電磁流量計(jì)的故障分析和案例（3）

三、環(huán)境類

源自環(huán)境方面引起的電磁流量計(jì)故障主要有以下幾種。

  1．強(qiáng)磁場(chǎng)

因安裝時(shí)一般都注意到要遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)，故強(qiáng)磁場(chǎng)影響的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多，前文第五章第六節(jié)已簡(jiǎn)述了幾則有關(guān)外界磁場(chǎng)的應(yīng)用例，以供參考。

2．強(qiáng)電磁波

電磁流量計(jì)應(yīng)符合電磁兼容性要求，在規(guī)定輻射電磁場(chǎng)環(huán)境下正常工作，不會(huì)在該環(huán)境下造成儀表性能下降或工作不正常。

   案例10   福建省某水廠裝用多臺(tái)電磁流量計(jì)，其中一臺(tái)輸出大幅度波動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查儀表安裝符合要求，流量傳感器和轉(zhuǎn)換器相距50m，用置于鐵導(dǎo)管內(nèi)的屏蔽電纜相連接，儀表本身亦正常。但測(cè)得共模干擾信號(hào)高達(dá)1.7V。先采取將流量傳感器電氣絕緣的措施，共模信號(hào)降低0.6V，但輸出波動(dòng)無(wú)明顯改善。

再次與用戶分析現(xiàn)象環(huán)境條件，得悉在流量計(jì)非常鄰近的地方有強(qiáng)無(wú)線電發(fā)射臺(tái)。為證實(shí)故障原因是否來(lái)自該干擾源，臨時(shí)將轉(zhuǎn)換器移至流量傳感器相距3m的地方，復(fù)測(cè)共模干擾信號(hào)小于0.1mV，雖然還感到偏大，但儀表運(yùn)行已趨于正常。故障原因是即使多層屏蔽信號(hào)線，電磁波還是被引入到儀表。

本實(shí)例揭示當(dāng)分離型電磁流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)有較大共模干擾時(shí)，作故障原因分析時(shí)就應(yīng)考慮強(qiáng)無(wú)線電波是否成為干擾源的可能性。本實(shí)例屬調(diào)試期罕見(jiàn)故障。

3．管道雜散電流

電磁流量計(jì)妥善接地后，可以避免管道絕大部分雜散電流的影響。有時(shí)候按規(guī)定以粗電線跨接流量傳感器并完善接地，卻還會(huì)受雜散電流影響，尚需采取其他措施。

案例11[6]  山東某鋁冶廠用DN80mm電磁流量檢測(cè)堿液礦漿，流量傳感器兩端裝接地環(huán)，并用導(dǎo)線跨接和妥善接地，然而儀表還是不能正常工作，直到向外推移2m再置兩接地點(diǎn)，才隔離了雜散電流影響。

儀表投入正常運(yùn)行一段時(shí)期后，又出現(xiàn)輸出信號(hào)晃動(dòng)現(xiàn)象，排除了流動(dòng)波動(dòng)的可能性，儀表本身完好，初步判斷為儀表運(yùn)行異常。觀察數(shù)天發(fā)現(xiàn)，中午午餐休息期和晚班運(yùn)行正常，而日班卻出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。據(jù)此線索追蹤溯源，找到故障源頭是離電磁流量傳感器距離較遠(yuǎn)的同一管系上進(jìn)行電焊所致。

案例12 電磁流量傳感器與連接管道絕緣，可消除大雜散電流影響[2]

浙江省某自來(lái)水公司安裝兩臺(tái)DN900MT900型電磁流量計(jì)，一臺(tái)運(yùn)行正常，另一臺(tái)在1～2h周期內(nèi)出現(xiàn)有高達(dá)50％FS波動(dòng)。用戶認(rèn)為兩臺(tái)儀表使用條件相仿，故障是由儀表方面原因引起的?？辈楝F(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境，上下游緊接流量傳感器的是兩段長(zhǎng)0.5m有良好接地的無(wú)襯里短鋼管，然后連接到有水泥襯里的鋼管。接地等電氣連接均符合要求，同時(shí)，排除了管網(wǎng)流動(dòng)脈動(dòng)可能性。

轉(zhuǎn)換器與傳感器相距約10m。有一數(shù)百千伏安的三相變壓器裝在附近，分別離轉(zhuǎn)換器和傳感器約2m和8m。

分析故障原因有以下兩種可能：（1）大功率變壓器產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾；（2）管道上雜散電流干擾。要證明是否是變壓器磁場(chǎng)干擾影響，因要關(guān)閉變壓器涉及面廣，安排為第二步檢查，首先檢查是否是管道雜散電流干擾。不加勵(lì)磁電流用示波器測(cè)量?jī)蓸O間電勢(shì)，其值應(yīng)為零。然而實(shí)際測(cè)得峰值Vpp高達(dá)1V的波形畸變交流電勢(shì)。初步判斷即使良好接地，儀表還會(huì)受到管道雜散電流干擾影響。

采取將電磁流量傳感器連同兩段短鋼管與管網(wǎng)管道電氣絕緣，使流量傳感器與液體同電位。儀表投入運(yùn)行，輸出顯示即呈穩(wěn)定正常，也排除了電力變壓器磁場(chǎng)干擾對(duì)流量測(cè)量的影響。同時(shí)測(cè)得干擾電流有60mA AC，電流方向來(lái)自流量傳感器上游。

這一措施也適用于有陰極保護(hù)電流的管道，作為試排除管道電流干擾影響的方法。

4．地電位變化

地電位變化會(huì)影響流量測(cè)量，例如其他設(shè)備接地線上產(chǎn)生電壓降，可使電磁流量計(jì)地電位變化，若形成較大共模干擾時(shí)，可會(huì)影響測(cè)量。

5．潮氣浸入

電磁流量計(jì)應(yīng)用于給排水工業(yè)常將流量傳感器在低于地平線的儀表井中，因而時(shí)常會(huì)浸在未及時(shí)排放的雨水中，甚至長(zhǎng)期浸泡在水中。即使是外殼保護(hù)等級(jí)為IP67（塵密短時(shí)浸水級(jí)）或IP68（塵密連續(xù)浸水級(jí)），也會(huì)因接線端子盒蓋密封墊圈或電纜引入密封套圈未壓緊密封，漏裝套圈，或套圈與電纜外徑未匹配，經(jīng)常發(fā)生這類事故。

地面安裝的流量傳感器端子盒蓋等密封墊圈未密封好，也會(huì)受汽溫變化的呼吸作用吸入潮氣，凝結(jié)成水。端子盒電纜引入裝置漏裝密封圈或未緊壓密封，電纜表面冷凝水等亦極易進(jìn)入端子盒。這類實(shí)例亦屢見(jiàn)不鮮。在施工過(guò)程中有意無(wú)意割斷電纜后重新再接，用膠帶包封。這一隱患在運(yùn)行初期不會(huì)形成故障，但包封日久老化，連接處吸入潮氣，電纜絕緣就會(huì)降低。

水和潮氣浸入端子盒，降低了絕緣強(qiáng)度和絕緣電阻，嚴(yán)重時(shí)流量信號(hào)回路將無(wú)流量信號(hào)輸出，勵(lì)磁線圈回路將形成零點(diǎn)偏移或不穩(wěn)。必要時(shí)可在密封連接處采取硅膠等澆灌密封措施。

非氣密型結(jié)構(gòu)的勵(lì)磁線圈保護(hù)外殼，因呼吸作用吸入潮氣，若液溫低于室溫極易在測(cè)量管外壁結(jié)露，低于0℃則會(huì)結(jié)霜，會(huì)使流量信號(hào)回路短路而失效。

案例13  開(kāi)封某水廠用一臺(tái)DN1200電磁流量計(jì)測(cè)經(jīng)常引黃河水，另一臺(tái)ND900儀表測(cè)進(jìn)廠地下水，兩臺(tái)DN1000儀表并聯(lián)測(cè)出廠成品水。系統(tǒng)投入正常運(yùn)行兩年后，發(fā)現(xiàn)出廠水比進(jìn)廠水多出10％～15％。觀察儀表運(yùn)行無(wú)異常表現(xiàn)。用外夾換能器（探頭）便攜式超聲流量計(jì)分別對(duì)4臺(tái)電磁流計(jì)作比對(duì)試驗(yàn)，證明兩臺(tái)出廠電磁流量計(jì)輸出信號(hào)偏高。分別關(guān)閉停流檢查零點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)出廠水測(cè)量?jī)x表零點(diǎn)大幅度偏移。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，很有可能是由接線端子盒進(jìn)水或勵(lì)磁線圈受潮，絕緣下降所致。當(dāng)拭去水露，用電吹風(fēng)吹干燥接線盒端子座，勵(lì)磁端子對(duì)地電阻從5～6M 恢復(fù)到數(shù)十兆歐，偏移的零點(diǎn)隨即回到零位，儀表運(yùn)行正常。

究其原因是勵(lì)磁線圈回路對(duì)地絕緣下降，使電極上加上一個(gè)較大的絕緣電阻和信號(hào)內(nèi)阻對(duì)勵(lì)磁電壓的分壓，形成較大的共模干擾信號(hào)，而轉(zhuǎn)換器前置放大器共模抑止比能力有限，從而使轉(zhuǎn)換器零點(diǎn)有輸出。

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