電氣維修方法論第五篇（電氣設備的功能用途）

為縮小故障查找的范圍，電氣設備需要從功能用途的角度進行分類并掌握其本質特征和規律，有利于判斷在線電氣設備是否正常工作（外因）。電氣設備功能用途包含電氣功能和使用效能、工作條件和適用范圍等因素。

人發明創造各種電氣設備解決或改善生活生產、科研教育和社會管理中遇到的問題，降低體力和腦力勞動的強度，突破時間和精力的限制，直接或間接滿足的人需要。電氣設備分為加強或擴展人感知能力的電氣設備、解放體力勞動或放大肢體力量的電氣設備、幫助人思考和處理信息的電氣設備、擴展人信息交流范圍的電氣設備等，廣泛運用在生活生產、能源通訊、社會管理、醫療科研中。電氣設備分為單體設備和多體設備、單功能設備和多功能設備。既能作為獨立系統單獨運行，也能組合其它設備創建套電氣系統。
電氣設備通常按照硬件模型標準設置內部功能部件，用設備說明書和操作手冊描述電氣設備的功能用途和使用方法，人按照說明要求和操作步驟使用電氣設備。

電氣設備按運行可靠性劃分為民用級、工業級和軍工級三類電氣設備。民用電氣設備共同特征為質量體積和人體尺寸相近、造型美觀、使用方便、工作環境好、運行時間短、價格低廉，對性能和穩定性要求低；工業電氣設備共同特征為對質量體積要求低、操作復雜、工作環境差、運行時間長、價格較高，對性能和穩定性要求較高；軍用電氣設備共同特征為經常在物理極限狀態下工作，需專業人員操作、價格高昂，對電氣設備技術指標和穩定性要求極高。隨著電路技術進步，新電氣設備層出不窮，朝著數字化、智能化、微型化和物聯網方向快速發展。因為閱歷有限，本書僅介紹作者已知電氣設備的功能用途，大量其它類型設備需要讀者通過實踐去認知。

（一）生活電氣設備類

雖然生活電氣設備工作原理各異、功能用途不同，但是為方便使用，其體積和質量較小，配套要求低，使用操作簡單。生活電氣設備通常為單體機，為降低成本將各標準功能部件整合到一塊電路板上，采用電氣元件集成度高、通用性強和采購方便。生活電氣設備電氣故障通常有對應案例可借鑒，技術資料檢索容易，維修結果驗證簡單。因為生活電氣設備和生活息息相關，通常用相同電路板替換或用專業儀器測量電路板主要電氣參數，通過對比判斷其是否正常工作。

家用電器

在家庭使用的電氣設備統稱為家用電器，通常采用單相交流市電（AC220V）提供電源，功耗較低，能節約家務勞動時間、改善和提高家庭生活品質。如音像電器（攝像機、錄音錄像機、電視機、收音機、音響等）具有音視頻信息的采集、保存和播放功能，制冷電器（冰箱冰柜、冷飲機）具有延長食物飲料保質期功能，清潔電器（洗衣機、吸塵器等）具有清洗衣物和保持房間衛生功能，房間溫控電器（空調器、電扇、加除濕機、加熱器等）具有維持室內環境舒適功能，廚房電器（微波爐、電磁爐、電烤箱、電飯鍋、電熱水器等）具有食物加工功能。

（二）生產電氣設備類

為企業生產服務的電氣設備統稱為生產電氣設備，通常采用三相交流市電（AC220V/380V）提供電源，功率、體積和質量較大，配套要求高，使用操作復雜。因為體積龐大和功能復雜，按工藝布局要求，生產電氣設備既有單體機也有分體機（由多套標準子設備通過物理關聯整合滿足生產需要），為保證電氣性能，每塊標準功能部件由單一電路板組成，對電氣元件技術指標和穩定性要求高。生產電氣設備電氣故障只有少量對應案例可借鑒，技術資料檢索難，維修結果驗證復雜。通常用相同功能部件或子設備替換原件，對比判斷其是否正常工作，縮小故障源排查范圍。

電力拖動設備

以電動機為動力源，通過對應機械機構去切削、變形、壓縮、粉碎、搬運或提升工作對象，單個電動機為集中式動力系統，多個電動機為分布式動力系統，如機床、軋鋼機、鍛造機、破碎機、皮帶運輸機和吊車等，通常要求輸出力矩大、轉速穩定可調、輸出特性銀、運動范圍廣和極限位置可靠。

電熔爐設備

以電熱部件為核心，利用大電流通過金屬時發熱產生高溫熔化工作對象，實現冶金和鑄造功能，如電阻爐、電弧爐、中頻感應爐和高頻感應爐等，通常要求功耗低、升溫快速、調溫準確、容積大和能量轉換率高。

電焊設備

屬于大功率電壓電流變換器，當兩極輸出端短路瞬間時產生高溫電弧熔化焊料和被焊材料，使被接觸物融合，功率越大輸出電流越大，操作使用方便，焊縫與母材強度相同，但是焊接作業時會產生對人體有害弧光。按輸出電流分交流和直流焊機，如交流弧焊機、可調直流焊機、氬弧焊機和逆變焊機等。主要技術指標有額定功率、起弧電壓（60～80V）、工作電壓（20～40V）、電弧電壓（與電弧長度成正比）。

（三）能源通訊電氣設備類

電力生產設備

按電能生產、傳輸和分配順序分為發電設備（如發電機，太陽能電池等）、輸電設備（如升壓變壓器、降壓變壓器等）和配電設備（如隔離開關，斷路器等）。電網提供電能的電壓和電流波形為交流正弦波、頻率為50Hz。按電壓等級分為高壓、中壓和低壓，其中發電設備采用中壓，輸電設備采用高壓，配電設備采用低壓。因為能源電氣設備是生產和傳輸電路，電壓、電流和功率大，對安全性和穩定性要求較高，采用標準流程進行維修，降低安全風險，維修完成后要進行安全性和穩定性驗收。

工業通訊設備

工業通訊設備主要用于設備之間交換數據信息，常采用串口、總線和網狀等連接方式，分別對應不同通訊協議，實現單工（只能單向傳輸，如各種遙控器）、半雙工（不能同時雙向傳輸，如對講機）和全雙工（能同時雙向傳輸，如電話、手機、無線電臺、衛星電話）通信功能。有線通訊利用電纜或光纖傳遞信號，具有穩定可靠、抗干擾能力強等優點，核心設備有電話交換機、網絡交換機、路由器和中繼機等。無線通訊是利用電磁波傳遞信號，具有安裝維護簡單、地形環境影響小和成本低等優點，核心設備有無線AP、無線基站、無線網橋、無線網卡等設備。

（四）社會管理電氣設備類

辦公電氣設備

為解決辦公事務使用的電氣設備統稱為辦公電氣設備，主要工作對象是以文件形式記錄的信息。用照相機、掃描儀等設備獲得電子文件，用計算機加工處理電子文件，用激光打印機、噴墨打印機、針式打印機、繪圖機和靜電復印機等設備制作紙質文件，用硬盤、移動硬盤、U盤和光盤等設備存儲電子文件，用傳真機和計算機等設備交換電子文件。對于重要設備還要配置UPS不間斷電源。辦公電氣設備朝著高速、節能、多功能和網絡化方向發展。辦公電氣設備使用頻率高，需要定期維護保養，容易判斷其性能好壞。電氣故障通常有對應案例可借鑒，技術資料檢索容易，通常用相同電路板替換或用專業儀器測量電路板主要電氣參數，通過對比判斷其是否正常工作。

交通信號燈設備

在道路交叉路口設置交通信號燈設備能保障行人和行車安全，降低交通安全事故。交通信號燈設備包括控制柜和信號燈。以長期統計的通行數據基礎為依據修改配時方案，控制柜能夠自動控制人流和車流的最佳通行周期，提高通行效率。行車信號燈是由紅色、黃色、綠色三個無圖案圓形單位組成，指導車輛通行。行人信號燈也是由紅色、黃色、綠色三個組成，指導行人通行。因為交通信號燈設備對人車出行影響較大，所以維修完成后要進行穩定性驗收。設備中很多部件（如信號燈、驅動板）相同，可以用替換法通過對比判斷其是否正常工作。

監控設備

通過采集和記錄現場聲音和圖像實現實時監控和事后追蹤功能，由前端音視頻采集設備（如云臺支架、紅外補光器、槍型攝像機、球形攝像機和監聽頭等），傳輸設備（如光纖、網線、無線和光端機等），后端存儲、控制及顯示設備（如磁盤陣列、管理平臺和視頻編輯器等）組成，前、后端設備之間通過傳輸設備傳輸音視頻信息和控制命令，通常需要配備UPS不間斷電源。監控系統攝像頭分布點多面廣，為避免重復勞動，安裝前先逐個檢測攝像頭和連接線路，無誤后再進行安裝。完成后調整云臺、鏡頭光圈焦距，對后端圖像質量、圖像編輯、紅外線報警和抗干擾能力等功能進行系統驗收。現代數字監控系統用網絡傳輸、存儲和播放壓縮后的音視頻數據，具有智能圖像分析、聯網報警功能，將分散與集中監控整合，以瀏覽器為基礎開發管理平臺能最大范圍的共享監控數據，具有實時性和安全性高、硬件可擴展、標準開放和低成本的優點。因為監控設備中很多部件（如攝像頭、云臺、工作電源等）相同，可以用替換法通過對比判斷其是否正常工作。

（五）醫療科研電氣設備類

醫療設備

醫療設備分為診斷、治療及輔助電氣設備。診斷設備有X射線、超聲波和核磁共振等檢測儀。治療設備有放射、激光、透析和體溫冷凍等治療儀。輔助設備有消毒滅菌、中心負壓及供氧和病床呼叫等設備。為避免威脅病人生命安全，醫療設備對安全性、穩定性要求較高，確保檢測治療的準確性、協作性和連續性，必須符合醫療規范標準，需要配備UPS不間斷電源，做好日常維護工作。醫療設備故障很少有對應案例可借鑒，技術資料檢索容難，維修時用專業儀器測量其電路板主要電氣參數，通過對比判斷其是否正常工作。因為醫療設備特殊要求需要使用專用配件，維修時要使用原裝配件避免技術風險，維修完成后要進行穩定性驗收。

檢測儀器

檢測儀器能改善、擴展或補充人的感知能力，以各種傳感器為核心觀察檢測、顯示處理和記錄分析各類物理量、物質成分或性能參數的電氣設備。檢測儀器需要定期校驗和參數整定確保精確度、靈敏度、響應速度不會降低。檢測儀器有電子顯微鏡、電子望遠鏡、紅外測溫儀、壓力檢測儀、測距儀和高速照相機等，大量運用在生產、生活和社會管理中。現代儀器儀表朝著數字微型化、智能網絡化、虛擬化和人機友好方向發展。檢測儀器數量少、品種多，其故障很少有對應案例可借鑒，技術資料檢索容難，維修時用專業儀器測量其電路板主要電氣參數，通過對比判斷其是否正常工作。為保證檢測儀器精度維修時要使用原裝配件避免技術風險。
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）