一种便携式电气接线故障查找培训箱及使用方法与流程

本发明涉及电气控制领域，尤其是一种便携式电气接线故障查找培训箱及使用方法。

背景技术：

现在，科技的发展日新月异。机器人和人工智能已渐渐成为新的专业时尚，也将成为许多企业未来的发展方向。在自动生产线上人们将会看到更多的是机器人，而不是普通工人。这些情况告诉我们，凡是有规律的工作都将可能被机器人所取代。如果我们不能掌握一门优于机器人所做的工作，我们就可能面临着新的失业。

凡是有经验的电气专业工作人员都知道，电气控制接线故障的排查是相当难的。电气控制接线故障主要有短路故障和开路或者断线故障，这种故障的查找是需要有相当丰富的电气检维修工作经验的，一般的电气工作人员很难做到，只有电工技师、高级技师才有能力达到这个高度。电气的接线故障是很难有规律可循的，单单靠机器人是很难完成的，必须依靠有经验的电气人员来进行。

在任何一个企业中，电气设备几乎都是运行多年后才出现故障问题，如果要在运行的设备上进行排故培训，这显然是不允许的。而且，企业又没有类似的培训设备。虽然，在一些高校中有不少电气排故的培训台，但是，受到时间、地点的限制，企业的电工只能望尘莫及。再加上，高校的培训台都是实验室的固定设备，往往体积很庞大，不便于携带和灵活运用，利用率很低。

技术实现要素：

本发明提出一种便携式电气接线故障查找培训箱及使用方法，能方便地进行电气接线故障查找培训。

本发明采用以下技术方案。

一种便携式电气接线故障查找培训箱，所述培训箱包括箱体和设于箱体内的电气部分；所述电气部分包括主回路和控制回路，所述主回路用于模拟驱动电动机的电气线路，主回路内以电动机指示灯模拟电气线路中的电动机；所述控制回路与主回路并联用于控制主回路的工作；控制回路内设有短路故障模拟线路用于模拟元件的短路故障，还设有开路故障模拟线路用于模拟单一支路断线的开路故障、并联支路断线的开路故障以及环形回路断线的开路故障；所述短路故障模拟线路和开路故障模拟线路中均设有多个故障模拟点用于模拟故障。

主回路包括空气开关qf、熔断器fu1、电源指示灯dy、交流接触器的1#和2#主接点km、热继电器fr以及模拟电动机的电动机指示灯ddj。

所述主回路空气开关qf的左、右两侧开关上侧分别接主电源的l端和n端，其下侧分别接左、右两侧的熔断器fu1，熔断器fu1的下侧分别与电源指示灯dy的左、右两侧并联，并分别与交流接触器km的1#、2#主接点的上侧串联，交流接触器km的1#、2#主接点的下侧分别与热继电器fr的上侧左、右入口串联,热继电器fr的下侧左、右出口分别与模拟电动机的指示灯ddj左、右两侧并联。

所述控制回路包括熔断器fu2-1、转换开关sa、两地起动按钮sb1、sb3、交流接触器km的常开辅助接点km、两地停止按钮sb2、sb4、热继电器fr的常闭接点fr、交流接触器km线圈、熔断器fu2-2以及十个故障模拟点；

每一故障模拟点均包括一个纽子开关，十个故障模拟点对应的纽子开关分别为1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关、4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关；所述纽子开关用于设置触发故障模拟点的故障模拟。

所述控制回路熔断器fu2-1的左侧与电源指示灯dy的左侧并联，fu2-1的右侧接4#纽子开关的左侧，4#纽子开关的右侧接转换开关sa的1端，转换开关sa的2端接起动按钮sb1常开接点的左侧，sb1的常开接点右侧接5#纽子开关的左侧，5#纽子开关的右侧接停机按钮sb2常闭接点的左侧，2#纽子开关的左、右两侧分别与转换开关sa的2端和5#纽子开关的右侧并联，1#纽子开关的左侧与转换开关sa的1端并联，1#纽子开关的右侧接转换开关sa的3端，转换开关sa的3端接6#纽子开关的左侧，6#纽子开关的右侧串联接起动按钮sb3常开接点的左侧，起动按钮sb3常开接点的右侧与5#纽子开关的右侧并联，交流接触器km的常开辅助接点km的左侧与4#纽子开关的左侧并联，交流接触器km的常开辅助接点km的右侧与7#纽子开关的左侧串联，7#纽子开关的右侧与起动按钮sb3常开接点的右侧并联，停机按钮sb2常闭接点的右侧与8#纽子开关的左侧串联，8#纽子开关的右侧与停止按钮sb4常闭接点的左侧串联，停止按钮sb4常闭接点的右侧与热继电器fr常闭接点左侧串联，3#纽子开关左、右两侧分别与停止按钮sb4常闭接点的左、右两侧并联，热继电器fr常闭接点的右侧与9#纽子开关的左侧串联，9#纽子开关的右侧与交流接触器km线圈的左侧串联，交流接触器km线圈的右侧与10#纽子开关的左侧串联，10#纽子开关的右侧与熔断器fu2-2的右侧串联，fu2-2的左侧与电源指示灯dy的右侧并联。

所述箱体以隔离板分为左边箱体和右边箱体；所述1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关、4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关安装于左边箱体中上层处的纽子开关板处；所述纽子开关板的上方设有密封盖；所述密封盖的左边装有合页，密封盖的右边中间位置装有锁扣；

右边箱体的右侧壁处设有电源插座用于连接外部电源；右边箱体的箱底设有以嵌入式安装方式固定于衬底处的主电路板；主电路板的上方装有操作面板；操作面板的左上侧装有电源指示灯和用于模拟电动机的电动机指示灯；操作面板的右下侧装有转换开关sa和多个控制按钮。

所述操作面板的内侧锁定于箱体处；操作面板的外侧以合页机构与箱体相连；操作面板的背面和箱盖的背面均贴有不含故障点的电气部分的正常控制原理接线图。

所述1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关用于模拟短路故障；所述4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关用于模拟开路故障；所述开路故障包括单一支路断线的开路故障、并联支路断线的开路故障、环形回路断线的开路故障。

上述的培训箱，其使用方法包括以下方法；

a1、当所述培训箱用于模拟无故障运行时，电气部分经电源引线与外部电源相连；合上主电路板上的空气开关qf，操作面板上的电源指示灯dy点亮，先将1#~10#纽子开关全部打到左边正常的位置，不启动任何故障点，再将操作面板上的转换开关sa打到sb1侧的位置，按下起动按钮sb1，交流接触器km线圈带电吸合，模拟电动机的指示灯ddj点亮；按下停机按钮sb2或者sb4，交流接触器km线圈断电停机，模拟电动机的指示灯ddj熄灭；再将操作面板上的转换开关sa打到6#纽子开关侧的位置，按下起动按钮sb3，交流接触器km线圈带电吸合，模拟电动机的指示灯ddj点亮；按下停机按钮sb2或者sb4，交流接触器km线圈断电停机，模拟电动机的指示灯ddj熄灭；

a2、当所述培训箱用于模拟带故障运行时，电气部分经电源引线与外部电源相连；当控制回路模拟故障时，模拟电动机的指示灯ddj点亮状态为闪动或熄灭；在控制回路模拟故障时，先合上主电路板上的空气开关qf，操作面板上的电源指示灯dy点亮，先将1#~10#纽子开关中的任意一个纽子开关打到右边设置故障的位置，先启动一个故障点，让受训人员观察控制电路中是否出现控制故障；如果尚未发现故障，再将操作面板上的转换开关sa打到sb1侧的位置或者6#纽子开关侧的位置，继续观察，如果还没有，再分别按下起动按钮sb1或者sb3，再继续观察；如果发现有故障，受训人员首先根据故障现象判断是短路故障还是开路故障，然后断开空气开关qf；依照操作面板背面的电气控制原理图，再用万用表在主电路板上查找具体的故障点。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明涉及一种便携式电气接线故障查找培训箱及方法，该培训箱由电气部分和箱体部分组成。电气部分主要模拟电动机的两地控制原理，并与10个故障点相结合，其中1#~3#故障点用于模拟短路故障，4#~10#故障点用于模拟开路故障；既可以模拟单一支路断线的开路故障，也可以模拟并联支路断线的开路故障，还可以模拟环形回路断线的开路故障等。箱体部分就是一个便携式小型的手提箱。在正常情况下，可以模拟电动机的两地控制，故障情况下，通过10个故障点的不同设置，组合构成多种不同的故障模型。该培训箱电气故障类型全面，设置灵活，隐蔽性好，小巧玲珑，携带方便，不受场地、环境限制，可以随时随地进行培训，是提高电气工作人员技术能力的好帮手、好伙伴。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的主回路的电路示意图；

附图2是本发明的控制回路在不含故障模拟线路时的电路示意图；

附图3是主回路与含故障模拟线路的控制回路的连接示意图；

附图4是培训箱的示意图；

图中：1-1#纽子开关；2-2#纽子开关；3-3#纽子开关用于模拟短路故障；4-4#纽子开关；5-5#纽子开关；6-6#纽子开关；7-7#纽子开关；8-8#纽子开关；9-9#纽子开关；10-10#纽子开关；

100-纽子开关；200-电动机指示灯。

具体实施方式

如图1-4所示，一种便携式电气接线故障查找培训箱，所述培训箱包括箱体和设于箱体内的电气部分；所述电气部分包括主回路和控制回路，所述主回路用于模拟驱动电动机的电气线路，主回路内以电动机指示灯200模拟电气线路中的电动机；所述控制回路与主回路并联用于控制主回路的工作；控制回路内设有短路故障模拟线路用于模拟元件的短路故障，还设有开路故障模拟线路用于模拟单一支路断线的开路故障、并联支路断线的开路故障以及环形回路断线的开路故障；所述短路故障模拟线路和开路故障模拟线路中均设有多个故障模拟点用于模拟故障。

主回路包括空气开关qf、熔断器fu1、电源指示灯dy、交流接触器的1#和2#主接点km、热继电器fr以及模拟电动机的电动机指示灯ddj。

所述主回路空气开关qf的左、右两侧开关上侧分别接主电源的l端和n端，其下侧分别接左、右两侧的熔断器fu1，熔断器fu1的下侧分别与电源指示灯dy的左、右两侧并联，并分别与交流接触器km的1#、2#主接点的上侧串联，交流接触器km的1#、2#主接点的下侧分别与热继电器fr的上侧左、右入口串联,热继电器fr的下侧左、右出口分别与模拟电动机的指示灯ddj左、右两侧并联。

所述控制回路包括熔断器fu2-1、转换开关sa、两地起动按钮sb1、sb3、交流接触器km的常开辅助接点km、两地停止按钮sb2、sb4、热继电器fr的常闭接点fr、交流接触器km线圈、熔断器fu2-2以及十个故障模拟点；

每一故障模拟点均包括一个纽子开关100，十个故障模拟点对应的纽子开关分别为1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关、4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关；所述纽子开关用于设置触发故障模拟点的故障模拟。

所述控制回路熔断器fu2-1的左侧与电源指示灯dy的左侧并联，fu2-1的右侧接4#纽子开关的左侧，4#纽子开关的右侧接转换开关sa的1端（常闭触点），转换开关sa的2端（常开触点）接起动按钮sb1常开接点的左侧，sb1的常开接点右侧接5#纽子开关的左侧，5#纽子开关的右侧接停机按钮sb2常闭接点的左侧，2#纽子开关的左、右两侧分别与转换开关sa的2端和5#纽子开关的右侧并联，1#纽子开关的左侧与转换开关sa的1端并联，1#纽子开关的右侧接转换开关sa的3端（常开触点），转换开关sa的3端接6#纽子开关的左侧，6#纽子开关的右侧串联接起动按钮sb3常开接点的左侧，起动按钮sb3常开接点的右侧与5#纽子开关的右侧并联，交流接触器km的常开辅助接点km的左侧与4#纽子开关的左侧并联，交流接触器km的常开辅助接点km的右侧与7#纽子开关的左侧串联，7#纽子开关的右侧与起动按钮sb3常开接点的右侧并联，停机按钮sb2常闭接点的右侧与8#纽子开关的左侧串联，8#纽子开关的右侧与停止按钮sb4常闭接点的左侧串联，停止按钮sb4常闭接点的右侧与热继电器fr常闭接点左侧串联，3#纽子开关左、右两侧分别与停止按钮sb4常闭接点的左、右两侧并联，热继电器fr常闭接点的右侧与9#纽子开关的左侧串联，9#纽子开关的右侧与交流接触器km线圈的左侧串联，交流接触器km线圈的右侧与10#纽子开关的左侧串联，10#纽子开关的右侧与熔断器fu2-2的右侧串联，fu2-2的左侧与电源指示灯dy的右侧并联。

所述箱体以隔离板分为左边箱体和右边箱体；所述1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关、4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关安装于左边箱体中上层处的纽子开关板处；所述纽子开关板的上方设有密封盖；所述密封盖的左边装有合页，密封盖的右边中间位置装有锁扣；

右边箱体的右侧壁处设有电源插座用于连接外部电源；右边箱体的箱底设有以嵌入式安装方式固定于衬底处的主电路板；主电路板的上方装有操作面板；操作面板的左上侧装有电源指示灯和用于模拟电动机的电动机指示灯；操作面板的右下侧装有转换开关sa和多个控制按钮。

所述操作面板的内侧锁定于箱体处；操作面板的外侧以合页机构与箱体相连；操作面板的背面和箱盖的背面均贴有不含故障点的电气部分的正常控制原理接线图。

所述1#纽子开关、2#纽子开关、3#纽子开关用于模拟短路故障；所述4#纽子开关、5#纽子开关、6#纽子开关、7#纽子开关、8#纽子开关、9#纽子开关、10#纽子开关用于模拟开路故障；所述开路故障包括单一支路断线的开路故障、并联支路断线的开路故障、环形回路断线的开路故障。

上述的培训箱，其使用方法包括以下方法；

a1、当所述培训箱用于模拟无故障运行时，电气部分经电源引线与外部电源相连；合上主电路板上的空气开关qf，操作面板上的电源指示灯dy点亮，先将1#~10#纽子开关全部打到左边正常的位置，不启动任何故障点，再将操作面板上的转换开关sa打到sb1侧的位置，按下起动按钮sb1，交流接触器km线圈带电吸合，模拟电动机的指示灯ddj点亮；按下停机按钮sb2或者sb4，交流接触器km线圈断电停机，模拟电动机的指示灯ddj熄灭；再将操作面板上的转换开关sa打到6#纽子开关侧的位置，按下起动按钮sb3，交流接触器km线圈带电吸合，模拟电动机的指示灯ddj点亮；按下停机按钮sb2或者sb4，交流接触器km线圈断电停机，模拟电动机的指示灯ddj熄灭；

a2、当所述培训箱用于模拟带故障运行时，电气部分经电源引线与外部电源相连；当控制回路模拟故障时，模拟电动机的指示灯ddj点亮状态为闪动或熄灭；在控制回路模拟故障时，先合上主电路板上的空气开关qf，操作面板上的电源指示灯dy点亮，先将1#~10#纽子开关中的任意一个纽子开关打到右边设置故障的位置，先启动一个故障点，让受训人员观察控制电路中是否出现控制故障；如果尚未发现故障，再将操作面板上的转换开关sa打到sb1侧的位置或者6#纽子开关侧的位置，继续观察，如果还没有，再分别按下起动按钮sb1或者sb3，再继续观察；如果发现有故障，受训人员首先根据故障现象判断是短路故障还是开路故障，然后断开空气开关qf；依照操作面板背面的电气控制原理图，再用万用表在主电路板上查找具体的故障点。

开始可以先设一个故障点，熟练后，可以一次设两个或者三个故障点，反复进行查找练习，直到完全掌握和理解查找故障的技术和理论为止。

该培训箱设置的故障点随机性强，隐蔽、灵活，可以用于大学生电气接线故障的查找培训测验考核，也可以用于电气专业人员电气接线故障查找的技术竞赛等。