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  • 源自管環境方面引起電磁流量計故障的原因

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    引起電磁流量計故障的原因有很多,下面重點介紹一下源自管環境方面引起電磁流量計故障的原因。源自管環境方面引起電磁流量計故障的主要原因有:1、強磁場干擾,2、強電磁波干擾,3、管道雜散電流影響,4、地電位變化,5、潮氣浸入。

    1、強磁場干擾

        靜電和電磁波干擾會通過電磁流量計傳感器和轉換器間的信號線引入,通常若良好屏蔽(如信號線用屏蔽電纜,電纜置于保護鐵管內)是可以防治的。然而也曾遇到強電磁波防治無效的實例,此時將轉換器移近到傳感器附近,縮短連接的信號電纜,或改用無外接電纜的一體型儀表。磁場干擾通常只有采取電磁流量傳感器遠離強磁場源。電磁流量計抗磁場的能力視傳感器的結構設計而異,如傳感器激磁線圈保護外殼由非磁性材料(如鋁,塑料)制成,抗磁場影響的能力較弱,鋼鐵制成則較強。強磁場影響的實踐經驗不多,因安裝時都注意到要遠離強磁場。

    2、強電磁波干擾

        這種情況多發生在分體式電磁流量計。電磁流量計應符合電磁兼容性要求,在規定輻射電磁場環境下正常工作,不會在該環境下造成儀表性能下降或工作不正常。

        2010年廣東省某水廠裝用金湖鼎誠儀表有限公司多臺分體式電磁流量計,其中一臺輸出大幅度波動?,F場檢查儀表安裝符合要求,流量傳感器和轉換器相距50m,以置于鐵導管內的屏蔽電纜相連接,儀表本身亦正常。但測得共模干擾信號高達1.7V。先采取將流量傳感器電氣絕緣的措施,共模信號降低至0.6V,但輸出波動無明顯改善。再次與用戶分析現場環境條件,得悉在流量計非常鄰近的地方有強無線電發射臺。為證實故障原因是否來自該干擾源,臨時將轉換器移至流量傳感器相距3m的地方,復測共模干擾信號小于0.1mV,雖然還感到偏大,但儀表運行已經趨于正常。即使現場使用的是多層屏蔽信號線,但是電磁波還是被引入到了電磁流量計。

    3、管道雜散電流影響

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

        陜西某鋁冶廠用DN100電磁流量計測堿液礦漿,流量傳感器兩端裝接地環,并用導線跨接和妥善接地。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,才隔離了雜散電流影響。儀表投入正常運行一段時期后,又出現輸出信號晃動現象,排除了流動波動的可能性,儀表本身完好,初步判斷為儀表運行異常。觀察數天發現中午午餐休息期和晚班運行正常,而日班卻出現輸出晃動。據此線索追蹤溯源,找到故障源頭是離電磁流量傳感器距離較遠的同一管系上進行電焊施工所致。

        還有一個采用磁流量傳感器與連接管道絕緣,消除大雜散電流影響例。上海省某自來水公司安裝兩臺電磁流量計,一臺運行正常,另一臺在1-2小時周期內出現有高達50%FS波動。用戶認為兩臺儀表使用條件相仿,故障是由儀表方面原因引起的??辈飕F場周圍環境,上下游緊接流量傳感器的足兩段長0.5m有良好接地的無襯里短鋼管,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,排除了管網流動脈動的可能性。

        去現場勘察之后我們發現,流量計的轉換器與傳感器相距約12m,有一數百kVA的三相變壓器裝在附近,分別離轉換器和傳感器約3m和9m。于是我們分析故障原因有以下兩種可能:(1)大功率變壓器產生的磁場干擾;(2)管道上雜散電流干擾。要證明是否是變壓器磁場干擾影響,就勢必要關閉變壓器,這樣涉及面太廣,于是只好安排第二步檢查。首先檢查是否是管道雜散電流干擾。不加激磁電流用示波器測量兩極間電勢,其值應為零。然而實例測得峰值Vpp高達1V的波形畸變交流電勢。初步判定即使良好接地,儀表還是受到管道雜散電流干擾影響。

        之后,我們采取將電磁流量傳感器連同兩段短鋼管與管網管道電氣絕緣,使流量傳感器與液體同電位。處理后儀表投入運行,輸出顯示即呈穩定正常,也排除廠電力變壓器磁場干擾對流量測量的影響。同時測得干擾電流有60mAAC,電流方向來自流量傳感器上游。這一措施也適用于有陰極保護電流的管道,作為試排除管道電流干擾影響的方法。

    4、地電位變化

        地電位變化會影響電磁流量計的流量測量,例如因其他設備上因接地線上產生電壓降而使電磁流量汁地電位變化,若形或較大共模干擾時,也會影響測量。

    5、潮氣浸入

        電磁流量計應用于給排水工業常將流量傳感器裝在低于地平線的儀表井中,常會浸在未及時排放的雨水中,甚至長期浸泡在水中。即使足外殼防護等級為IP67(塵密短時浸水級)或IP68(塵密連續浸水級),也常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,經常發生這類事故。

        地面安裝的流量傳感器端子盒蓋等密封墊圈未密封好,也會受氣溫變化的呼吸作用吸入潮氣,凝結成水。端子盒電纜引入裝置漏裝密封套圈或未緊壓密封,電纜表面冷凝水等亦極易進入端子盒。這類事例亦屢見不鮮。在施工過程中有意無意割斷電纜后重新再接,用膠帶包封。這一隱患在運行初期不會形成故障,但包封口久老化,連接處吸入潮氣,電纜絕緣降低。

        水和潮氣侵入端子盒,降低了絕緣強度和絕緣電阻,流量信號回路將無流量信號輸出,激磁線圈回路將形成零點偏移或不穩。必要時可在密封連接處采取硅膠等澆灌密封措施。非氣密型結構的激磁線圈保護外殼,因呼吸作用吸入潮氣,若液溫低于室溫極易在測量管外壁結露,低于0℃則會結霜,會使流量信號回路短路而失效。

        河南某水廠用一臺DNl000電磁流量計測進廠引黃河水,另一臺DN900儀表測進廠地下水,兩臺DN800電磁流量計并聯連接測出廠成品水。系統投入正常運行兩年后,發現出廠水比進廠水多出10%-15%。觀察儀表運行無異常表現。用外夾換能器(探頭)便攜式超聲流量計分別對4臺電磁流汁作比對試驗,證明兩臺出廠電磁流量計輸出信號偏高。分別關閉停流檢查零點,發現兩臺出廠水儀表零點大幅度偏移。根據經驗判斷,很有可能接經端子盒進水或激磁線圈受潮,絕緣下降所致。當拭去水露,用電吹風吹干燥接線盒端子座,激磁端廣對地電阻從5~6MQ恢復到數+Mn,偏移的零點隨即回到零位,儀表運行正常。究其原因足激磁線圈回路對地絕緣下降,使電極上加上一個較大的絕緣電阻和信號內阻對激磁電壓的分壓,形成較大的共模干擾信號,而轉換器前置放大器共模抑止比能力有限,從而使轉換器零點有輸出。