電氣維護的意義和范疇

電氣設備既是科學技術發展的結晶，也是推動社會技術進步的工具。電氣設備種類繁多、日新月異，采用舊技術的老產品數量巨大，采用先進技術的新產品層出不窮，廣泛用于生產生活、社會管理和醫療教育等各個方面，現今正朝著信息化、網絡化和智能化方向發展。因為電氣設備出現異常，輕則影響生活質量，重則產生安全隱患，甚至危及生命財產安全。如果關系國計民生的核心裝備、關鍵樞紐設備或精密昂貴儀器出現異常，輕則產生重大經濟損失，重則造成單位停產停業，甚至影響社會秩序穩定，所以需要大量電氣工程師維護電氣設備正常運行，為穩定生產生活和發展社會經濟提供堅實的物質保障。

設備維護是設備管理的重要組成部分，包括保養和修理。保養是對正常設備按照設計要求主動進行定期巡檢，及時補充或更新耗材，排除簡單異常并做好記錄，保證設備的完好率，延長使用壽命；嚴控超極限使用，保持設備經濟技術指標，提高整體利用水平；掌握設備老化程度，發現其不足或缺陷，為更新或改造升級提供技術依據；當設備出現異常苗頭時做好過程記錄，對突發異常及時關閉設備并保護現場，向維修工程師客觀全面描述當前狀態、異常發生過程及采取措施，提供技術資料、專用工具和配件耗材，操作設備配合維修工程師工作；建立設備檔案，收集整理技術資料，完整記錄使用維護全過程。因為不屬本書討論重點，詳細保養知識請讀者自行參考相關專業書籍。

本書將電氣設備、部件（電路和執行機構等）和電氣元件統稱為維修對象，異常現象稱為故障現象，問題原因稱為故障源，處理問題稱為修理。修理是對故障對象進行被動處理使其恢復設計功能的過程，也是由故障現象探索故障源并恢復其設計功能的過程。修理能恢復故障對象生命、降低投資成本、減少對生產生活的影響。因為電氣維修涉及數學、物理、化學、電路分析、控制原理、計算機和通訊等理論知識和實踐經驗較多，再加上電磁運動不可見性、高速性和復雜性，需要借助專業儀器才能間接認知其特征和規律，所以電氣維修難度很大。

電氣設備是人創造并使用的工具，能夠對其操作、拆裝和測量，如果技術資料和專用工具齊全，那么從理論上講所有電氣故障都是可以修復的。因為個人能力差異，加上受技術資料、工具儀器和配件的限制，所以不同人的維修技術水平差別很大。

電氣維修人才要有扎實專業理論基礎和豐富實踐經驗、具備查找和解決問題能力、使用工具和操作儀器技能，所以維修人才培養難度大、時間長，遠不能滿足社會需要，制約了當前電氣維修行業的發展。目前電氣工程師主要來源于高校電學專業畢業生，除了少數從事電氣設備設計制造工作外，多數從事設備安裝維護等售后服務工作，對專業知識要求博而廣，雖然他們理論知識全面，但是理論和實踐脫節，缺少維修實踐經驗，面對故障無從下手；采用傳統師徒模式培養維護人才效率低，知識面窄，只會維修已知設備故障，對未知設備無能為力；在維修實踐中自學成才的人才，靠運氣排錯積累的經驗呈碎片化、知其然而不知其所以然，采用盲目試探辦法維修，時間長、成功率低、安全風險大和維修質量沒有保證。

隨著社會生產效率提升，少數菁英能創造出足夠多數人共享的財富。因為電氣維修行業是由少數維修大師帶領，用高超技藝解決各種疑難雜癥，恢復設備生命，為客戶做出重大貢獻，但是維修經驗和技能被少數人掌握，知識無法傳承會導致人亡政息現象，影響生產生活和社會經濟穩定，不利于技術進步發展，所以電氣維修行業迫切需要以維修方法論做指引，提高維修技術水平和人才培養效率。維修方法論能提升個人技術價值，有利于維修知識傳承和發展，促進維修行業進步，為客戶提供高效快捷的高質量維修服務，間接為社會經濟發展做出應有貢獻。

維修需要的條件

一、系統理論和相關專業知識

電氣維修涉及的電氣設備、部件（電路和執行機構等）、電氣元件等都屬于復雜對象，要認知其本質特征和規律，需要具備電磁學理論、電工基礎、半導體元件、模數電路原理、電氣設備原理、控制系統原理、信號通訊和計算機原理等理論知識，可以通過系統學習提前認知。

通過電氣維修方法論從不同層面和角度認知不同類型電氣設備、部件（電路或執行機構等）和電氣元件工作原理、功能用途和結構規格的本質特征和規律。維修前先確定故障對象類型，就能快速掌握故障對象工作原理、功能用途和結構規格的本質特征和規律。維修中認知故障對象特殊工作原理、功能用途和結構規格，最后掌握其綜合工作原理、功能用途和結構規格的綜合特征和規律，能在查找故障源和處理故障過程中為分析判斷提供依據。大型系統設備可分解為多個獨立設備逐步認知，控制認知深度以兼顧認知效率。
能夠操作、安裝和調試故障設備，掌握技術資料檢索、專用工具和儀器操作技能和經驗，能有效降低維修難度、提高維修質量和縮短維修時間。

現代電氣設備大多采用程序控制，掌握程序開發設計，在維修時能夠深刻認知程序控制原理。程序分為通用程序和嵌入式程序，開發流程分為功能需求分析、選擇開發工具、設計UI界面、創建程序架構、開發數據結構、研究核心算法、選擇通訊協議、程序編譯和軟件發布等。在本書第五章中介紹用NI公司LabVIEW設計開發程序的知識。

掌握電路板設計制作，能深刻認知其工作原理、核心工藝和技術參數，維修時有利于提高查找故障源效率和維修處理工藝水平。電路硬件設計仿真包括設計電路原理圖、選擇電氣元件、用仿真圖驗證功能、元件布局、自動布線、生成PCB圖等知識。在本書第五章中介紹用NI公司Circuit Design Suite設計開發制作電路板的知識。

掌握機械設計仿真，在維修時能深刻認知機械設備關鍵結構和運動原理，開發流程分為創建三維數字零件并進行受力分析、裝配零件并進行干涉檢查、對裝配體進行運動仿真、驗證運動功能和美化機械設備等。在本書第五章中介紹用SolidWorks設計開發制作三維數字機械的知識。

隨著科學技術高速發展，具有新工作原理、功能用途和結構規格的新型電氣設備、部件（電路和執行機構等）和電氣元件不斷涌現，出現異常時會表現出新故障現象，需要電氣工程師與時俱進，持續學習掌握新科技，不斷提高自身專業技術水平。

二、專用工具和儀器使用技能

工欲善其事，必先利其器，工具是實現人需要所用器材的統稱，通過培訓練習掌握專用工具所需技能。電氣維修常用工具有拆裝工具、焊接工具和輔助工具。常用配件耗材有電氣配件、五金絕緣材料、焊錫絲、洗板水等。可通過逐步采購和加強管理解決專用工具儀器和配件耗材短缺問題。

因為大部分電氣元件采用錫焊進行安裝固定和電氣連接，所以需要熟練掌握用電烙鐵拆裝電氣元件的技能。在本書第二章中介紹簡單封裝電氣元件的拆焊技能，在第三章中介紹復雜封裝電氣元件的拆焊技能。

因為電磁運動不可見性，人需要借助專用儀器才能觀察其運動規律。儀器是用于測量客觀對象物理性能的工具，擴展人感知范圍和深度。通常要求儀器對被測對象干擾越小越好。通過培訓學習提前掌握儀器功能用途、測試方法、性能參數和適用范圍。

測量儀器按方式分為主動型和被動型，主動檢測由儀器產生輻射介質，根據反饋變化判斷被測物理量變化（如電阻計、激光或超聲波測距儀），被動檢測由儀器直接檢測被測物理量變化（如電壓計、溫度計或紅外成像儀）；按介入方式分為無損和有損，無損檢測不破壞被測對象或線路（如并聯電壓檢測），有損檢測需要改變被測對象或線路（如串聯電流檢測）。

通常將被測對象孤立時稱為離線，包含在系統上稱為在線，沒有工作時稱為斷電狀態，工作時稱為通電狀態。電氣測量過程分為離線測量和在線測量。在線測量按工作狀態分為斷電測量（如判斷線路開路或短路，測量在線阻值、容值、電感或PN結正反阻值等物理參數）和通電測量（如測量直流電壓電流值，交流電壓電流的幅值、波形、頻率和相位，功率等電氣參數）。按測量方法分為差分法、零位法和微差法；按分析方式分為有效值測量、時域測量、頻域測量、蒙特卡洛測量。按照測量便捷性排序：無損測量>有損測量，在線測量>離線測量，斷電測量>通電測量，電壓測量>電流測量。按照測量的準確性排序：通電在線測量>離線測量>斷電在線測量。

電氣維修中常用有驗電筆、萬用表（含電壓表、電流表、歐姆表等）、鉗形表、兆歐表、示波器、頻譜儀、功率計、邏輯分析儀和紅外成像儀等，常用輸出型儀器有信號發生器、可調直流電源等。在本書第二章介紹驗電筆、萬用表、鉗形表和兆歐表的操作經驗，在第三章中介紹示波器、頻譜儀、紅外成像儀、信號發生器和可調直流電源的操作經驗，其它儀器操作經驗請讀者自行參考相應廠家技術資料。
（作者：羅清；地址：四川省攀枝花市東區；電話：13548205451；微信：pzhLQ564200811；QQ：564200811）