電氣維修方法論第九篇（電氣維修的原則和流程）

維修原則和流程

一、維修的基本原則

處理電氣故障原始辦法就是排除法。排除法把排查和處理故障融為一體，用正常部件或電氣元件逐一替換電氣設備中可疑部件或電氣元件并通電檢驗，直到故障現(xiàn)象排除為止。雖然對理論知識和實踐經(jīng)驗要求低，但是要求配件齊全、維修成本高和效率極低，對同時存在多處故障源類故障無能為力，不能解釋故障原因等缺點。現(xiàn)實中很少采用，僅適用于初學者維修簡單的電氣設備。

如何用科學方法提高維修成功率和效率，是現(xiàn)代電氣設備維修重要課題。現(xiàn)代電氣維修技術流派分為經(jīng)驗維修和科學維修。經(jīng)驗維修建立在個人具有豐富維修經(jīng)驗和積累大量維修案例的基礎上，雖然對部件級維修效率高，但是對陌生故障無能為力，通用性和可復制性弱，不利于知識傳承。科學維修是先認知故障對象綜合特征和規(guī)律，維修前進行風險評估，再以故障現(xiàn)象或功能缺失為導向縮小排查范圍，然后判斷對象好壞找出故障源，最后根據(jù)實際選擇或制定維修辦法并成功修復對象故障，要求個人具有較強洞察力，適用于所有類型故障維修，通用性和可復制性強，利于知識傳承。通常維修專家會針對具體故障靈活運用兩種方法以提高維修效率。本書重點討論科學維修，兼顧經(jīng)驗維修。

因為電磁運動不可見性、高速性和復雜性，再加上現(xiàn)代電氣設備朝著集成化、微型化、軟件化、智能化、網(wǎng)絡化方面發(fā)展，所以電氣設備很難全面認知，可根據(jù)維修需要控制認知深度。通常查找故障源難度大于處理故障難度。

維修前先進行維修評估。從時間和經(jīng)濟角度進行必要性分析，確保維修價值合理，避免時間精力浪費。從自身經(jīng)驗技能和當前條件角度進行可行性分析，確保維修成功率，降低失敗風險。

維修時先通過觀察在不同空間位置、時間節(jié)點、功能狀態(tài)和工作環(huán)境中盡量查找出更多的故障現(xiàn)象，還要借助專業(yè)檢測儀器徹底挖掘出間接隱蔽的故障現(xiàn)象。將主要異常和關鍵異常按分析判斷價值高低依次排序。根據(jù)對故障電氣設備認知深度、結合外部環(huán)境和故障過程，篩選出逆向推理收斂性大且容易驗證的關鍵異常，作為縮小故障源排查范圍的切入點。

查找故障源基本思路分為追因溯源（根據(jù)故障現(xiàn)象查找故障源）和先因后果（由故障源演繹故障現(xiàn)象）。追因溯源以關鍵異常為切入點，先縮小排查范圍，后判斷對象好壞，直至找出故障源為止，是查找故障源常用思路，適用于切入點分析判斷價值高，但對故障對象認知深度有限的維修。先因后果是先猜想存在能夠演繹出所有已知故障現(xiàn)象的故障源，通過替換故障源驗證假設正確性，直至找出故障源為止，適用于切入點分析判斷價值低，但維修人員實踐經(jīng)驗豐富，已深刻認知故障對象工作原理、功能用途和結構型號的維修。

縮小排查范圍（包括數(shù)量范圍、空間分布、時間周期和功能狀態(tài)等）能提高找出故障源的效率。縮小數(shù)量范圍是根據(jù)電氣關系排除明顯與切入點無關的電路、執(zhí)行機構或元件。縮小空間分布是根據(jù)結構型號排除明顯與切入點無關的位置。縮小時間周期是根據(jù)工作原理排除明顯與切入點無關的時間階段，縮小狀態(tài)范圍是根據(jù)功能用途排除明顯與切入點無關的工作狀態(tài)。常用方法有排除法（排除完好對象）、篩選法（取出懷疑對象）、跟蹤法（逐步查找）和統(tǒng)計法（匯總分析），最終縮小故障源查找的空間范圍。

當表現(xiàn)異常對象數(shù)量縮小至有限范圍后，采用窮舉法（逐個排查）和對比法（同類比較），判斷屬于自身損壞（內(nèi)因）還是外圍異常（外因），直到找出故障源為止。判斷自身損壞的具體辦法是測量和替換。如果已知對象的正常電氣參數(shù)值（阻值、容值、感抗等），斷電后測量懷疑對象獨立或在線時的電氣參數(shù)與正常值對比判斷其的好壞。如果已知對象的正常物理量（電壓、電流、功率的幅值、波形、頻率、相位等），通電后測量懷疑對象在各種工作狀態(tài)下的物理量與正常值對比判斷其的好壞。用相同正常對象替換可疑對象后根據(jù)測試結果能準確判斷可疑對象的好壞。如果測量和替換都不能排除故障，那么判斷為外圍條件異常，根據(jù)其功能用途和性能參數(shù)按照先易后難的順序逐個排查，直到找出故障源為止。

根據(jù)故障源以及現(xiàn)場實際，結合個人具有工具和技能，選擇或制定可操作性強、容易驗收的處理方案。既要學習借鑒大量前人積累的處理經(jīng)驗，也要積極探索新的處理辦法。維修前先做好工具、配件和技能準備，如果涉及重要或難度大問題，要先練習試驗降低失敗風險。電氣維修基本辦法是更換和替代，需要熟練掌握故障對象拆裝技能。處理過程中及時觀測和校驗維修結果確保過程可控，如果失敗需要重新進行處理，同時通過照片或視頻記錄處理過程。處理完成后按設計要求進行功能驗收，確保原故障現(xiàn)象已排除，所有功能恢復正常，主要技術性能指標達到設計要求等。最后總結故障現(xiàn)象和故障源之間因果關系，探討如何優(yōu)化處理流程，整理資料并歸檔保存。

二、維修的基本經(jīng)驗

為保證人身安全、避免故障擴大，造成不必要的生命財產(chǎn)損失，在維修過程中要保持清晰思路，在沒有找到恰當?shù)那腥朦c和可靠檢測處理辦法之前不要輕易開展維修，盡量在斷電或保證安全的前提下拆裝、測量和更換故障對象。維修過程中要根據(jù)自身的經(jīng)驗和技能，以及現(xiàn)場條件，選擇可操作性強、經(jīng)濟適用的檢測、試驗和處理辦法，避免對設備二次傷害，提高維修的成功率。

平時注意收集電氣設備、電路和電氣元件的技術資料和維修案例，掌握其工作原理、功能用途和結構型號并牢記于心，維修時才能做到心中有圖有數(shù)據(jù)有案例。能熟練使用和維護電氣設備，如日常維護檢查（如工作環(huán)境是否安全；電氣參數(shù)是否正常；外部導線有無過熱、老化、氧化現(xiàn)象；設備絕緣材料是否有破碎和放電現(xiàn)象；有無異響或異味現(xiàn)象；顯示操作面板是否正常；原有故障是否發(fā)展變化），才能敏銳發(fā)現(xiàn)更多的隱蔽異常現(xiàn)象。

在查找故障源和處理故障過程中，觀察、分析和判斷過程要具有深刻的洞察力，做到客觀、全面和徹底。邏輯推理鏈超過三層就需要用試驗進行客觀驗證，及時修正因主觀因素產(chǎn)生的認知偏差。

通常機械部件故障率高于電氣部件；功率、發(fā)熱和耐壓值都高的功率電氣元件故障率較高；線性電氣元件中電容故障率大于電阻和電感；半導體電氣元件故障率大于非半導體元件。

特殊電氣設備（如機械運動速度較快或運動形式復雜的設備；對精度或穩(wěn)定度要求高的設備；在高溫、粉塵、震動、負荷波動大或頻繁起停等極端環(huán)境中工作的設備）具有獨特的電氣故障，充分考慮其特殊性可縮小排查故障源的范圍。

通過試探性更換或斷開某些關鍵位置的部件或電氣元件能縮小故障源排查范圍。對于重要或特殊的電路或電氣元件需要建立專用平臺進行測試判斷其好壞。

對自帶控制程序的電氣設備，如果嵌入計算機最小系統(tǒng)硬件（包括工作電壓、時鐘、CPU、Flash、總線、輸入輸出接口、人機接口和復位電路）正常并且能夠通過自檢并進入操作系統(tǒng)，可以利用程序內(nèi)置測試功能對內(nèi)存、外圍接口和驅動電路等其它硬件進行自檢，通過聲、光或視頻信息反饋設備當前狀態(tài)，縮小故障源排查范圍。

處理故障的基本辦法是更換和修復故障對象。更換步驟分為拆卸和裝配，先拆的后裝，后拆的先裝。拆卸時要記錄拆卸順序，拆下零件歸類放置，不要遺失小零件，拆卸方法和工序要合理，避免暴力拆卸損壞設備。裝配時要按逆拆卸順序裝配，符合工藝和參數(shù)要求，避免機械干涉和卡死。特殊設備、部件或零件要使用專用拆裝工具。拆裝體積和質(zhì)量較大的部件或元件時要有穩(wěn)固措施，對空間位置要求嚴格的部件或元件拆裝時要使用儀器定位。

電氣元件是電氣維修的最小對象，對于故障電氣元件只更換不修復，維修成本低，整體更換故障部件維修成本高。因為電氣元件種類繁多、參數(shù)和性能各異、測試手段有限，所以盡量采用同廠家同型號產(chǎn)品更換故障電氣元件，在采購困難情況下才采用相近電氣元件替換原電氣元件。如果故障源是機械零件，為了以后維護方便，盡量采用加工方法進行修復。

電氣維修難度分為認知復雜度、排查難度和維修困難度，認知難度包括電氣設備系統(tǒng)復雜性、技術資料完整性。排查難度包括拆裝、檢測和分析判斷難度。維修難度包括配件采購、更換和調(diào)試難度。按維修難度把電氣故障分為部件級、元件級故障和繁難故障三種層次。

第一層是部件級維修，對象是系統(tǒng)復雜、體積大和集成度低的大型電氣設備，是元件級維修的基礎。查找修理的基本單元是電路板或執(zhí)行機構部件，適用于具有一定理論基礎和實踐經(jīng)驗的技術人員。在本書第二章中進行詳細的介紹。

第二層是元件級維修，對象是體積小和集成度高的小型設備或電路板，是部件級維修的延伸。查找修理的基本單元是電氣元件，適用于理論知識扎實和實踐經(jīng)驗豐富的電氣工程師。在本書第三章中進行詳細的介紹。

第三層是繁難故障維修，指對電氣設備認知難，故障現(xiàn)象和故障源之間邏輯關系復雜、排查故障源和處理故障都困難的電氣故障，通常沒有類似維修案例可借鑒，需要具有敏銳的洞察力、靈活辯證分析判斷和嚴密邏輯推理能力以及精湛的處理技能，適用于理論知識全面和實踐經(jīng)驗精湛的電氣專家。在本書第四章中進行詳細的介紹。

三、維修的常用流程

按規(guī)范流程進行電氣維修，能降低維修難度，保證維修質(zhì)量，利于知識創(chuàng)造和傳承，方便電氣維修社會化管理。按照不同的角度和層面分為不同的流程。在觀察、分析、判斷、邏輯推理的過程中為了保證客觀性、全面性和徹底性，要遵守科學思維流程和邏輯推理流程。按維修的先后順序分為故障對象認知流程、維修評估流程、排查故障源流程、修理流程等多種流程。

（一）科學思維流程

在電氣維修過程中需要用科學方法進行思考。

1、先從宏觀角度全面觀察和微觀層面深入分析客觀對象，再從靜止和運動狀態(tài)觀測其活動及適用范圍，找出相對穩(wěn)定的客觀特性。
2、根據(jù)已有知識和經(jīng)驗，在客觀特性基礎上統(tǒng)計或猜想出適用于所有同類對象的共同特性。
3、用共同特性歸納或演繹出尚未發(fā)現(xiàn)的新特性，如果通過實驗證明新特性客觀存在，就證明共同特性是同類對象的科學結論。
4、如果不存在則返回第一步重新開始，直到找出科學結論為止。

（二）邏輯推理流程

用主要原因代替條件、結論代替結果，可以把客觀因果關系抽象為主觀邏輯推理，能減少無序嘗試，提高邏輯判斷效率。針對不同問題，因果關系有一因一果、多因一果、多因多果、一因多果不同形式。因為前提條件有限和推理過程易受主觀干擾，不能保證邏輯推理結論的正確性，需要及時通過實驗進行客觀驗證。

在電氣維修過程中根據(jù)問題特點，選擇先因后果或追因溯源的不同思路，以電氣理論知識、維修對象綜合特征和規(guī)律、個人實踐經(jīng)驗、正常參數(shù)值和專業(yè)儀器測量數(shù)據(jù)為判斷依據(jù)，采用歸納、演繹、溯因、類比等邏輯推理方法，縮小排查問題范圍和判斷對象好壞。

（三）維修基本流程

根據(jù)長期實踐經(jīng)驗我總結出這套認知對象、處理問題的基本流程，不僅適用于電氣維修，還可供科技研發(fā)、自然探索、病情診斷、偵察破案等自然或社會科學領域工作時參考。在實際中可根據(jù)問題復雜度進行適當精簡。

1、維修對象認知流程

為提高認知效率，先用自身的感知器官盡可能多直接感知（詢問、觀察、聽覺、嗅覺和觸覺等）對象的局部特征和規(guī)律，再通過儀器測量、實驗驗證和資料檢索提高認知深度。

（1）通過功能用途、規(guī)格樣式等不同角度和層面判斷維修對象所屬的類型，根據(jù)類型掌握其工作原理、功能用途和規(guī)格樣式的本質(zhì)功能和規(guī)律。如果同一個對象可能從屬于多種類型，還要分別掌握其在不同類型具有本質(zhì)特征和規(guī)律。
（2）根據(jù)實際情況認知維修對象的特殊特征和規(guī)律。
（3）本質(zhì)特征和規(guī)律結合特殊特征和規(guī)律獲得維修對象綜合特征和規(guī)律。認知越全面越有助于降低電氣維修的難度。

2、維修評估流程

（1）必要性評估

雖然從理論上講任何電氣設備故障都是可以修復的，但是不是所有故障都有維修的必要。除了特殊需要，對以下幾種情況請放棄維修，直接更新或淘汰設備：
A、設備使用時間已經(jīng)超過設計壽命。
B、設備主要性能嚴重下降，不能恢復。
C、設備遭遇不可恢復的重大損壞。
D、技術更新后，有性能更好、價格更低替代產(chǎn)品。

（2）可行性評估

只有評估通過以后，才能開始下一個流程。
A、有沒有維修經(jīng)濟價值：維修費用是否超過設備殘余價值？
B、具不具有維修時間：能否在客戶要求時間范圍內(nèi)完成維修？
C、有沒有維修條件：技術資料是否完整，是否具備維修需要經(jīng)驗技能、專用工具和配件耗材？
D、能不能承擔維修失敗風險：是否會使設備已有故障擴大化，如何降低安全、質(zhì)量和經(jīng)濟風險？

3、排查故障源的流程

先根據(jù)故障現(xiàn)象選擇最佳切入點以便確定查找思路，再根據(jù)對象功能用途確定其是否正常工作以便縮小查找范圍，最后根據(jù)對象工作原理判斷其自身好壞。

（1）選擇切入點

A、維修對象出現(xiàn)問題后總表現(xiàn)出多重故障現(xiàn)象，在已認知維修對象的基礎上，通過客觀、全面和徹底的觀察和分析，篩選出主要異常或關鍵異常作為追因溯源排查故障源的切入點。
B、在深刻認知對維修對象的工作原理的基礎上，用能合理解釋已知故障現(xiàn)象的假設做為先因后果推測的起點。
C、兩種排查思路交替使用，結果互相印證，提高排查效率。
D、如果所有已知故障現(xiàn)象和假設都不利于縮小排除范圍，則返回到第一步，運用最新儀器從新層面或角度進行觀察和分析，尋找新的故障現(xiàn)象。

（2）縮小排查范圍

A、需要排查的懷疑對象數(shù)量較多時，如果懷疑對象之間呈串聯(lián)、并聯(lián)或網(wǎng)聯(lián)的電氣關系，盡量選擇耦合度低的關鍵點做為選擇的分界線，采用排除、篩選、跟蹤和統(tǒng)計等判斷思路縮小排查故障源的范圍。
B、如果懷疑對象之間呈包含的電氣關系，那么對象外部是外因，對象內(nèi)部是內(nèi)因。外因異常造成對象不能正常工作，內(nèi)因異常代表對象內(nèi)部損壞。判斷外因故障還是內(nèi)因故障是排查故障源的重要分界線。按照先易后難、先外后內(nèi)的順序縮小排查故障源范圍。
C、如果懷疑對象之間呈獨立的電氣關系，只能采用窮舉法縮小排查故障源范圍。

（3）判斷對象好壞

A、當懷疑對象數(shù)量降至有限范圍后，采用窮舉法逐個對比判斷對象好壞。用相同正常配件替換懷疑對象，根據(jù)對比結果能準確判斷懷疑對象好壞。

B、如果已知正常對象電氣參數(shù)值（阻值、容值、感抗或PN結正反向阻值等）正常值，在獨立或斷電在線狀態(tài)下測量懷疑對象電氣參數(shù)值，與正常值對比可判斷其好壞。如果已知正常對象物理量（電壓、電流、功率的幅值、波形、頻率、相位等）正常值，在通電在線狀態(tài)下測量懷疑對象物理量，與正常值對比可判斷其好壞。

（4）試驗驗證

如果找出故障源與所有已知故障現(xiàn)象存在相應后果的邏輯關系，而且通過試驗實現(xiàn)故障重演，那么就證明已經(jīng)找到產(chǎn)生故障的本質(zhì)原因，否則返回重新選擇切入點。

4、修理故障的流程

（1）制定處理方案
A、根據(jù)問題本質(zhì)原因，結合個人處理問題的實踐經(jīng)驗，以及工具、技能、材料、時間、環(huán)境和成本等因素，選擇或制定可靠性高、操作性強的最佳處理方案。
B、準備好處理問題需要的物質(zhì)條件和技術條件。如果是核心設備、處理難度大或安全等級高的問題，正式修理之前要編制處理預案，用試驗或演練進行預處理確保成功率。

（2）修理故障

A、按照預定方案處理故障，過程中要及時觀測校驗，完成后通過試驗檢查處理結果，判斷是否達到預設效果，否則返回重新制定處理方案。
B、開機運行電氣設備，通過檢測觀察原故障是否已可靠排除？有新故障產(chǎn)生嗎？如何處理新故障？
（3）維修驗收

A、觀感驗收，對電氣設備的外觀樣式和內(nèi)部組織結構的完好性進行觀察，對設備供電電源和對外連線的完好性進行檢測。
B、功能完整性驗收，通電試機依次檢驗電氣設備所有功能狀態(tài)是否完整，是否達到設計技術參數(shù)指標。
C、穩(wěn)定性驗收，讓電氣設備持續(xù)工作一段時間，檢驗設備工作穩(wěn)定度。
D、收集整理歸檔維修資料，將修好設備移交客戶。

（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區(qū)；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）