盾构机电气系统调试故障处理研究

盾构机电气系统调试故障处理研究

周贤德

粤水电轨道交通建设有限公司  510000           

摘要：盾构机在轨道交通工程等隧道建设施工中发挥了主要的作用，对于项目来说，保障盾构机电气系统的稳定运行非常重要，不仅可以提高盾构机利用率，而且可以节约工程成本，提高隧道施工质量和保证项目工期。课题探究了盾构机电气系统调试、运维的常见问题，并提出完善建议，来保障施工项目的顺利进行。

关键词：盾构机；电气系统；故障分析

引言：应用盾构施工技术，不仅能提高隧道开挖的稳定性、快速性，也能适应复杂的施工环境。在作业中，电气系统受到高温、潮湿、粉尘、油污、漏水、喷浆、抖动、长期运行等复杂环境的影响，容易导致电气系统故障；出现误动、失灵、损坏、烧毁等故障。盾构机调试时要提前做好预防措施、所以施工单位应完善盾构机电气系统的故障调试、电气维保，确保机器正常运行，是降低机器使用成本、保障施工质量和工期的前提。

一、盾构机电气系统

盾构机属于集成了液压、自动控制技术于一体的机械设备，在隧道工程施工中得到了广泛应用。先进性、集成性等属于盾构机技术的特征。常见盾构机电气系统一般由配电系统、控制系统、控制面板等组成。盾构机高压进电系统由10KV/400V变电器进行变电。变压后由配电柜向各个电气系统供电。盾构机的低压配电主要有AC400V、220V、24V；AD36V、24V、5V等构成。

（一）盾构机电气系统组成

盾构机电器系统主要由刀盘电机供电及控制系统、螺旋机供电及控制系统、盾构推进供电及控制系统、铰接供电及控制系统、注浆供电及控制系统、泡沫供电及控制系统、污水供电及控制系统、照明供电及控制系统、保压供电及控制系统、油脂供电及控制系统、拼装机供电及控制系统、循环水供电及控制系统、冷却供电及控制系统、二次风机供电及控制系统、管片运输供电系及控制统。PLC程序及通信系统、传感器数据监测及处理、上位机操作等构成。各电气系统既有差别也有联系，在电气系统调试中，要针对具体机型采取对策来推进电气调试和试运行。

（二）盾构机电气系统结构特征

在盾构机调试和运行期间，因系统包含的电气元件较多，施工中工况各异、环境复杂。所以在调试中应制定好安全防护、日常维保和定期调试对策，降低电气系统故障率，保障系统的正常运行。确保工程施工作业质量和工期。盾构机的中枢是PLC程序，传感器实时向PLC传输数据和信息，PLC程序对数据进行处理。在电气系统中，传感器可以收集和传输信息，为设备的正常运作提供参数。依据参数可了解各个系统的运行情况，工作人员要对参数加以优化调试，让盾构机的电气系统在隧道施工中的应用效率发生质的变化。

二、盾构机电气系统调试故障处理对策

（一）调试的思路

在调试期间，要坚持以下原则：由外而内、逐个调试再整机调试。先检测电源，再仔细检查线路。最后检查程序。在装机完成后，要对变压器线路进行核查，在检查无误后输送高压电，复位相关按钮、合理设置参数；通电后安装并设定PLC程序、上位机程序和摄像头程序；结合报警系统的提示，对报警点予以消除，这属于电气系统调试中的关键环节，结合报警信息可以找出故障代码，方便工作人员结合图纸找出故障位置；对各系统加以运行，检查功能是否完善。做好盾构机各电气系统分级合闸、分别调试。

（二）调试中电气元件检查及注意事项

绝缘检查：电动机等即使处于停止状态，有时也会带电。因此，进行绝缘检查时，需将相应设备的漏电断路器置为断开位置；对易损部件，在进行仪表电路绝缘检查时，不能用500V高阻表，需用万用表进行检查。变更接线时需先切断电源。电动机即使处于停止状态有时也会带电。所以变更电动机的接线需先将相应的漏电断路器置为断开位置。顺控器：未经调试工程师同意，请勿随意更改程序。操作和使用 ：请在确认电磁阀操作开关为“关”后，再起动动力单元。慎用强制吸引磁铁等方法起动电动机。使用计划外的设备时，确保变压器的二次侧电源电压符合±10％范围。

（三）对盾构机电气系统参数加以调试

在对参数调试期间，要对电力设备的仪器参数加以核查。实际上，补偿控制器和动力系统的输出控制参数有直接关系，所以在调试电力系统参数时要对其参数作出纠正，使盾构机在正常通电运行中电力补偿器和施工方案中的指标数值相统一，为推进后续设备运作的稳定性，在各个环节也要检查参数设置情况。

（四）盾构机电气系统调试检查

盾构机调试前为了减少调试时的故障，对盾构机元器件检查是非常必要的。动力盘电气系统主要检查漏电断路器、漏电继电器、熔丝断路器、电磁开关、定时器、指示灯、按钮开关、栓形熔丝、端子排变压器、指示灯、电磁开关、继电器等。操作盘操作 、管片拼装机等系统也要检查。

（五）对电气系统元器件的故障处理

在盾构机电气系统调试和运作期间，如果继电器等元器件出现故障，会直接影响调试工作和机器正常运行。排查元器件是否损坏的解决思路为判定电磁圈在接上额定电压后是否吸合继电器，或者判定在断电后是否可以复位，通过此种方式来检查元器件是否正常。传感器属于电压和电流相对较小的电气元器件，基于外观判定难度较大，建议可以采取排除法，在各个接口连接传感器，能正常工作则证明接口正常，出现故障则证明接口出现了问题。对元器件等故障作出排查后，如果依旧存在故障，要对放大版参数作出检查

[1]。

（六）故障的处理和对策

在盾构机电气系统运作中，各个模块和元器件在连接期间可能会发生电路故障问题，如短路或者断路，影响信息的正常传输和传递的准确性，检查人员要做好线路故障处理工作，可短接后用仪表检测，以结果为基准来判定线路是否存在故障，如结果为通，则线路正常，如结果电路断路，则线路出现了故障问题，解决对策即人员要重新连接线路，提升电气系统具有的稳定性[2]。

铰接装置故障处理对策。若无法铰或不能复位；可能是操作盘的电路故障。若拼装机不旋转；可能是操作盘的电路故障；若管片拼装机不能 升降、滑动、滚动、俯仰、偏转；可能是管片拼装机的变形、撞击、油脂供应中断、传感器损坏、电路故障、通信故障等。若真空压力不足；可能是操作盘的开关等电路故障；需要检查、更换元器件。若真空吸盘损坏、配管损坏、真空泵故障、电磁阀故障、线圈烧坏；需要检查、更换元器件。若螺旋机不旋转；可能是操作盘的电路故障、螺旋机马达故障、油压泵自身的故障、溢流总阀故障、切换旋转方向的电磁阀故障；若螺旋机的旋转不顺畅；可能是螺旋机马达故障、油压泵自身的故障、溢流总阀故障、切换旋转方向的电磁阀故障、需要检查、更换元件。若闸门不动作或者动作不顺畅；可能是操作盘的开关等电路故障、油压泵自身的故障、溢流总阀故障 、切换开关方向的电磁阀故障、闸门开闭千斤顶故障；需要检查、更换元器件等。

在盾构机的电气系统运作期间，要定期对盾构机电气系统进行保养。维修人员要学习电气图纸方面的知识，掌握更多的技术要点，定期维护系统设备，通过维修和保养，来降低设备的安全隐患。

结论：盾构机电气系统在调试和运行中都会出现故障问题，影响调试进度和正常施工作业，为提升电气系统的利用率和可靠性，工作人员有必要了解电气设备的组成结构和技术特征，在梳理调试思路和故障原因的基础下，去排查电气系统故障，找到问题所在，构建调试方案，以此提升设备和电气系统的稳定性，为施工作业保驾护航。

参考文献：

[1]席永强.盾构机电气系统及调试故障与解决办法[J].智能城市,2021,7(13):78-79.

[2]李晨阳.浅析盾构机电气系统及调试常见故障与解决方法[J].山东工业技术,2019(11):130.