贾晓英+牛小庆

摘 要：电气设备运行的平稳性对整个钢铁企业的生产和经营具有重要影响。本文首先对钢铁企业电气设备发生故障的原因及类型进行阐述，通过实例，对一种基于红外成像的先进诊断技术进行分析，然后从常规巡检与多阶层系统的角度提出一些基本维护策略。

关键词：钢铁企业；电气设备；多阶层管理

前言：在我国经济快速发展的过程中，钢铁企业发挥了至关重要的作用，它既是其他工业发展的基础，也是决定国民总体实力的因素。变压器、开关柜、污水处理设备、制冷设备、电机、变频器等电气设备贯穿了整个钢铁企业的生产与运营。

一、钢铁企业电气设备的故障诊断

（一）故障原因

在钢铁企业中，电气设备由于出厂厂家不同，其设备的质量与性能会产生差距。其日常维护与管理的方法也存在不同。如果对不同的设备采取相同的维护方法，就有可能造成电气设备故障。钢铁企业电气设备的运行需要人员施加操作，而这些电气设备往往较为复杂，如果操作人员的自身能力不足，或是人员自身素质较差，没有按照规范进行维护管理，就有可能导致钢铁企业电气设备发生故障[1]。在生产环境中，不同规格的电气设备具有不同的使用功能，如开关柜就包括了低压开关柜、高压开关柜、控制配电柜等，变压器就包含了低压油冷变压器、高压油冷变压器等，而相同规格、相同型号的电气设备也在使用位置上存在差别；在外部环境中，钢铁企业电气设备在运行中会受到昼夜温差、雨水、温度、灰尘等多方面的影响，这些影响同样可能让钢铁企业电气设备产生故障。对故障原因的类型进行划分，可分为关联性故障与非关联性故障两种。关联性故障主要指的是电气设备自身存在问题，存在着性能上的缺陷，可以将其分为随机性故障（Random）与固有性故障（The in herentfault）两种，其中随机性故障具有较大偶然性，解决难度较大。如润滑系统、电子元器件发生损害造成的故障。非关联性故障主要指的是电气设备自身没有问题，在运输与安装过程中因为碰撞发生了故障。

（二）诊断方法

将故障诊断的内容进行划分，可以将其分为状态监测、识别诊断与预测未来三种，在钢铁企业中，诊断的方面包含了设备的异响、振动、升温，设备连接的信号，机械杂质、绝缘分解物等。

1.常规方法

在钢铁企业中，常规方法主要是由工作人员进行人工检测，对电气设备的运行状态、电气设备的外形等方面进行判断，像紧固件的松动情况、熔断器的烧断情况等，且需要对电气设备运行时的声音、电气设备发生的气味等方面进行判断，以推测电气设备存在的问题[2]。

2.结合先进技术进行故障诊断

结合先进技术进行故障诊断可以提高诊断的精确性，现以我国某钢铁厂为例，该厂在检测电气设备运行状态该时运用了红外成像技术。其具体方法可分为相对温差法、同类比较法、表面温度判断法、档案分析法、热谱图分析法多种，其基本原理是电气设备一旦发生故障，故障部位就会发热，热成像就会发生故障，在相对温差法中，设发热部位温升为t1 ，温度为T1 ，环境参照体的温度是T0 ，正常相对应点温升是t2 ，温度是T2 ，那么相对温差百分数 。利用这种方法，结

合拓扑矩阵可以对结果进行修正，实现电气设备故障的自动定位，在初步标识阶段可以利用阈值法，设图像像素点（i，j）的灰度值是x（i，j），图像所有像素点灰度值组成的m×n 阶矩阵是Im×x ，设定一阈值Th=Maxm×n ，在Th 不大于x（i，j）的情况下，原图像用1来标记，反之用0标记，进而可以得到m×n阶拓扑矩阵Pm×n ，在其内部像素点中观察4×4矩阵是够存在，在存在的情况下，可以将矩阵所在位置进行元素值为零m×n 接矩阵Pnewm×n 的赋值处理，相对位置1，其他元素赋值为0，在不存在的情况下，可以进行循环处理，在其循环过程中，需要令Th=Maxm×n-n（n=1，2，…，）。依照电气设备故障会带来的影响，可以将这种热故障分为多个等级，如在该厂中，就将其分为三级故障，即一般热故障（三级），严重热故障（二级）和危险热故障（一级），依照等级的不同可以采取不同的处理措施。

二、钢铁企业电气设备的维护策略

（一）加强日常巡检工作

在钢铁企业电气设备的日常巡检中，包含了一般巡检和定期定检两种。在一般巡检时，是工作人员按照工作内容对电气设备中的各个部件进行巡视，对电气设备状态予以掌握，为了更好地进行巡检工作，钢铁企业通常需要根据企业电气设备数量、分布情况等多种信息设置专门的巡检部门，并制定相应的巡检标准，同时要求工作人员形成巡检记录。在定期定检中，需要工作人员及相关负责人按照一定周期的顺序对钢铁企业中的某些重点部位、或容易出现问题的部位进行专项检查，并及时加以调整，对于设备更换情况、维护技术要求等方面都需要行程记录，对于维护计划、定期检修计划都需要作出合理制定。

（二）多阶层分析风险因素

钢铁企业的维护与管理是一个较为复杂的系统工程，利用风险管理理论，结合风险评估等级可以制定出一套多阶层的管理系统，对于电气设备的维护具有重要作用。以我国某轧钢企业为例，其针对容易造成电气设备故障、影响电气设备维护的人力资源、高低压供配电网、电气传动、电机管理、备件管理等多个方面进行了风险衡量和模糊综合评价。其风险指标共分成了五个等级，经过计算和划分，其实际风险权重值：

（1）

而对其风险因素进行尺度评价，按照很小、较小、中等、较大、很大的类别进行评价，经过计算得出评价集标准隶属度V=（0.1，0.3，0.5，0.7，0.9）。将公式（1）等集合进行联合，可以算出各因素子集的模糊矩阵。经过一系列计算，最终，该轧钢企业确定了电气设备风险管理策略，以一阶电机风险管理为例，其模糊综合评价隶属度共分为0≤B≤0.2、0.2≤B≤0.5和0.5≤B≤1，在隸属度为0≤B≤0.2时，是可承受风险，此时系统控制为指导性控制、检查性控制，而在隶属度为0.5≤B≤1时，就需要对内部控制体系进行全面调整、做好纠正和补偿控制，甚至需要停止使用可能造成损失电机或立即停止运行所有大型电机。而在二阶管理中针对硬件风险、软件风险、组织风险和人为风险需要进行管理，而在三阶风险管理中，需要对这些风险做到进一步地划分，同时，在风险控制和实际维护中，该企业还应用了多阶段决策树的方法，让维护决策的下达更具科学性与具体性。

（三）维护注意事项

结合我国钢铁企业的实际情况，针对当前容易产生的故障，需要注意以下几点。第一，在运行维护之前，应该对存在故障的设备所表现出的状态进行询问，同时需要了解故障持续的时间；第二，在维护故障之前，应该先做好电气设备的清洁工作，实践证明，很多电气设备的故障都是因为污染物与尘土造成的；最后，在检测时，应该遵循从外到内的顺序，先检测电源，再检测机械，最后检测内部线路及元件。

结论：综上所述，针对出厂质量、人力操作等多方面造成的钢铁企业电气设备故障，在诊断时，可以利用人力诊断与先进技术结合的方法，而在对其维护的过程中，应该结合自身经验加强日常巡检工作，同时，也可以建立一个完善的风险管理系统，以此来提升钢铁企业电气设备的诊断精确性和维护效率，进而提高钢铁企业电气设备运行的平稳性与可靠性。

参考文献：

[1]王伟.钢铁企业电气设备的故障诊断及维护策略[J].装备制造技术，2015，09：100-102.[2017-08-10].

[2]王智.钢铁企业电气设备的故障诊断与维护[J].中国高新技术企业，2014，26：88-89.[2017-08-10].