计算机故障检测与定位

计算机故障检测与定位（精选8篇）

计算机故障检测与定位 篇1

在配网自动化水平持续提升的背景之下, 社会范围内各个行业与领域对于电能的需求呈现出了相当显著的发展趋势。一个健全的电力系统除了需要确保电能质量的稳定与理想以外, 还需要最大限度的保障供电作业的安全性与可靠性。对于10 k V配电线路而言, 由于线路运行所处的环境比较复杂, 容易产生大量的故障, 其中以短线故障最为频繁。研究认为:可能导致线路出现断线故障的原因众多。一旦发生此类故障, 就需要工作人员及时对故障进行检测, 通过准确定位的方式, 使后续对故障的处理能够更加的精确与有效。本文即结合以上背景, 系统分析在10 k V配电线路断线故障检测以及定位方面的工作要点, 总结如下。

1 10 k V配电线路断线故障的检测分析

在10 k V配电线路出现断线故障后, 会导致故障点两侧的电压产生比较大的变化。此过程当中所产生的表现主要可以归纳为以下几个方面: (1) 10 k V配电线路电源侧的故障相电压升高明显 (此过程当中的电压取值可以提升1~1.5倍左右) 。同时, 对于非故障相而言, 两相的电压取值明显降低, 且取值均等, 电压最低条件下可以下降至1/2正常电压的水平。该数据提示:电压的取值高低与断线故障中故障点所处相位之间有密切关系; (2) 10 k V配电线路电源侧所对应的零序电压取值明显增大, 增大幅度在1/2左右。该数据提示:线路中零序电压的取值大小与断相故障的发生位置之间关系密切; (3) 在断线故障因素影响下, 10 k V配电线路电源侧的电压仍然保持对称关系, 不会对非故障线路所对应的负荷供电产生不良影响; (4) 10 k V配电线路中, 负荷侧故障相所对应的电压取值可较故障发生前下降1/2左右比例, 最低可以取零值。与此同时, 各项电压指标的最低取值也会下降至1/2故障前电压左右; (5) 10 k V配电线路负荷侧所对应的零序电压取值明显增大, 可较故障发生前的电压取值提高1/2左右比例, 且在负荷侧电压不对称的条件下, 整个10 k V配电线路的正常运行以及负荷供电作业都会受到不良的影响。

2 10k V配电线路断线故障的定位分析

2.1 有关单相断线故障的定位

结合前面对10 k V配电线路在发生单项断线故障后, 线路电压、负荷等指标取值特点的的分析成果, 认为在对此类故障进行定位的过程当中, 需要特别注意以下的问题:由于在10 k V配电线路发生断线故障以后, 故障点两侧的电压取值可能存在不同的特征情况, 因此导致两侧零序电压变化中所呈现出的趋势也有一定的差异性。因此, 在对此类故障进行定位的过程当中, 可以将线路划分为若干区段, 分别在线路的各个节点上增设可动态监测电压取值的装置仪器。同时, 也可以在该位置中装设带有开口的三角形TV。在10 k V配电线路出现单项断线故障以后, 由监测仪器或三角形TV装置对线路节点上所布置的各个相电压取值进行采集与记录, 与所采集得到的零序电压相互整合, 整合后所形成的数据则上传至变电站终端。若分析数据当中发现:某两个相邻节点所采集得到的相电压或零序电压变化特征基本一致, 则可将两个相邻节点所形成的区段作为故障分析区段, 在该区段内对故障进行查找与处理, 从而提高对断线故障定位的精确性。

2.2 有关多相断线故障的定位

在研究10 k V配电线路多相断线故障的过程当中, 需要从两相、三相两个角度入手进行考虑。第一, 对于两相断线故障而言, 在对此类故障进行定位的过程当中, 首先需要考虑到电源侧零序电压取值的瞬时性增大特点, 以及其他一相电压取值的下降 (甚至可能达到零值) 。并且, 此类断线故障下还满足如下规律:即对于10 k V配电线路而言, 负荷一侧的三相电压取值均等, 电压最小值可取零。同时, 对于电源侧而言, 其所对应的零序电压会呈现出明显的增大趋势。甚至达到与故障发生前相位电压同等的取值状态。但需要特别注意的一点是:。电源侧和负荷侧的T V开口的三角电压都要比100 V小。当末端发生断线的时候, 电源侧的TV开口的三角电压相近于0。负荷侧的TV开口的三角电压相近于100 V。开端发生断线的时候, 电源侧的TV开口的三角电压相近于100 V, 负荷侧的TV开口的三角电压相近于0。第二, 对于三相断线故障而言, 在对此类故障进行定位的过程当中, 首先需要考虑到发生该故障后, 10 k V配电线路电源侧的各个相位电压取值仍然保持恒定状态, 且与故障发生前的相电压取值一致, 而负荷侧所对应的各相位电压则下降至零值。并且, 电源侧以及负荷侧所对应的零序电压均取值为零。按照这种方式:已经检测到的故障点其两侧的相电压的值或者是T V开口的三角电压就能够对故障区进行定位。

3 结语

10 k V配电线路是否能够安全稳定的运行, 这一点与社会大众用电是否安全可靠是密切相关的。随着电网系统的全面发展, 10 k V配电线路在其中所承担的作用也更进一步的凸显出来。针对10 k V配电线路已发生的断线故障, 为了能够尽快的处理故障, 避免对其他相位线路产生不良影响, 就需要通过实施科学合理故障检测技术的方式, 对故障发生区域进行准确定位, 以为故障的处理提供便捷。该文围绕以上问题, 展开对10 k V配电线路断线故障检测与定位的分析工作, 望能够引起各方关注与重视。

摘要：配电网需要面向电力系统大量的终端用户提供一个稳定且可靠的供电网络, 在电力系统中占据着相当关键的位置。对于10 k V配电线路而言, 作为也直接与终端电力用户连接的线路系统, 其运行水平会直接对用户的用电安全性、可靠性产生影响。为了使终端用户的用电需求得到满足, 就需要及时对线路所出现的故障进行消除。而消除故障的前提就在于对故障的全面检测以及准确定位。该文即从这一角度入手, 围绕10 k V配电线路断线故障的检测与定位问题展开分析与研究, 希望能够引起各方人员的高度关注与重视。

关键词：10kV配电线路,断线故障,检测,定位

参考文献

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[2]曾锦松.电容器组单相断线故障继电保护拒动行为分析[J].电力自动化设备, 2012, 32 (3) :149-150.

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计算机故障检测的常用方法 篇2

关键詞计算机故障；硬件故障；故障维修

中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0126-01

目前微机系统硬件故障的维修，主要指板卡记得维修。也就是说，只要找出有故障的板卡，更换成好的板卡，就可以排除微机系统的硬故障。因此通常情况下，微机系统硬故障的维修重点在于故障的定位，下面介绍几种微机故障定位法。

1直接观察法

观察法就是通过眼看、耳听、手摸、鼻闻等方式检查计算机比较明显的故障。观察时不仅要认真，而且要全面。通常需要观察的内容如下：

1）观察周围环境，包括电源环境、其他高功率电器、电磁场状况、机器的布局、网络硬件环境、温度、湿度、环境的洁净程度，安放计算机的桌子是否稳固，周边设备是否存在变形、变色、异味等异常现象。

2）注意计算机的硬件环境，包括机箱内的清洁度、温度、湿度，部件上的跳线设置、颜色、形状、气味等，部件或设备间的连接是否正确；有无错误或错接、缺针或断针等现象。

3）注意计算机的软件环境，包括系统中加载了何种软件，它们与其他软硬件间是否有冲突或不匹配的地方；除标配软件及设置外，要观察显卡、主板等的驱动是否正确安装，系统补丁是否安装、是否合适。

4）在通电过程中注意观察元器件的温度、是否有异味、是否冒烟等；系统时间是否正确等。

5）在拆装部件时要养成记录部件原始安装状态的好习惯，且要认真观察部件上元器件的形状、颜色、原始的安装状态等情况。

6）在维修前，如果灰尘较多，会怀疑是灰尘引起的故障，应先除尘。

2替换法

替换法是把相同的插件或器件互相交换，观察故障变化的情况，帮助判断、寻找故障原因的一种方法。一台计算机的部件出现故障后，可用另一台工作正常的计算机的部件加以替换，从而十分准确、迅速地查找到故障部件。在进行部件替换前，应首先检查故障机器的各工作电压是否正常，各部件连接是否有短路现象，只有在确认这两点都正常后，才能进行部件的替换。否则，当好部件换到坏的机器上时，有可能造成好的部件损坏。

3拔插法

首先关机，将适配卡逐块拔出，每拔出一块，就开机观察一次机器运行情况，一旦拔出某块后计算机运行正常，则故障很可能就在这块适配卡上。其次用好的计算机部件替换这块适配卡，再将怀疑有故障的这块适配卡交换到好的计算机上，再次确定这块适配卡是否有故障。

另外拔插法可以使因为芯片、板卡与插槽松动造成接触不良而引发的微机故障，通过重新正确插入芯片、板卡来解决微机故障。

4硬件最小系统法

所谓最小系统法是指保留系统运行的最小环境。把其他的适配器和输入/输出设备（包括软、硬盘驱动器）从系统扩展槽中临时取下来，再加电观察最小系统能否运行。这样可以避免因外围电路故障而影响最小系统。一般在计算机开机后系统没有任何反应的情况下，使用最小系统法。对计算机来说，最小系统是由主板、喇叭及开关电源组成的系统。将计算机系统主机箱内的所有板卡都取出来，并去掉软盘驱动器和硬盘驱动器的电源插头及键盘连线，打开电源，系统仍没有任何反应，说明故障出在板卡本身，或者在开关电源或内存芯片（内存条）。打开电源，系统若有报警声，则说明上述3部分基本正常。然后逐步加入其它部件扩大最小系统，在逐步扩大系统配置的过程中，若发现在加入某块电路板到主板扩展槽上后，计算机系统由正常变为不正常，则说明刚加入的那一块板卡或部件有故障，从而找到故障电路板。

5程序诊断测试法

通过专用维修诊断卡、专用诊断程序来测试维修，则可达到事半功倍的效果。程序测试法的原理就是用软件发送数据和命令，通过读线路状态及某个芯片（如寄存器）状态来识别故障部位。此法往往用于检查各种接口电路故障及具有地址参数的各种电路。

这种方法应用的前提是CPU及总线基本运行正常，能够运行有关诊断软件，能够运行安装于I/O总线插槽上的诊断卡等，编写的专用诊断程序能够有针对性的让某些关键部位出现有规律的信号，能够对偶发故障进行反复测试，能够显示记录出错情况。

6清洁法

计算机在使用过程中非常容易积聚灰尘，而灰尘会对计算机各部件的电路板造成腐蚀，导致计算机中的配件接触不良或工作不稳定。通过对计算机主板、显卡等部件进行清洁，可以找到故障的原因并排除故障。

7比较法

运行两台或多台相同或相类似的微机，根据正常微机与故障微机在执行相同操作时的不同表现，可以初步判断故障产生的部位。

8升、降温法

有时，计算机工作较长时间或环境温度升高以后会出现故障，而关机检查却正常，工作一段时间又发现故障，这时可用本方法来解决。所谓“升温法”，就是人为地把环境温度升高，加速高温参数较差的元器件暴露出问题，来帮助寻找故障原因的一种方法。而“降温法”

是对怀疑有故障的部分元器件逐一蘸点无水酒精进行降温处理。当某一元器件在降温后故障消失，则说明这一元器件的热稳定性差，是引起故障的根源，更换这一元器件即可消除故障。

总之，在计算机硬故障的实际维修过程中，应视具体情况采取相应的故障定位方法，而且大多数情况下也应该将多种故障定位方法结合起来使用，才便于准确、高效地查找出故障部件。一般情况下，应先使用直接观察法，然后结合具体情况使用其他的故障定位法，查出故障部件，进行更换维修。

参考文献

[1]杨聪.计算机组与维护案例实训教程[M].北京:中国人民大学出版社,2008

[2]郝加波.计算机组装与维护应用教程[M].成都:电子科技大学出版社,2009.

[3]王道守.计算机与办公设备组装与维护[M].北京:清华大学出版社,2010.

计算机故障检测与定位 篇3

大型发电机、变压器及电机等主设备在物理结构上都要通过铁心和绕组在电气作用下构成磁场进行能量耦合。电力主设备绝大多数的电气故障是由铁心和绕组故障引起的,如绕组的匝间短路、相间短路、接地短路等。绕组轻微的匝间短路和一点接地不会对主设备的正常运行造成很大影响,但很多严重的绕组相间短路都是由绕组匝间短路和接地没有被及时清除而发展来的。因此在例行的维护与大修中先对相间短路、匝间短路、接地应用新技术发现故障和进行故障点定位便具有重大实际意义。

1 电力主设备故障的离线行波应用

1.1 电力主设备短路检测的离线行波

汽轮发电机转子绕组易发生匝间短路,但通常缺乏在线的保护和监测系统。重复脉冲法是离线检测转子绕组匝间短路和接地故障的常用方法,具体检测办法是:在转子绕组两端同时注入脉冲信号,脉冲一旦遇到匝间短路点便产生反射,通过分析比较接收信号与模拟匝间短路的故障曲线便可判断出转子绕组是否存在匝间短路及短路程度、位置。该方法对匝间短路反应较灵敏,易于发现较小的匝间短路,但存在定位精确度不高的问题。

变压器铁心多点接地会形成闭合回路,引起局部环流,严重时会烧坏铁心硅钢片。利用行波对接地点进行定位的办法是先人为设置测试用的基准参考点和若干接地点,再用脉冲发生器依次从参考点发出行波信号,将注入行波与反射行波进行叠加,测试中若某次波形变化与规律不符,则说明故障点在测试用的接地点附近,通过与规则数据库比较,便可获得故障点位置。

在对变压器绕组变形进行例行维护时,通过比较施加低压脉冲后响应的变化来评估其变形程度。

1.2 电力主设备绝缘检测的离线行波

在大型发电机定子绝缘状况的评估中,常采用离线脉冲发生器向定子线棒注入行波脉冲,根据脉冲的传播时间和反射界面的不同来识别绝缘内部的微观缺陷。文献[1]就提出对发电机定子施加超声波信号后通过测量相关参数值来评估其绝缘情况和发展趋势。目前,测试电力主设备绝缘的行波脉冲法的数学建模和装置已相当丰富成熟,基于此原理的具体研究成果也已引入到其它电气设备的绝缘测试和电力主设备的局部放电研究中。

局部放电监测主要用于大型发电机和变压器,国外对高压电机也推荐使用局部放电监测,这种方法对绝缘的早期劣化监测非常有效。局部放电的定位、测得放电量的标定及实际主设备中各种绝缘故障放电模式的识别都与放电脉冲的传播特性密切相关。文献[2,3]研究归纳了大型汽轮发电机局部放电脉冲的传播模型和传播规律。

1.3 电力主设备过电压中的行波研究

研究电力主设备行波过电压过程涉及到的波动模型、波阻抗和波速等概念以及波形分析与波动过程计算在理论上都比较成熟,其内容对研究故障时产生的暂态行波有很大的参考价值。过电压行波研究的主要内容为雷击与操作过电压引起的冲击电压在主设备绕组中传播时,相关各点处的电压幅值以及基于此做的绝缘保护和配合。由于冲击电压频率较高,因此需要在行波的概念上建立研究才有意义。文献[4]给出了变压器在传输线上行波信号作用下的数学模型。该数学模型解决的本质问题是如何确定高频下变压器自身的阻抗,所针对的问题也是行波作用在变压器上的电压值。

2 故障行波测距原理分析

2.1 基本概念

行波测距法是通过分析采集到的故障行波信号来实现故障定位。下面以电力主设备绕组单相接地故障的暂态行波传播为例进行说明。如图1所示,当绕组MN上F点接地时,F点的系统电势为零,相当于在故障点F处加了一个与该点在正常负荷状态下大小相等、方向相反的电压。在该电压作用下,将产生由故障点F向绕组两端传播的暂态行波。

故障行波传输示意图如图2所示,设故障发生时刻t=0,故障点F的电压、电流行波向绕组两端传输,到达M、N点时由于波阻抗不连续,行波发生反射、折射,反射后的行波再次到达故障点时又发生反射、折射,过程循环往复,直至能量消耗完毕进入故障后稳态。

2.2 行波速度为已知的双端测距方法

根据故障初始行波到达绕组两端测试点的时刻来定位故障点的方法适用于电力主设备相间、匝间和接地短路。图1中,绕组长为l;故障点距M端为x,距N端为l一x;行波到达母线M端、N端的时刻分别为t1、t'1。设行波的传播速度为v,则有:

式中,波速v由行波传播路径媒质的电容C0、电感L0决定,媒质不同时应分别计算波速。波速计算式为:

式中,μr、εr分别为媒质的相对磁导率和相对介电常数;c≈3×108m/s,为自由空间的行波波速。

2.3 行波速度未知时的双端测距方法

实际的电力主设备三相绕组间存在电磁耦合,在发生接地故障时会产生在线路的相与相间运动的线模分量以及在线路与大地间运动的地模分量,因此可通过数学变换来捕捉零模、线模分量到达两检测点的时刻,以实现测距并消除波速对测距精度造成的影响。

采用凯伦贝尔变换,由输入电流行波的采样值ia(n)、ib(n)、ic(n)可得到线模ia(n)、iβ(n)和地模i0(n)的离散值。图1中,线模速度为v1,零模波速为v0,线模分量到达M端、N端的时刻分别为t1、t'1,零模分量到达M端、N端的时刻分别为t2、t'2,则有:

发生非接地型故障时,由于零模分量为零,无法获得t2、t'2,因此这种方法只适用于接地故障测距。因为电力主设备接地故障所占比例很大,所以这种方法具有很大的实用价值。

由式(1)、式(3)可知,定位关键在于准确记录行波到达绕组两端的时间。由于行波信号在电力主设备绕组中衰减很快,因此不采用传输线的单端法定位。

3 电力主设备故障点在线行波定位剖析

电力主设备内部短路时都会产生暂态故障行波并在所形成的相应回路中传播,初瞬暂态行波信息强烈,因此对该信息的研究和有效利用将有可能在线确定主设备短路点。在线确定主设备短路点的轴向位置可节省查找故障的时间;准确提取行波信息可明确故障的存在并可避免保护误动,同时为故障诊断提供了思路。

暂态故障行波的零模分量是三相电力主设备接地时都具备的特征量。文献[5]根据行波的传播原理,分别建立了水轮发电机定子绕组槽部和端部的高频暂态电路网络模型,并在Matlab6.5环境中对一台大型水轮发电机的参数建模,叠加等效电源对其定子单相接地进行仿真。采用凯伦贝尔矩阵对采集到的数据进行相模转换,得到模量数据;采用小波多分辨分解工具完成对采集到的故障信号的高频暂态部分的提取。再分别采用行波速度已知和未知时定子单相接地故障定位的双端测距法,依据波传播模型计算出接地点,比较行波速度已知和未知下算出的结果知,行波理论和小波技术应用于大型水轮发电机定子接地故障定位具有可行性。

4 结束语

电力主设备绕组的物理结构远较传输线复杂,且过大的误差对于其故障定位是不可容忍的,因此要求所用的行波传播模型需考虑各种可能物理因素的影响和作用,并尽可能少进行简化和直接借鉴,以达到结果的精确。

参考文献

[1]Yanpeng Hao,Hengkun Xie,Guoli Wang.Zhidong Jia.Assessment of insulation condition of generator stator bars based on velocity of ultrasonic waves[J].IEEE Trans on Dielectrics and Electrical Insulation,2003,10(3):539-547

[2]邓晖,姜建国,曹海翔,等.大型汽轮发电机定子绕组的脉冲传播模型[J].中国电机工程学报,1999,19(8):7-12

[3]李琼,姜建国,等.发电机定子绕组中放电脉冲传播规律的研究[J].清华大学学报(自然科学版),1996,36(7):2-5

[4]T.Hasman,Reflection and Transmission of Traveling Waves on Power Transformers[J].IEEE Trans on Power Delivery, 1997,12(4):1684—1689

计算机硬件维修与故障检测分析 篇4

1.1 微机维修等级

在电脑维修中, 根据维修对象的不同, 可分为如下的三个级别:

一级维修, 也叫板级维修。其维修对象是电脑中某一设备或某一部件, 如主板、电源、显示器等, 而且还包括电脑软件的设置。在这一级别, 其维修方法主要是通过简单的操作 (如替换、调试等等) , 来定位故障部件或设备, 并予以排除。

例如:有一台电脑开机后无任何显示 (从电源检查到机箱的面板开关, 再到主机箱内的部件) 。作为一级维修, 需要判断出此现象是由于显示器的原因引起的, 还是显示卡的原因引起的, 甚或是主板的原因引起的, 只要判断出引起故障的部件, 并更换掉有故障的部件, 即完成维修任务。

二级维修, 是一种对元、器件的维修。它是通过一些必要的手段 (如测试仪器) 来定位部件或设备中的有故障的元件、器件, 从而达到排除故障的目的。

例如:在上一例中, 如果是二级维修, 就不仅要判断出是哪个部件, 还要判断出是该部件上的哪一个器件或元件出现故障, 并修复有故障的元器件, 才算完成维修任务。

三级维修, 也叫线路维修, 顾明思意, 就是针对电路板上的故障进行维修。还是上例, 如果是线路设计或线路故障引起无显示, 就需要三级维修人员来维修。这些人往往是系统的设计开发人员。

从这三个级别的维修内容来看, 高一级的维修必然要包含着低一级的维修, 且一级维修是所有级别维修的基础。

需要进行三级维修的电脑故障是很少的, 最多的是二级维修和一级维修。但在电脑行业中, 由于电脑部件的成本的不断降低, 再加上一级维修的成本也很低, 因此一级维修的地位变得越来越重要, 在现在的电脑维修中, 主要采用的是一级维修。

笔记本维修工程师日常进行的维修工作就属于1级维修的范围内, 即维修对象是电脑中某一设备或某一部件, 如主板、电源、显示器等, 而且还包括电脑软件的设置。维修方法主要是通过简单的操作 (如替换、调试等等) , 来定位故障部件或设备, 并予以排除。

在一级维修中, 主要的工作有:

(1) 调整电脑的运行环境 (硬件的/或软件的) ;

(2) 利用已有的知识、经验、相关资料及相应的维修方法, 判断并定位故障所在的部位, 然后更换有故障的部件或设备;

从一级维修的工作来看, 它虽然简单, 但却需要维修人员有较丰富、较广泛的知识和经验, 其中包括:对操作系统、应用软件的认识和理解, 对电脑系统的认识和理解, 甚至应该对构成电脑部件的各元器件也应有一定的认识。

1.2 部件与部件级维修:

部件及部件级维修指的是将维修故障确定在固定的部件上, 部件是维修的基本单元, 分外围部件和主机部件。此种维修方法通常将电脑做如下部件拆分, 如拆分成CPU、主板、内存、显示卡、硬盘、电源、显示器等等若干部件, 对其进行故障检查, 判断是哪个部件出了问题, 然后对该部件进行维修。

1.3 器件与器件级维修:

又称为元、器件 (如电阻、电容、电感、二极管、三极管等) 维修, 这种维修指的是维修人员通过丰富的知识, 或利用电子仪器和仪表对出现电路故障的各个地方进行测试, 然后找出是哪个或哪些电子元器件出了问题, 最后将这些电子元器件进行更换即可。这种维修方法的技术含量要高于部件级维修, 所需知识面较广, 而且要求维修人员要有一定的理论分析能力。

2、硬件维修的基本原则

2.1 先软后硬原则:

指在遇到微机故障后, 先从软件的角度试图排除故障, 如果从软件方面不能解决, 再从硬件的角度着手解决。

例如:计算机无法启动。

针对这个问题, 出现这种现象的原因可能有很多种, 如电源接触不良、显示器故障、显示卡故障、内存故障、CPU故障、主电源故障、系统故障等。我们可以先从软件入手进行判断, 如果用软件方法不能解决问题, 我们再采取从硬件角度来处理故障:

(1) 检查是否是操作系统的问题, 根据个人使用习惯、机器上一个时间段有无异常表现、中途是否做了一些有危险性的操作等方面可以判断。

(2) 检查是否由病毒引起 (如进入安全模式, 删除病毒文件等方法)

(3) 硬盘问题:也要先用软件检测硬盘是否有物理故障, 或者低级格式化等操作

(4) 更换硬盘试试

2.2 先外后内原则:

指在遇到微机故障后, 先从外围开始试图排除故障, 如果不行, 再从主机内部设法解决。

如:开机无显示。可以通过如下方法试图解决:

(1) 检查电源线、信号线等连线是否接好。

(2) 外围设备是否与微机内部部件有冲突, 可以先去掉外围部件进行检测, 如果外围设备去掉以后, 故障消失则证明外围设备与系统可能存在冲突。

(3) 主机内部故障, 可根据机器上一个时间段有无异常表现进行判断, 如果上一个时间段做了危险操作则可能会引起类似故障。

2.3 先简后繁原则:

指在处理微机故障时, 用尽可能简单的方法来排除故障, 如果不能, 再用比较麻烦的办法解决故障, 总体故障排除目标为既节省时间又能有效排除故障。

2.4 先大后小原则:

(1) 指在遇到微机故障较多时, 先着手解决主要故障, 然后解决次要故障 (在此过程中可能会出现主要故障解决后, 次要故障也随之排除的可能) 。

(2) 根据现象判断故障大体位置, 逐步缩小故障范围, 最后确定故障点所在位置。

3、硬件维修的基本方法

3.1 直接观察法:

用来排除明显故障, 如:信号线、电源线没插好或脱落;插卡部件不到位;部件位置接错等。如某些主机同时拥有集成显卡接口和独立显卡接口, 默认情况下如不开启集成显卡接口, 则在硬件连接时, 如果将显示器接口插至集成显卡接口, 则会导致计算机屏幕无显示, 或系统启动异常的故障, 此种故障可通过直接观察法可解决。

3.2 简单插拔法:

将外围部件的插头、各种信号线插头或插卡部件拔下, 做简单处理 (橡皮擦去金手指氧化层) 或变换插槽, 适用于各种接触不良的故障。

3.3 逐一插拔法:

每次拔去一个部件后加电检测, 其顺序一般如下:

(1) 拔去非基本外围部件, 如猫、打印机等

(2) 非基本接口卡 (PCI设备等)

(3) 硬盘、软驱、光驱等 (拔掉电源线即可)

(4) 多余的内存

(5) 键盘、鼠标

(6) 主板面板线

通过这种方法进行检测, 可以很容易的判断出哪个环节出了问题, 测试到哪一步如出现异常, 则只需在此步骤周围进行故障查找即可。

3.4 替换法:

指用好的部件替换可疑部件。初学者往往很难一次定位到故障原因, 可以用此方法试探故障点所在。如:开机无显示。

换显示卡好了, 初学者往往会认为被换掉的显示卡是坏的, 其实不一定, 也可能是由于氧化层或部件松动造成的接触不良。又如在很多情况下, 计算机频繁蓝屏, 故障排除人员试图用各种方法解决故障均失败, 最终发现多根内存条存在兼容性问题, 或将已有的多根内存条去掉, 换上单独的内存, 问题得以解决。替换法是使用最广泛, 操作较简单, 又不需要很丰富的故障排除经验即可排除故障的一种行之有效的方法。

3.5 最小系统法:

是指将微机最基本的部件安装好, 微机最基本的部件有:CPU、内存、主板、电源、鼠标、键盘、显示部件。然后对微机进行加电检测。常用来测试主板能否点亮、CPU是否工作正常、内存是否兼容等故障。

4、硬件维修的基本步骤

(1) 观察故障现象 (注意区分相似故障的不同点:如系统启动不起来, 分POST信息出现与否, 如果出现说明电源等连线均接好, CPU好 (也有可能随温度升高, CPU不工作的现象) ;如果POST信息不出现, 可能电源线没接、或CPU坏、或显卡坏、或显示器坏、或硬件之间有冲突等可能性。

(2) 进行常规检查, 系统硬件安装、CMOS设置、病毒、硬盘参数、软驱设置 (F1) 、启动顺序、部件松动等可能性故障。

(3) 查找故障部件, 确定故障部件或可疑部件, 采用多种方法进行检查和查找, 如可以使用上面讲到的直接观察法、简单插拔法、逐一插拔法、替换法、最小系统法等, 直到查找出故障部件。

(4) 对故障部件进行故障排除, 如处理接口氧化层、检查部件是否有松动或没有插到位的现象等, 将故障进行排除。

(5) 加电测试, 检查机器是否正常, 如果正常则说明故障已经排除, 如果机器仍然不正常, 则可继续使用前面的步骤进行故障检测与排除。

计算机作为人们日常工作和生活不可或缺的工具, 已经普及到千家万户, 不同层级的人群对计算机的应用也大不相同, 不同的人对计算机的操作方法也不尽一致, 这是导致计算机软硬件故障频出的重要原因之一, 此文章以计算机软硬件故障的检测和排除为目标, 教授给大家常用的处理计算机软硬件故障的方法和手段, 供大家参考。

摘要：计算机现在已经变成了人们日常工作和学习必不可缺的工具, 但在使用计算机的过程中, 往往很多人对计算机的维护不熟悉, 造成各种故障频频出现, 本文针对这种现象, 总结了计算机硬件故障检测、硬件维修的基本方法和基本步骤。

关键词：计算机,硬件,维修,故障检测

参考文献

[1]张健.软件及其使用技巧攻略[J].电脑知识与技术, 2011 (5) .

[2]宋清龙, 王保成, 向炜.计算机组装与维护[M].高等教育出版社, 2006.

[3]贾佳.电脑常见故障诊断与排除[M].中国铁道出版社, 2009.

计算机故障检测与定位 篇5

1 计算机机房电脑的软硬件故障的判断程序

在所出现的计算机故障中，软件故障占有75%，硬件故障则分为真故障与假故障。在各种计算机故障中，许多故障并非为真硬件故障，是因错误设置、软件故障而导致假故障。因此，判断计算机故障时，必须按照一定顺序进行：软→硬、静→动、假→真、外→内。

首先，先软后硬。计算系统主要有软件与硬件设备构成，在使用过程中，因各种原因导致硬盘的应用软件、系统软件遭受破坏，影响计算机的正常运行，甚至导致系统发生瘫痪。计算机故障主要是软件故障，是由于用户错误操作计算机软件系统，或由于软件兼容性而导致，软件故障较为简单，通常用户可自行修复。

其次，先假后真。电脑系统的外设、各部件均完好，因硬件设置、安装、外界因素，导致电脑系统无法正常运行，即称为假故障。真故障则为各种外设、板卡出现机械故障、电气故障、物理故障，而这些故障极易导致丧失外设或板卡功能，严重时系统不能启动。非真硬件故障可通过CMOS判断。

第三，先静后动。计算机处于运行状态时，静态指电源未接通的情况下检查，动态则指电源接通情况下检查。并且要做到先简单后复杂，在排除故障时，先易后难的解决故障。

第四，先外后内。插座开关、数据线与电源线若存在接触不良、脱落的现象，均会引发设备异常，若外设出现独立供电故障，首先要确定设备电源正常与否，插座、插头接触是否良好，电脑各部件的控制连线、数据连线的连接是否可靠、正确，是否存在松动。另外，许多故障问题呢是由于操作系统、硬件设备的新特性所导致，也有可能是由于设置错误而导致。

2 计算机机房电脑的软硬件故障检测

首先，直接诊断法。通过对计算机的直观观察，在计算机运行过程中，观察计算机的运行是否正常，计算机外部是否收到膨胀与挤压。例如，计算机无法正常启动，则需要检测是不是操作系统故障，还需检测电池、BLOS、电源的相关设置情况。另外，可利用手检查，或者利用耳朵判断设备是否正常运行。在电脑启动时，仔细监听计算机所发出的声音，运行的显示器、风扇、硬盘等声音是否正常，以判断计算机是否正常运行。若计算机出现问题，系统会通过自检发送错误声音报告，以检测计算机故障，采取相应凑是解决。

其次，拔插检测法。在计算机运行时，若计算机突然发生故障，无法直接观察故障，则可采用拔插检测法。在进行故障检测时，必须确保软件系统的正常，方可使用拔插检测法。计算机由于各种板卡、自身故障、总线部件故障，致使计算机处于不正常运行状态。处于该类情况时，可选择拔插检测法，该步骤如下所示：其一，关闭计算机，将电脑机箱打开，拔出出现故障的板卡，重启电脑，若故障仍然存在，可再行关机，将其他板卡拔出再试;其二，若某块板卡被拔出后，电脑可正常运转，表明故障发生在相应总线插槽和板卡上。

第三，最小化系统法。最小化系统进行检查，与插拔替代较为相近，都是用最小系统进行故障诊断。在排除计算机故障时，最小系统均运行于最基础的软硬件环境，以判断系统的正常与否。处于该类情况时，若计算机无法正常运行，则可确定为最基础软硬件出现故障，可有效隔离故障。若计算机可正常运行，逐一接放其他部件，以判断电脑故障的位置。

3 计算机机房电脑的软硬件故障维修

首先，死机。引发死机主要有两种原因：CPU散热器和电源、显卡散热器，均是由于散热器过热引起。判断方法：对CPU散热器仔细观察，若转速较小或不转，则可判断为CPU过热。处理方法：将CPU散热器更换掉;如果排除掉CPU散热故障，可观察电源与显卡散热器，显卡散热器检测方法同CPU相似，电源散热器的检测方法：手放于电源后部，若吹风较热，或者感受不到风，则是电源散热器出现故障，处理方法：将电源风扇、显卡风扇更换掉，或者打开电源除尘。

其次，开机无响应。在计算机使用时，可开机却不能进入系统，设备管理器无法检测到哪处硬件出现故障。处于该类情况时，可根据显示器进行排除和判断。同时，可发现一些简单原因，例如主机声音较大，可能由于风扇测速失灵、灰尘过多、风扇损坏、散热不良等原因，可更换散热风扇，或者进行除尘，从而恢复散热功能。若计算机出现不断重启的现象，排除病毒原因后，可能是由于CPU电路损坏、电源损坏、电压不稳所致。

第三，无法正常启动操作系统。若操作系统无法正常启动，可能是由于内存与CPU占用过大，大多是由于系统软件损坏、病毒或软件兼容性问题，所造成的软件故障。处于该类情况时，可将损坏的系统软件快速修复即可，或直接将操作系统重装。为预防系统遭到破坏，日常使用时应经常升级补丁和杀毒软件。若出现驱动程序故障，设备管理器显示为黄色感叹号，则表明设备无法正常运行，需对驱动程序进行重装。

4 结语

大多数计算机机房电脑故障是由于设置不当、病毒感染、错误操作，而引起的假故障或者软件故障。若无法确定故障的具体情况时，严禁拆卸维修计算机。同时，电脑软硬件故障的界限并不明确，许多软件故障是因硬件故障所致，许多硬件故障是因软件故障所引起。因此，在检测故障时，要全面的分析，把握规律，以快速修复和解决计算机软硬件故障。

摘要：计算机机房电脑由于经常处于工作状态, 由于各种自然原因与人为原因, 极易出现各种软硬件故障, 主要分为软件系统错误、硬件物理损坏, 即软件故障与硬件故障两类。一旦出现故障则影响计算机的正常运行, 因此熟悉和掌握计算机软硬件故障的检测、维修方法非常重要。本文对计算机机房电脑的软硬件故障检测与维修进行简单的分析。

关键词：计算机机房,电脑,软硬件故障,检测,维修

参考文献

[1]曹元娟.计算机故障产生的原因与检测[J].魅力中国, 2011.

[2]孟利春.计算机产生故障的原因和排除故障的方法[J].商情, 2012.

[3]骆焦煌.浅谈计算机故障的判断分析检测[J].价值工程, 2011.

计算机故障检测与定位 篇6

1 故障指示器的作用

故障指示器的作用: (1) 在正常的生产中线路发生故障, 巡线人员可借助指示器的红色报警显示迅速确定故障区段并找出故障点。极大地提高了工作效率、缩短停电时间, 有效地提高了供电的可靠性。 (2) 在环网配电系统中, 特别是大量使用环网负荷开关的系统中, 如果下一级配电网络系统中发生了短路故障或接地故障, 上一级的供电系统必须在规定的时间内进行分断, 以防止发生重大事故。故障指示器能够标出发生故障的部分。维修人员可以根据此指示器的报警信号迅速找到发生故障的区段, 分断开故障区段, 从而及时恢复无故障区段的供电, 可节约大量的工作时间, 减少停电时间和停电范围。

2 基于故障指示器的单相接地故障故障检测方法

2.1 单相接地故障检测

在我国, 配电网大部分使用的是中性点不直接接地系统, 当其发生单相接地故障时, 故障电流较小, 故障特征复杂使得故障点的查找非常困难。目前单相接地故障检测的方法主要有: (1) 5次谐波法。单相接地故障发生后:系统中的非线性元件 (如铁磁元件等) 会有大量谐波分量产生。放电或故障点燃弧导致大量谐波电流产生。由于消弧线圈的存在, 所以接地电流中基本不包含3次谐波与3次谐波的整倍数的高次谐波, 这样在发生单相故障时高次谐波中5次谐波分量就较大。检测线路电流的5次谐波的变化情况, 当5次谐波突然增大, 同时系统电压下降, 则判断为发生接地故障。但在实际线路中5次谐波的变化很难用来准确的检测单相接地故障; (2) 首半波法。采样接地瞬间的电容电流首半波与电压波形比较其相位。当采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压相位满足一定关系时, 同时导线对地电压降低, 则判断线路发生接地故障。优点:采用接地脉冲特征判断, 不需要设定阈值, 适用范围更广。但其安装使用有方向性要求, 对于环网供电, 当线路倒负荷后, 原来的方向就错了, 而且采用模拟电路从负荷电流中提取放电脉冲的可靠性受温度的影响很大, 同时雷击过程的复杂电磁暂态过程易使其误动; (3) 电容脉冲幅值法。在变电站接地选线中, 可以采集所有出线的暂态电容电流幅值进行比较, 幅值最大的就是接地故障线路。而在故障指示器中使用该原理时, 由于无法测到其它线路的暂态电容电流幅值, 因此无法比较所以目前这些厂家均设定一个固定的阈值, 当电容电流脉冲的幅值大于该阈值时 (同时对地电压下降3k V) , 则认为发生接地故障, 翻牌显示。但其阈值选择很困难, 均阈值无法满足形式多样的配网线路, 致使其检测准确度低。

2.2 不对称电流法

不对称电流法最为一种单相接地故障检测新技术, 这种方式能有效地克服了现有产品准确度低的缺陷, 解决了单相接地故障定位的难题。该方式的主要设备为不对称电流源, 其由最初的配电自动化柜先演化成可变负荷信号源, 再在可变负荷信号源的基础上加以改进而研制出的不对称电流源。不对称电流法检测单接地故障的原理就是按照小电流接地系统单相接地故障的特点, 通过检测使故障线路上产生的不对称电流信号的特征来实现故障选线和故障点定位的。当线路上任何一点发生单相接地故障时, 装在变电站内或线路上的不对称电流源检测到故障信息后, 首先判断出故障相, 然后对故障相施加特定信号, 安装在线路上的故障检测装置检测流过本线路的特定信号, 若满足故障特征则故障检测装置给出报警, 从而指示出故障位置。

3 基于故障指示器的故障自动定位系统

鉴于在配电网故障检测中存在以下问题:短路单相接地故障指示器技术成熟;电缆型故障指示器的现场观察比较困难;对于长距离和地形复杂的线路故障查找比较困难;瞬时性短路故障不能被记录下来供以后查询事故隐患;线路分段开关下方短路故障不能被及时发现予以处理;智能化配电网的组成部分——简易型模式。

采用不对称电流方法的基于故障指示器的故障自动定位系统, 能够很好地解决上述问题。下面对该系统进行简要的介绍, 其原理图如图2。

系统构成: (1) 故障检测装置包括多种, 本文简要介绍以下两种。 (1) 以架空线型故障检测装置。其作用时探测短路和接地信号, 利用翻牌给出故障指示, 利用无线信号传输故障信息, 66位加密码, 有效防止误动。其工作温度为-35℃～85℃; (2) 面板型故障指示器。其特点及作用为LED显示短路、接地和欠压故障, 站内无线组网向数据转发站汇报故障信息、温度等数据, Zigbee通信, 确保通信可靠。ZigBee是一种新兴的短距离 (<100m) 、低功耗、低数据速率 (250kbps) 、低成本的无线网络技术;采取了IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点:省电、简单、成本又低;增加了逻辑网络、网络安全和应用层;可使用的频段是2.4GHz, 免申请和免使用费的频率。 (2) 不对称对流源。 (3) GSM/GPRS网关。 (4) 数据转发站。 (1) 架空型数据转发站。其作用及特点:接收探头发射的故障信息调制的无线信号并进行解调, 对解调后的信号进行解密计算并判断是否正确, 将故障信息以短信或GPRS的方式发送给主站系统。采用线路取能和锂后备电池相结合供电方式, 微功耗设计, 无电情况下可以工作6年以上。 (2) 电缆型数据转发站。其作用及特点:Zigbee无线接收显示器发送的故障、温度、电流信息, 转发主站远方复位显示器的命令, GSM/GPRS与主站通信, 支持101/104协议。待机功耗:50μA, CT取能:两相电流7A时即可正常工作。 (3) 主站。与现有的配网自动化主站进行接口。与故障自动定位系统软件进行接口, 实现故障自动定。

该系统中单相接地采用不对称电流法进行故障检测, 更加准确可靠。主站通过GSM/GPRS网关接收显示器发送的故障、温度、电流信息。与故障自动定位系统软件进行接口, 实现故障自动定, 显示故障地理位置信息。以便运行维修人员可以直接到故障点排除故障, 大大降低故障查找时间。

4 结语

为缩短故障查找时间提高配电系统供电可靠性, 通过针对故障指示器为对象, 对故障指示器的作用以及故障检测的方法进行了简要的概述。同时鉴于在配电网故障检测中存在问题, 采用不对称电流方法的基于故障指示器的故障自动定位系统, 能够较好地解决上述问题, 使得故障的查找时间大大缩短, 值得为同类工程提供参考借鉴。

摘要：缩短故障查找时间, 是提高配电系统供电可靠性的有效措施之一。为此, 本文以故障指示器为对象, 对故障指示器的作用以及故障检测的方法进行了简要的概述。最后, 对故障自动定位系统进行了介绍, 该系统能在故障发生后快速找出故障发生的位置, 将故障的查找时间大大缩短。

关键词：故障指示器,配电网,故障检测方法,故障自动定位系统

参考文献

[1]史岩, 齐晓慧.基于故障检测滤波器法的飞行控制系统故障检测[J].兵工自动化, 2007, 31 (10) :56～57.

[2]刘振海, 刘新平.超高压线路故障检测定位方法及故障检测定位装置[J].民营科技, 2010, 25 (03) :31～32.

一种新型的故障检测定位方法研究 篇7

对于大型复杂系统,随着故障树的增大,最小割集的数量也将迅速增多。故障检测定位时,如何在较短的时间内得出正确的结论,提高故障检测效率,对部队装备保障的维修工作具有十分重大的意义。参考文献[1]中,由于BDD的规模随着故障树的底事件数目的增加呈指数增长,过程复杂、计算量大;参考文献[2]虽然避免了在检测过程中发生的重复性,但其检索时间较长;参考文献[3]在综合考虑搜索成本、故障概率及影响程度的基础上对最小割集的检测过程进行排序,取得了较好的成果,但所涉及到的矩阵转换等数学方法复杂、内在开销大、容易出错。

本文综合考虑以上因素,采用均匀初始化的方法将整个故障树底事件均匀地分成几个等份,再运用遗传算法进行搜索并检测,如果发现某个底事件异常,则对包含该底事件的最小割集进行顺序检测,以期尽早定位故障。

1 故障树分析

故障树分析是1961年美国的WATSON H A提出的,主要用于大型复杂系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法。故障树是系统的不希望事件(顶事件)与引起它的各部件或子系统的故障事件(底事件)之间的逻辑关系图,实质上是实际系统的故障组合和传递的逻辑关系的正确描述[4]。故障树分析法以顶事件作为分析目标,搜索找出所有可能引起顶事件的直接原因(最小割集)。

最小割集是导致顶事件发生的底事件最小组合,是故障树进行定性分析和定量分析的最主要的手段,也是进行其他分析的基础[5]。一个最小割集就是导致顶事件发生的主要途径,因此,任意一个最小割集就代表系统的一种故障。所以,对顶事件的故障定位过程就是逐一对其最小割集进行排查测试的过程。

底事件是故障树的最小组成单元,对应着设备系统的一个部件单元,是部队装备测试保障工作的直接对象。图1所示为某型导弹的系统故障树模型,T为顶事件,Gi(i=1,2,3)为中间事件,Bj(j=1,2,…6)为底事件。

基于故障树的故障检测就是对底事件逐一与其标准范围进行比对,超出正常范围即说明该底事件异常。但这并不一定会导致顶事件的发生,因为顶事件发生的直接原因是由某一个最小割集故障造成的。用sign(i)表示第i个底事件的检测状态,如果该底事件尚未检测用0表示,否则用1表示;fault_sum表示故障树底事件检测状态的和,如式(1)所示:

式中,event为故障树的底事件总数。本文的故障检测定位的思路是:通过改进的遗传算法使式(1)快速达到最大值的同时,尽早找出导致顶事件发生的最小割集。

2 遗传算法

对于特定的问题,遗传算法从可能潜在解的一个种群开始,而一个种群由经过基因编码的、一定规模的个体组成[6]。每个个体实际上代表一个问题实体,也就是一个可行解。借助自然遗传学的遗传算子进行复制、交叉和变异,以适应度函数最优为准则,逐代进化产生代表新的解集的种群。由此反复进化迭代,直到满足终止条件[7]。

2.1 均匀初始化

采用遗传算法搜索故障树底事件的目的是从全部的可能事件中尽快找出顶事件发生的原因。所以,从全部的底事件群体中均匀地挑出一些个体作为初始种群是一个可行而有效的方法,即均匀初始化。设步长为正整数ΔE,将所有底事件作为整个群体进行编码,从起始位置开始每隔ΔE个个体选择一个个体作为进化的初始种群。这样,可将整个群体分为若干相同大小的小群体,基于遗传算法的故障检测定位就在这些小群体上同时进行。

2.2 遗传算法的改进

2.2.1 需求分析

故障搜索定位过程初期,要求从全局的大范围跳跃式搜索,迅速定位故障;搜索到后期,如果尚未定位故障,应当对剩余的底事件进行地毯式搜索,避免遗漏底事件。在进行遗传操作时,初期应注重保持种群的多样性,后期应注重种群的收敛性设计。所以,在操作过程中需动态地调整交叉概率Pc、变异概率Pm及选择概率Pe。

2.2.2 遗传算法的自适应公式定义

针对以上需求分析,具体的交叉概率Pc、变异概率Pm及选择概率Pe公式定义如下:

式中,max为最大进化代数;now为当前代数;Pcbef与Pmbef分别表示上一代的交叉概率和变异概率。

2.2.3 定性分析

初始化Pcbef=0.5,Pmbef=0.9,max=10,对式(2)~式(4)进行定性分析,如图2所示。

图2中,随着种群迭代次数的增大,交叉、变异能力逐渐减弱,选择复制能力逐渐增强,使得在种群进化的前期,赋予了较大的交叉、变异能力。目的是增强种群的多样性,有利于克服局部极小,使算法能尽早地从全局范围内搜索定位故障;而在进化的后期,顺序搜索能力增强,同时有利于提高收敛性。这种自适应遗传操作,不仅在迭代前期有较强的全局捕捉搜索能力,而且在后期有较强的查漏补余能力,具有收敛性好、避免局部极小等特点,符合本设计的目的需求。

3 故障检测定位方法设计

故障树的任意一个最小割集的发生,都会导致顶事件的发生,而最小割集由一个或多个底事件组成,虽然底事件的发生有着不同的概率,但实际表明有可能发生概率小的事件。所以,对故障树的所有底事件进行快速检查是一种科学的方法,具体的故障检测定位流程如图3所示。

其中,检测最小割集就是对该最小割集中的所有底事件进行检测。如果本最小割集中的所有底事件均异常,则判断该最小割集为异常。适应度函数选为已经检测完的底事件的数目。

(1)初始化:将故障树的所有底事件按顺序紧密地排列在一起,并分配顺序号作为整个群体,从中等步长间隔均匀地选取出一部分个体作为初始种群。

(2)选择:依式(4)概率复制选取父代个体的下一个个体的染色体,加入子代种群。

(3)交叉:依式(2)概率对父代个体的部分基因进行交换,形成新个体,加入子代种群。

(4)变异:依式(3)概率对父代个体的部分基因进行变异,产生新的个体,加入子代种群。为防止溢出,变异应控制在步长以内。

遗传操作过程中,应保持整个种群的数目不变。另外,在对故障树的底事件进行检测时,对已检测的底事件进行标记,以防止在交叉或变异过程中的重复检测带来的时间损失;图3中,同一个底事件可能存在于不同的最小割集当中,如果某个底事件异常,就要检测所有包含该底事件的最小割集,具体方法请参考文献[2]。

4 仿真分析

某型导弹子系统故障树的底事件为188个,最小割集为350个,限于篇幅原因,本文未给出故障树。故障检测定位算法中采用实数编码,即正整数i(i=1,2,3,…188)表示该故障树的第i个底事件。均匀初始化时,取步长ΔE=21,即初始种群(i=1,22,43,64,85,106,127,148,169),适应度函数选择见式(1)。如果底事件在标准范围之内如果为健康(用0表示),否则该底事件异常(用1表示)。出现故障底事件,将检测包含该底事件最小割集的其他底事件,以期尽早定位故障原因。

为此,本文以该型导弹的子系统测试数据为依据,在Windows平台下进行Matlab仿真,初始化Pcbef=0.5,Pmbef=0.9,结果如图4、图5所示。

图4中纵坐标1表示故障(异常),0表示正常。结果显示编号为288的最小割集为导致顶事件发生的原因,其所含的底事件编号为:4,24,26,31,158,185。而其他底事件发生的不正常现象并未导致顶事件的发生。仿真结果与实际相符。

由图5得出,在种群进化到第3代的时候已经将导致顶事件发生的最小割集定位;当种群进化到第4代时,已经检测完所有的底事件,收敛速度较快。为了能更清楚地说明问题,本文进化代数选为10,正常情况下进化到第3代时就已经定位故障,检测过程至此结束。

仿真结果表明,本文算法进化到第3代时只检测了18个故障树的底事件,即得出将故障定位为编号288的最小割集异常的结论,而传统的顺序检测方法需要检测185个底事件才可以定位故障。可见,本文的故障检测定位算法能够大大节约故障定位时间。

本文在深入分析了故障树及故障检测特点的基础上,对遗传算法作了一定的改进,定义了新的自适应交叉、变异和选择概率公式,并设计了用一种均匀初始化的新型自适应遗传算法的故障定位方法。仿真实验表明,该方法能够提高故障定位的效率,尤其在大型复杂故障系统中体现得更为明显。

参考文献

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[2]王久崇,樊晓光,万明,等.一种改进的故障树模糊诊断的方法及其应用[J].计算机工程与应用,2012,48(14):226-230.

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[4]刘东.基于故障树分析的航空装备故障诊断及系统开发研究[D].西安:空军工程大学,2009.

[5]崔焕庆,周传爱.应用Petri网求解事故树最小割集的方法研究[J].计算机工程与设计,2011,32(2):580-583.

[6]黄友锐.智能优化算法及其应用[M].北京:国防工业出版社,2008.

计算机故障检测与定位 篇8

电力电缆广泛应用于各个领域, 但是当电缆发生故障时, 由于电缆敷设隐蔽, 很难发现故障位置, 这给迅速排除故障恢复供电带来困难。如果能够准确地测量电缆故障点的位置, 可以大大缩短寻找故障点的时间, 迅速排除故障以确保正常供电。目前, 通常采用测距方法确定电缆的故障位置。根据检索资料, 国外采用该方法已取得了较好的成果, 奥地利一家公司生产的测距装置精度可在1 m以内, 但价格非常昂贵;国内在测距方面也取得了一定的进展, 但测距误差仍有5～8 m, 因为在测距时使用的行波波速是恒定不变的光速, 这样必然会造成测距的误差。为此, 本文采用正向电压行波与反向电压行波极性的不同进行电缆故障测距定位检测, 可减少测距误差, 从而可以迅速地确定电缆故障位置, 便于维修。

1 电缆故障点的检测方法

电缆故障点的检测方法有很多, 主要有基于工频基波分量的阻抗法故障测距定位、解微分方程法故障测距定位和行波法故障测距定位等。前2种方法都是利用阻抗法进行故障定位, 阻抗法是建立在对输电线路故障后稳态信号的分析和求解的基础上, 长期以来获得了较广泛的关注, 并取得了较好的理论和实际研究成果。但是以往在我国由于技术和经济等方面的原因, 一般的线路都不装设专门的故障测距装置, 都是根据故障录波图形或录波数据采样基于工频基波分量的方法测距, 这种方法往往比较粗糙。近年来, 随着GPS技术的广泛应用, 双端同步数据采集的应用使得基于解微分方程故障测距法可以实现较精确的测距并得到较广泛的应用。尽管如此, 由于利用阻抗测距定位的方法与线路参数密切相关, 对于高阻接地、多端电源线路及采用了串联补偿装置的交流输电线路或直流输电线路, 这种方法很难实现。行波法是利用行波的传播距离在假定波速恒定的情况下与传播时间成正比的原理来完成故障测距定位的。这种方法受线路类型、故障类型、过渡电阻等因素的影响小, 因此, 越来越受到国内外学者的关注。为了更好地深入研究, 本文采用行波故障测距定位方法分析电缆故障位置。

1.1 行波极性的确定

行波分为电压行波和电流行波, 而电压行波和电流行波又有前行电压、电流行波和反行电压、电流行波之分。电压行波与电流行波的比值为波阻抗, 波阻抗为一定值, 故电压行波与电流行波波形相同。假定正电荷向x轴正方向运动而形成的电流行波的极性为正, 则正极性前行电压波必然伴随正极性的前向电流波。反之, 负极性前行电压波必然伴随负极性前行电流波, 即前行电压波和前行电流波极性相同。对于反向行波, 正极性的反行电压行波的正极性电荷向x轴反方向运动, 与它对应的反向电流行波极性为负。同样, 如果反行电压行波为负, 则意味着负的电荷向x轴反方向运动, 与此对应的电流行波极性为正。所以反行电压行波极性与反行电流行波极性相反。由此可以得出, 前行电压波与前行电流波极性相同, 反行电压波与反行电流波极性相反, 而正向电流行波和反向电流行波的极性相同[1]。

1.2 行波测距定位

行波在无损导线上传播时会在导线周围空间建立电场和磁场, 行波沿无损导线的传播过程就是平面电磁场的传播过程。架空线路周围介质是空气, 故电磁场的传播速度必然等于光速。而电缆一般都敷设于地下, 所以, 电缆周围的介质随环境变化而变化[2,3]。电缆线路如图1所示。

当在F点发生接地故障时, 在故障点处同时产生向线路两端传播的同极性的电压行波u1 和u2, 当初始行波u1到达母线C时, 安装在母线C处的保护3捕捉经过小波变换后的初始行波波头并记录行波波头到达时间。同时, 由于阻抗的不连续性, 行波在母线C处发生反射, 反射波到达故障点后, 再一次发生反射和透射现象, 透射波的极性不变, 将继续前行到达母线D, 而反射波将返回母线C处, 此时的反射波极性与初始电压行波u1的极性相同。当故障点反射波到达保护安装点3时, 保护装置再次捕捉行波的波头并记录波头的到达时刻。第二次记录的时间与第一次记录的时间差的一半就是行波由故障点F到保护安装点3所用的时间。根据式 (1) 即可确定保护安装点到故障点的距离x[2]。

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式中:ν=2.2×108 m/s (橡胶绝缘电缆) , 为行波速度;Δt为第二次记录的时间与第一次记录的时间差。

当保护装置设置为只捕捉与初始电压行波波头极性相同的行波时, 不捕捉与初始行波波头极性不同的行波波头。所以当初始行波u2到达母线D时发生反射, 反射波的极性与初始行波u2的极性相反, 反射波在故障点F处发生反射和透射, 透射波的极性不变, 继续向前运动到达保护3处, 但此时由于行波的极性与初始行波u1的极性相反, 保护装置不捕捉行波的波头。所以, 端电压反射波不影响行波测距。同理, 保护4也会测得故障点F到保护4的距离, 从而完成测距定位。

2 EMTP软件仿真

2.1 软件介绍

目前电力系统仿真多用EMTP实现, EMTP即电磁暂态分析程序, 该程序具有规模大、功能强、模拟真实、仿真时速度快、数值计算稳定等优点, 其典型的应用是预测电力系统在某个扰动之后变量随时间变化的规律。将EMTP的稳态分析和电磁暂态分析相结合, 可以作为电力系统谐波分析的有力工具。

2.2 故障点的仿真

电缆线路仿真参数如表1所示。

2.2.1 故障发生在小于CD段线路的一半处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 以图1中a 点故障为例分析, 如图2所示。从图2可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度小于本段线路全长的一半时, 故障点的反射波将第一个到达保护安装点, 其极性和故障初始行波的极性相同, 且其小波变换后的模极大值也比较大。而对端母线和相邻母线的反射波到达保护安装点比较滞后, 且其极性均与初始行波和故障点反射波的极性相反, 其小波变换的模极大值也很小, 这些特点对于准确捕捉故障点反射波的波头, 进行精确测距是有利的[4]。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点b发生在距C点370 m处。从图2可以看出, 故障初始行波在1.7×10-6 s处, 反射波在5.05×10-6 s处, 由式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (5.05-1.7) ×10-6

=368.5

与实际距离只差1.5 m。

2.2.2 故障发生在CD段线路的中间处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长一半时, 以图1中b 点故障为例分析, 如图3所示。从图3可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度等于本段线路全长的一半时, 对端母线D的反射波透过故障点后与故障点反射波发生重叠, 由于二者极性相反, 所以, 重叠后使叠加波经过小波变换后的模极大值变小, 但是变化不大, 且其极性仍与故障初始行波和故障点反射波的极性相同。原因是由于故障点过渡电阻比较小, 对端母线D的反射波在故障点处透射的部分非常小, 故经过小波变换后的模极大值也非常小, 所以, 虽然其极性和故障点反射波极性相反, 但与故障点反射波合成后, 故障点反射波的小波变换模极大值变化不大, 仍然不会影响对故障点反射波波头的捕捉以及测距的精度。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点b发生在距C点500 m处。从图3可以看出, 故障初始行波在1.8×10-6 s处, 反射波在6.35×10-6 s处, 由公式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (6.35-1.8) ×10-6

=500.5

与实际距离只差0.5 m。

2.2.3 故障发生在大于CD段线路的一半处

当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 以图1中c 点故障为例分析, 如图4所示。从图4可以看出, 当故障发生在距离保护安装点的长度大于本段线路全长的一半时, 故障点的反射波将最后一个到达保护安装点, 并且故障初始行波和故障点反射波经过小波变换后的模极大值略有减小, 这是由于行波在线路中的传播长度增加后能量损耗造成的, 而各波头的极性与图2相比较没有变化, 所以对行波波头的捕捉和测距精度没有影响。

仿真过程中, 设CD段全长为1 000 m, 故障点c发生在距C点650 m处。从图4可以看出, 故障初始行波在2.5×10-6 s处, 反射波在8.4×10-6 s处, 由公式 (1) 得:

x|m=0.5νΔt

=0.5×2.2×108× (8.4-2.5) ×10-6

=649

与实际距离只差1 m。

3 结语

本文提出了一种采用电压行波测距确定电缆不同故障点位置的方法。该方法采用电压行波与小波变换模最大值的关系判别初始行波、故障点反射波以及其它波的极性, 以确定电缆线路故障位置。采用EMTP软件仿真, 验证了该方法的可靠性。该方法可以使误差限制在1.5 m之内, 比国内同类方法的精度提高约3倍, 大大提高了电缆线路故障位置确定的准确度, 节省了人力、物力, 从而提高了电力部门的经济效益。

参考文献

[1]周泽存.高电压技术[M].北京:水利电力出版社, 1991.

[2]卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[3]熊元新, 刘兵.基于行波的电力电缆故障测距方法[J].高电压技术, 2002, 28 (1) :8~10.