤器芯，以确保配件能够限制过滤器中的固体润滑剂。
（2）要从多个角度保持机油本身的清洁度。如果未启动轧机，则必须将轧机放置在干燥的空间中，场地顶部贴木板、布帘。长时间使用卷扬机时，应对卷绕机进行维护保养，对磨损的部件进行修复，并对卷绕机的优良性能进行彻底清洗。在确定设备顺序时，必须保证卷帘式启闭机的所有设备都能灵活使用，安装在机器上的筒体应置于空转方向。
6 规范操作运用
在调试或PLC出现故障时，可采用手动控制改进启闭机设有下列电气保护装置：短路保护、过流保护、失压、分闸保护、限流保护、过载保护、紧急分闸主电源及联锁保护。排绳机构面板上的黄色EL1灯接通，红色EL3灯关闭，排绳机构面板用于操作提升机构的排绳机构运输隧道工作门。当需要启动时，按下绳索机构控制箱面板上的门按钮（BS2），然后按下挂钩按钮。此时，触摸屏显示和闪烁。当门显示时，门从显示到上限并闪烁，并自动停止门。当您需要关闭门时，按绳索机构控制箱的面板上的关闭按钮（BS3），然后关闭快门，触摸屏显示在触摸屏上显示。当门关闭到下限时，触摸屏将显示到下限并闪烁以自动停止门。当需要停在门口或闭门时，按盒子面板上的停止按钮（BS1）停止打开门和时钟，停止检查屏幕，然后关闭门。当绳索机构运行并且红色EL3光线在绳索机构的控制箱面板上时，在消除频率转换故障后，按压箱面板的触摸屏上的变频重置按钮以复位变频器。在变频重置成功之后，红色EL3光线熄灭。如果在操作过程中，门的打开或关闭使排绳机构的排绳角度改变，则排绳机构的排绳角度立即改变，调整方法如下：按下钢丝绳排列机构控制箱板上的关门按钮（BS3）进行操作电梯下降限制。达到下限时，门自动停止关闭，排绳机构继续运行和调整，直到调整到合适的角度，再调整到合适的角度，钢丝绳的排绳角度才停止运行。
7 系统总体设计
為了解决提升机的相关问题，设计了智能制动系统来切断电源并控制门。制动系统由4个制动器、1个电气控制系统和1个控制系统组成。每个电气控制系统控制2个紧急高速电梯中的4个制动器。在起重机中使用离心偏航调节器是很危险的，取消离心式偏航调节器，在制动过程中利用制动器实现溜槽的升降和快速下降。
在正常升降过程中，当事故发生时，制动器仅用于制动和保持并网状态，按照规定的速度，自动制动变矩系统由电气控制，并提前释放制动器，以使发动机的快速快门依靠自身重力而制动轮与制动轮之间的长期摩擦，又降低了势能，电子控制系统根据采样速度和高度，自动调节制动力矩来限制下降速度，因此，在快门快速下降的整个过程中，快门会下降，而百叶窗按规定的速度和要求迅速下降，防止发电机和机组运行故障，以保证汽轮机的安全。
8 机械选型设计
8.1 制动类型的选择
考虑到紧急情况下必须调整快门的下降速度，通过改变制动力矩来调节和控制快门的下降速度，因此选择恒关交流电压制动器。其工作原理是改变电机和电动加速器泵的转速。为了控制加速装置中液压缸的推力，达到了目标，具体型号ywk-300/50 bw，其可调动扭矩530 N·m，与起动器起重机的初始制动扭矩相比稍大，完全满足了最大制动力矩的要求。
8.2 摩擦材料的选择和设计
根据起动器参数和单网50t总重量，传动链由三级减速器、开式减速机、绳索组成，根据制动功计算公式，紧急滑槽快速下降时，制动总功为4.5 MJ，制动还必须满足制动快门向下滑动的要求，根据各摩擦材料的总制动功率5 MJ，快门内产生的等效热能，具有快速下降和持续摩擦，导致制动块和制动轮的温度急剧升高。由于摩擦材料具有耐高温耐磨性，常用的摩擦材料不能满足制动要求，选用热稳定性、耐热性、耐磨性好的摩擦材料，摩擦材料的连续热稳定性为600 ℃，短期热稳定性为900 ℃，满足实际制动条件要求。
9 结束语
当今，水利水电工程的技术人员一定要明确如何对启闭机的故障进行检测与维修，在整体检修过程中，要时刻保证启闭机内部环境的清洁度。当发现磨损器件时进行定期维修，如果定期维修不能够解决机器所产生的问题就直接将零部件换掉，而且还要对启闭机的电动机，制动器进行定期维修，只有保证启闭机的电动机和制动器能够正常工作，启闭机才能够真正实现自身的工作效应。
参考文献
[1] 郑春锋，马士磊，周建荣，等.一种离合卷筒式固定卷扬启闭机缓冲限位装置：CN111501685A[P].2020-08-07.
[2] 施德航，郑俊，范超.一种卷扬机闸门实验装置：CN110782767A[P].2020-02-11.
[3] 于杨，刘龙勃，于洋.地铁车辆段固定式架车机常见故障及改进对策[J].设备管理与维修，2020（20）：60-62.
[关键词]固定式卷扬启闭机;故障检测;改造措施;现代变频技术;PLC控制
[中图分类号]TV664.1;TP182 [文献标志码]A [文章编号]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 水利工程及闸门概况
国内某水电站安装了两台40 MW单轴半伞式水电机组，总容量80 MW。设有4扇定轮式事故快闸门，每两扇闸门都能迅速切断水轮发电机的水流。水闸高度为80.16 m，孔口尺寸6.4 m×10.8 m，宽度与设计过程中水轮发电机设计水头相同。如果发生事故，4扇门可以同时动水关闭。所有应急高速闸门均由qpk-2×630/2×500一台固定式起重机控制。这类设备是我国中小型水电站和水利工程应用广泛的闸门启闭机。
2 故障检测排查
固定式卷扬式启闭机落快速闸门时，钢丝绳缠绕现象是由于机组事故关门2DL、手动JN1、微机KJN1闭合使直流刨匝线圈吸合，快速闸门突然下落，钢丝绳不能按正常的轨道平稳有序的缠绕轮毂，这是卷扬式启闭机落快速闸的缺陷，运行中要求停机时迅速检查巡视，发现问题及时矫正。钢丝绳多次缠绕会严重影响钢丝绳的使用寿命，在工程运行时除电机出现保护停机外，要严格控制其使用次数，切实保护设备的使用寿命。
固定式卷扬式启闭机开启直流快速闸门无动作现象一般是电气故障引起的，也可能是刨匝卡死，刨匝线圈烧毁所致。刨匝线圈烧毁通过观察可知，而电气故障要细致地检修，检查步骤通常分为：①有无工作电源。②保险丝有无烧断。③直流回路有无故障等。故障检测排查工作中需先检查，一次主线保险丝有无烧断;接触器线圈有无烧毁、能否可靠吸合、有无卡死、触点接触满足要求;保护电器设备是否复位;主线接头有无发热虚接现象等。再检查二次控制电路保险丝、线路、直流二次回路有无故障，其中直流回路故障最为复杂，要求运行技术人员有较强的专业知识和实际解决问题能力。
卷扬式启闭机开机时工作门无动作现象主要是二次回路故障引起的，解决此问题要求专业技术人员对泵站电气有全面的了解。对照线路图从二次控制电路中找出联动接点，大套二站联动是开机时，微机KSJ触点延时几秒闭合，开机与提工作门基本同步。然后根据二次线路检修的规则，分别找出此线路相关的各接头、触点，然后做一次全面的维修。
固定式卷扬式启闭机开启时启动电流特别大，并有“嗡嗡”堵转声现象是典型是缺相故障，缺相就是有一相没有电流了，转子获得的能量就少了，转子的速度就会慢下来，与定子的相对运动就增大，定子仍通电的那两组线圈电流就比原来的大，如果电动机处于负载状态，该电流就很容易超出额定电流而烧毁线圈。根据电机学原理。电机在缺相时，定子绕组流通的不再是三相交流电流，而是单相电流。气隙中的磁场由圆形旋转磁场变为单相脉振的磁场，一方面，电机缺相启动时，其启动转矩为零，电机实际上是处于两相短路状态。电动机绕组严重发热。破坏电机绝缘，以致于烧毁电机，影响生产，甚至造成事故。另外，电机在缺相运行时，过载能力已明显降低，转差率变大，定转子电流变大，势必使绕组发热，对电机运行极为不利。
3 故障分析及处理
由于多层缠绕更为严格，双螺杆不能满足钢丝绳排列的要求，因此老旧的驱动方式不能满足钢丝绳排列的要求。如果使用Bonz金属丝卷轴，重新制造新的封闭孔需要较多的资金，而且门孔和门结构也发生了较大的变化。为此，本文提出了一种采用现代技术的解决方案，通过应用可变频率、PLC和反馈的电动控制绳切机，使绳索沿线绳的行程轨道沿线绳索，以确保有序的绳索排列。通过信号采集装置检测到止动，提升或下降状态，并且收集的信号被传输到控制柜的PLC。按照收集的信号，控制机柜的PLC可以停止、正向或反向状态、反向控制电力装置。当速度逆转时，螺母的行驶轨道围绕钢绳带或钢绳的圆柱绳轨道，以确保钢丝绳缠绕在绳索或绳索鼓上，这样滚筒的钢丝绳有序排列，钢丝绳的使用寿命延伸。此外，应定期检查和维护电气设备，以消除隐藏的危险，确保其正常性能。
4 电动机故障判断及维修
起重机是起重设备的关键部件设备。其在运行或出现故障时，要保证电机的安全运行和电机的正常运行不被停止和损坏。当电机突然停止时，导线松动会产生火花，这时应立即断开电源，可能是电机固定不正确，地脚螺栓松动，应及时拧緊松动部位。当电机正常运行时，没有噪声和其他特殊的声音。如果出现噪声太大，包括电磁噪声、轴承噪声、通风、机械摩擦等问题时，可能工作不正常或故障现象，需要立刻关闭，主要分析原因如下。 在操作过程中，应该经常注意电机工作时发出的声音。监测方法是将螺杆驱动器的一端固定在轴承安装部分上，另一端靠近耳朵，可以听到轴承发出的声音。如果轴承正常工作，不会有金属摩擦。如果有吱吱声，通常是由于机油不足引起的，并用适当的润滑剂填充润滑脂。如果有一种嗡嗡声，球在运动中发出的声音旋转。缺乏油脂的话，可以用适量的润滑脂。如果有吱吱声，说明是滚珠在轴承中不规则运动产生的声音，是滚珠在轴承中的第二电机损坏，也可能是联轴器或皮带轮与轴之间的松动引起。此时，应及时停机检查更换，各种联轴节检修完毕后，应手动进行前进和反转，使联轴节放松和转动灵活。安装圆柱形的弹性联轴器时，应仔细检查弹性销环销之间的配合情况，并仔细检查联轴器最大横向间隙不应超过0.05。日常工作所需的齿轮联轴器必须保持无灰尘和污垢。检查接线盒的压紧螺栓是否紧固松了。必须加注1/3～2/3的机油维修，不合格润滑油应及时更换。
5 机油的故障及养护
（1）润滑液需经过过滤，避免油体被污染。调查值表明，机油中含有的细小颗粒物会导致某个机器部件的磨损，从而导致某个机器部件的磨损这些成分。因此除了需要保持准确性外，如果建造了适当的过滤设施，则有必要冲洗掉过滤器中包含的过滤器芯，以确保配件能够限制过滤器中的固体润滑剂。
（2）要从多个角度保持机油本身的清洁度。如果未启动轧机，则必须将轧机放置在干燥的空间中，场地顶部贴木板、布帘。长时间使用卷扬机时，应对卷绕机进行维护保养，对磨损的部件进行修复，并对卷绕机的优良性能进行彻底清洗。在确定设备顺序时，必须保证卷帘式启闭机的所有设备都能灵活使用，安装在机器上的筒体应置于空转方向。
6 规范操作运用
在调试或PLC出现故障时，可采用手动控制改进启闭机设有下列电气保护装置：短路保护、过流保护、失压、分闸保护、限流保护、过载保护、紧急分闸主电源及联锁保护。排绳机构面板上的黄色EL1灯接通，红色EL3灯关闭，排绳机构面板用于操作提升机构的排绳机构运输隧道工作门。当需要启动时，按下绳索机构控制箱面板上的门按钮（BS2），然后按下挂钩按钮。此时，触摸屏显示和闪烁。当门显示时，门从显示到上限并闪烁，并自动停止门。当您需要关闭门时，按绳索机构控制箱的面板上的关闭按钮（BS3），然后关闭快门，触摸屏显示在触摸屏上显示。当门关闭到下限时，触摸屏将显示到下限并闪烁以自动停止门。当需要停在门口或闭门时，按盒子面板上的停止按钮（BS1）停止打开门和时钟，停止检查屏幕，然后关闭门。当绳索机构运行并且红色EL3光线在绳索机构的控制箱面板上时，在消除频率转换故障后，按压箱面板的触摸屏上的变频重置按钮以复位变频器。在变频重置成功之后，红色EL3光线熄灭。如果在操作过程中，门的打开或关闭使排绳机构的排绳角度改变，则排绳机构的排绳角度立即改变，调整方法如下：按下钢丝绳排列机构控制箱板上的关门按钮（BS3）进行操作电梯下降限制。达到下限时，门自动停止关闭，排绳机构继续运行和调整，直到调整到合适的角度，再调整到合适的角度，钢丝绳的排绳角度才停止运行。
7 系统总体设计
為了解决提升机的相关问题，设计了智能制动系统来切断电源并控制门。制动系统由4个制动器、1个电气控制系统和1个控制系统组成。每个电气控制系统控制2个紧急高速电梯中的4个制动器。在起重机中使用离心偏航调节器是很危险的，取消离心式偏航调节器，在制动过程中利用制动器实现溜槽的升降和快速下降。
在正常升降过程中，当事故发生时，制动器仅用于制动和保持并网状态，按照规定的速度，自动制动变矩系统由电气控制，并提前释放制动器，以使发动机的快速快门依靠自身重力而制动轮与制动轮之间的长期摩擦，又降低了势能，电子控制系统根据采样速度和高度，自动调节制动力矩来限制下降速度，因此，在快门快速下降的整个过程中，快门会下降，而百叶窗按规定的速度和要求迅速下降，防止发电机和机组运行故障，以保证汽轮机的安全。
8 机械选型设计
8.1 制动类型的选择
考虑到紧急情况下必须调整快门的下降速度，通过改变制动力矩来调节和控制快门的下降速度，因此选择恒关交流电压制动器。其工作原理是改变电机和电动加速器泵的转速。为了控制加速装置中液压缸的推力，达到了目标，具体型号ywk-300/50 bw，其可调动扭矩530 N·m，与起动器起重机的初始制动扭矩相比稍大，完全满足了最大制动力矩的要求。
8.2 摩擦材料的选择和设计
根据起动器参数和单网50t总重量，传动链由三级减速器、开式减速机、绳索组成，根据制动功计算公式，紧急滑槽快速下降时，制动总功为4.5 MJ，制动还必须满足制动快门向下滑动的要求，根据各摩擦材料的总制动功率5 MJ，快门内产生的等效热能，具有快速下降和持续摩擦，导致制动块和制动轮的温度急剧升高。由于摩擦材料具有耐高温耐磨性，常用的摩擦材料不能满足制动要求，选用热稳定性、耐热性、耐磨性好的摩擦材料，摩擦材料的连续热稳定性为600 ℃，短期热稳定性为900 ℃，满足实际制动条件要求。
9 结束语
当今，水利水电工程的技术人员一定要明确如何对启闭机的故障进行检测与维修，在整体检修过程中，要时刻保证启闭机内部环境的清洁度。当发现磨损器件时进行定期维修，如果定期维修不能够解决机器所产生的问题就直接将零部件换掉，而且还要对启闭机的电动机，制动器进行定期维修，只有保证启闭机的电动机和制动器能够正常工作，启闭机才能够真正实现自身的工作效应。
参考文献
[1] 郑春锋，马士磊，周建荣，等.一种离合卷筒式固定卷扬启闭机缓冲限位装置：CN111501685A[P].2020-08-07.
[2] 施德航，郑俊，范超.一种卷扬机闸门实验装置：CN110782767A[P].2020-02-11.
[3] 于杨，刘龙勃，于洋.地铁车辆段固定式架车机常见故障及改进对策[J].设备管理与维修，2020（20）：60-62.