柴油发电机工作原理.docx

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柴油发电机工作原理

柴油发电机组的详细保养程序

A级详细保养方法

一、每日保养：

1、检查柴油发电机组工作日报。

2、检查柴油发电机组：

机油平面，冷却液平面。

3、日检柴油发电机组有无损坏、掺漏，皮带是否松弛或磨损。

二、每周保养：

1、重复每日的A级柴油发电机组检查。

2、检查空气滤清器，清洁或更换空气滤清器芯子。

3、放出燃油箱及燃油滤清器中的水或沉积物。

4、检查水过滤器。

5、检查起动蓄电池。

6、起动柴油发电机组并检查有无影响。

7、用空气枪及清水冼冷却器前后端的散热片。

B级详细保养方法

1、重复A级柴油发电机组每日和柴油发电机组每周的检查。

2、更换柴油发电机组机油。

（机油更换周期为250小时或一个月）

3、更换机油滤清器。

（机油滤芯更换周期为250小时或一个月）

4、更换燃油滤清器滤芯。

（更换周期为250小时或一个月）

5、更换冷却液或检查冷却液。

（水滤芯更换周期为250-300小时，在冷却系统中加注补充冷却液DCA）

6、清洁或更换空气滤清器。

（空气滤清器更换周期为500-600小时）

C级详细保养方法

1、更换柴油滤清器、机油滤清器、水过滤器，更换水箱中的水及机油。

2、调整风扇皮带涨紧度。

3、检查增压器。

4、拆、检及清洗PT泵、执行器。

5、拆开摇臂室盖，检查丁字压板，气门导管及进、排气门。

6、调整油嘴升程；调整气门间隙。

7、检查充电发电机。

8、检查水箱散热器及清洗水箱外部散热器。

9、水箱内加水箱宝，清洗水箱内部。

10）检查柴油机传感器及连接导线。

11）检查柴油机仪表箱。

D级详细保养方法

1、更换机油、柴油、旁通、水滤清器，更换机油及发动机循环水。

2、清洁或更换空气滤清器。

3、拆开摇臂室盖，检查气门导管，丁字压板。

4、检查调整气门间隙。

5、更换摇臂室上下垫。

6、检查风扇及支架，并调整皮带。

7、检查增压器。

8、检查柴油发电机组电气线路。

9、检查电机励磁部分线路。

10、检量仪表箱内连接线路。

11、检查水箱及外部清洗。

12、修理或更换水泵。

13、拆检壹缸主轴瓦及连杆瓦磨损情况。

14、检查或调整电子调速工作状况。

15、对准柴油发电机组润滑点压注润滑油脂。

16、对准柴油发电机组励磁部分进行除尘工作。

17、检查增压器轴向及径向间隙，如超差应及时修复。

18、清洗并校正喷油嘴、燃油泵

编辑本段发电机的发展前景

全国水电供应因多方原因出现了严重紧缺，用电受到一定程度限制，而近几年，正是我国工业经济快速发展的时期，众多企业都纷纷加足马力投入大规模生产;其次是前两年众多厂家购买发电机是为了应急，在购买时没有长远打算，而事过境迁所购的小型发电机已适应不了新需求，在此情况下，更新换代的发电机也占了很大一部分;再者就是机电产品每年的出口量都在递增，水泵和发电机的市场空间在近几年内还会很大。

正是在三方因素的促进下，五金城水泵和发电机市场又一次迎来了新的发展机遇。

编辑本段柴油发电机组额定参数

在柴油发电机组选购的过程中，掌握柴油发电机组额定参数显得尤其重要。

下面我们就来了解一下柴油发电机组的额定参数有哪些？

（1）额定功率（pe）：

指柴油发电机组在额定运行情况时所能输出的最大有功功率，单位为千瓦（kW）或兆瓦（MW）。

（2）额定功率因数（cosφ）：

指电机额定运行时的功率因数。

（3）额定电压（Ue）：

指柴油发电机组在正常运行时的线电压，单位为伏（V）或千伏（kW）。

（4）额定电流（Ie）：

指柴油发电机组在额定状态运行时的线电流，单位为安（A）或千安（kA）。

（5）额定转速（nc）：

柴油发电机组为了维持交流电的频率为50Hz时所需要的转速，单位为转/分（r/min）。

（6）额定效率（ηe）：

指柴油发电机组在额定状态运行时的效率。

（7）额定频率（fe）：

我国规定额定频率为50Hz。

（8）额定温升：

运行中柴油发电机组定子绕组和转子绕组允许比环境温度升高的度数。

我国规定环境温度以40℃计算。

编辑本段选购柴油发电机组

企业在选购柴油发电机组时，应该注意哪些问题呢？

柴油发电机组广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部门、工矿企业等特殊用途的独立电源。

企业在选购柴油发电机组要有自己的标准。

1.选购的柴油发电机组性能和质量必须符合有关标准要求

选购通信用柴油发电机组，必须达到GB2820-1997中G3级或G4级规定的要求，同时和《通信用柴油发电机组的进网质量认证检测实施细则》规定的24项性能指标要求，同时要通过我国行业主管部门所设立的通信电源设备质量监督检验中心的严格检验。

选购军事通信用柴油发电机组，必须达到有关GB2820-1997、GJB相关标准和部队有关部门制定的《通信电源设备的质量检测标准》的规定，并要通过有关组织部门对设备质量的严格检验。

2.选购柴油发电机组应考虑的主要因素

选购柴油发电机组应考虑的因素主要有机械与电气性能、机组的用途、负荷的容量与变化范围、自动化功能等。

（1）柴油发电机组的用途。

由于柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况。

因此不同用途对柴油发电机组的要求就有所区别。

（2）柴油发电机组负荷容量。

应根据不同用途选择负荷容量和负荷的变化范围，确定柴油发电组机的单机容量和备用柴油发电机组容量。

（3）柴油发电机组的使用环境条件（主要指海拔高度和气候条件）

（4）柴油发电机组的选择

（5）选购柴油发电机组要注意发电机与励磁方式

（6）柴油发电机组的自动化功能的选择

编辑本段柴油发电机组噪声处理

柴油发电机组噪声源分析

　　柴油发动机组噪声是由多种声源构成的复杂声源。

按照噪声辐射方式,它可分为空气动力噪声、表面辐射噪声和电磁噪声。

按照产生的原因,柴油机表面辐射噪声又可分为燃烧噪声和机械噪声。

其中空气动力噪声为主要噪声源。

　　1.空气动力噪声是由于气体的非稳定过程,即由气体的扰动以及气体与物体的相互作用而产生的。

直接向大气辐射的空气动力噪声,包括进气噪声、排气噪声和冷却风扇噪声。

　　2.燃烧噪声和机械噪声很难严格区分,通常将由于汽缸内燃烧形成的压力波动通过缸盖、活塞、连轩、曲轴、机体向外辐射的噪声称为燃烧噪声。

将活塞对缸套的撞击和运动件的机械撞击振动而产生的噪声称机械噪声。

一般直喷式柴油机燃烧噪声要高于机械噪声,而非直喷式柴油机的机械噪声则高于燃烧噪声。

但是低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。

　　3.电磁噪声是由发电机转子在电磁场中高速旋转产生的。

噪声的控制措施

　　柴油发电机组的噪声尤以排气噪声为主,噪声呈明显的低频性。

在噪声源无法降低的情况下,可根据需要对该柴油发电机组采取隔声、吸声和消声的综合治理。

　　1.机房通风及消声。

　　实际工作中我们在考虑方案时既要有效降噪,又要满足发电机组运行需要的空气流量。

（1）机房进风消声系统

　　①为满足机组运行时所需的冷却风和燃烧空气量,机房采用机械进风方式通风。

　　②在机房外用砖砌两个进风道,进风道墙体下分别安装一台低噪声轴流风机向机房内送风。

　　③进风道内安装一台大风量组合片式消声器,吸收气流噪声和机械噪声。

　　④进风道外墙体上开一进风口,进风口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网,防止异物进入风道内。

（2）机房排风消声系统

　　①在机房外用砖砌两个排风道。

　　②在每个排风道内安装一台大风量组合片式消声器,吸收排气流噪声和机械噪声。

　　③排风口设置在机组正前方,机组散热器前端设置减振柔性接头及导风扩容消声风管,连接到排热风消声道。

　　④排风道出口处安装特制铝合金百叶窗及防护丝网,防止异物进入风道内。

　　（3）机组排气消声器

　　发电机组随机配置的排气消声器的消声声量很小,以泰州市兆航机电有限公司生产的柴油发电机组为例，一般为15～20dB（A）,不能满足环保达标要求。

在机组的排气管上重新安上针对高、中、低不同频率噪声设计的高效微穿孔板排气消声器。

其特点为消声量大、阻力小、材质及结构耐高温。

排气管与机组烟气出口处采用金属波纹管连接,以减少因钢性连接而产生的振动噪声。

　　2.机房内吸声。

　　发电机房由于是砖砌混凝土结构,声反射强烈。

为了达到吸声效果,机房内墙面及顶面合理设置高效吸音材料,吸音层结构为铝合金穿孔扣板+离心吸音棉+轻钢龙骨+支吊架。

机房内原平均吸声系数α1≈0.10,加装吸声材料后机房内平均吸声系数α2≈0.75～0.85左右,其吸声量可达9～12dB（A）,混响时间可降至2～3s。

机房内的响度也随之大大下降,极大地改善了工作条件,同时可提高机房的隔声性能。

　　3.隔声系统。

　　为保证机房良好的隔声性能,在机房与机房外相通处,安装防火隔声门,门缝密封材料为橡胶密封条。

其它会引起漏声的孔洞用砖墙封堵。

治理效果

　　通过治理机房界外噪声达到国家《城市环境噪声标准》（GB-3096-82）中二类区标准,经现场测试白天≤55dB（A）,晚上≤45dB（A）达到了消除噪声污染的目的。

编辑本段柴油发电机组的工作原理

　　在柴油发电机组汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在柴油发电机组活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。

柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。

柴油发电机组各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

这样柴油发电机就完成了一个工作循环。

　　随着一个又一个工作循环重复进行,柴油发电机组连续运转。

柴油机的控制核心是通过控制喷油泵来调节和稳定转速,一般分为机械调速和电子调速。

电子调速器采用双闭环控制,用转速传感器检测柴油机转速,把检测结果转换成比例的电信号,将之与给定的标准转速信号比较,得出偏差信号,再与柴油发电机组执行器的位置反馈信号相加,以合成后的信号作为执行器动作的输入信号,通过控制柴油发电机组喷油泵齿杆位置来调节供油量,从而达到调速稳速的目的。

目前国外柴油机也引用了先进的发动机的“电喷”控制技术,在带载特性、节约燃油和环保排放以及降低噪音等方面性能卓越。

发电机组的有功调节就是对柴油发电机转速的调节。

　　柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率，通常把柴油机组输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比。

　　柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种小型独立的发电设备，以内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油发电机组的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

　　作为一种小型发电设备，柴油发电机组是以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的。

整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。

柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。

如果使用者需要长时间不间断使用，则需要配置常用型发电机组，也就是应机组应该要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。

柴油发电机组常用功率和备用功率的关系是：

比如用户需要100KW柴油发电机组，常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。

也就是备用。

100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。

编辑本段柴油发电机组性能指标

　　柴油发电机组性能指标1:

外观要求

（1）柴油发电机组的界限尺寸、安装尺寸及连接尺寸均符合规定程序批准的厂品图样

（2）机组的焊接应牢固，焊缝应均匀，无焊穿、咬边、夹渣及气孔等缺陷，焊渣焊药应清除干净；漆膜应均匀，无明显裂缝和脱落；镀层应光滑，无漏镀斑点、锈蚀等现象；机组紧固件应不松动。

　　（3）柴油发电机组的电气安装应符合电路图，机组的各导线连接处应有不易脱落的明显标志。

　　（4）柴油发电机组应有接地良好的端子。

　　（5）柴油发电机组标牌内容齐全

　　柴油发电机组性能指标2:

绝缘电阻和绝缘强度

（1）绝缘电阻：

各独立电气回路对地及回路间的绝缘电阻应大于2M

（2）绝缘强度：

机组各独立电气回路对地及回路间应能承受交流试验电压1min，应无击穿或闪烁现象。

　　回路电压试验电压

　　<100V750V

　　≥100V1440V

　　柴油发电机组性能指标3:

相序要求。

柴油发电机组控制屏接线端子的相序从控制屏正面看应自左到右或自上到下排序。

　　柴油发电机组性能指标4:

柴油发电机维持准备运行状态要求。

机组应具有加热装置，保证其应急启动和快速加载时的机油温度、冷却介质温度不低于15℃

　　柴油发电机组性能指标5:

自动启动供电和自动停机的可靠性检查

（1）接自控或遥控的启动指令后，柴油发电应能自动启动。

（2）机组自动启动后第3次失败时，应发出启动失败信号；设有备用机组时，程序启动系统应能自动地将　启动指令传递给另一台备用机组。

　　（3）从自动启动指令发出至向负载供电的时间应不超过3min

　　（4）柴油发电机自动启动成功后，首次加载量应不低于50%标定负载。

　　（5）接自控或遥控的停机指令后，机组应能自动停机；对于与市电电网并用的备用机组，当电网恢复正常后，柴油发电机应能自动切换或自动停机，其停机方式停机延迟时间应符合产品技术条件规定。

　　柴油发电机组性能指标6:

自动启动成功率。

自动启动成功率不小于99%。

　　柴油发电机组性能指标7:

空载电压整定范围要求。

机组的空载电压整定范围不小于95%-105%标定电压。

　　柴油发电机组性能指标8:

自动补给功能要求。

机组应能自动向启动电池充电。

　　柴油发电机组性能指标9:

自动保护功能要求。

机组应有缺相，短路（不大于250KW），过电流（不大于250KW），过速，水温缸温高，油压低保护。

　　柴油发电机组性能指标10:

线电压波形正弦畸变率。

在空载标定电压，标定频率下，线电压波形正弦畸变率<5%。

　　柴油发电机组性能指标11:

电压稳态调整率

　　≤250KW>250KW

　　3%2%

　　柴油发电机组性能指标12:

电压瞬态调整率

　　≤250KW>250KW

　　20%15%

　　柴油发电机组性能指标13:

电压稳定时间

　　≤250KW>250KW

　　≤2s≤1.5s

　　柴油发电机组性能指标14:

电压波动率

　　≤250kw>250kw

　　0.8%0.5%

　　柴油发电机组性能指标15:

频率稳态调整率

　　≤250kw>250kw

　　3%3%

　　柴油发电机组性能指标16:

频率瞬态调整率

　　≤250kw>250kw

　　9%9%

　　柴油发电机组性能指标17:

频率稳定时间

　　≤250kw>250kw

　　5s≤5s

　　柴油发电机组性能指标18:

频率波动率

　　≤250kw>250kw

　　≤0.8%≤0.5%

　　柴油发电机组性能指标19:

三相不对称负载下的电压偏差

　　柴油发电机组在25%的三相对称负载下，在任一相再加25%标定相功率的电阻性负载，机组应能正常工作，线电压的最大或最小值与三线电压平均值的5%。

　　柴油发电机组性能指标20:

噪声

　　在距机组柴油机和发电机1m处的噪声声压平均值:

　　≤250KW>250KW

　　≤102db（A）≤108db（A）

　　柴油发电机组性能指标21:

燃油消耗率。

机组标定功率在120

　　柴油发电机组性能指标22:

柴油发电机消耗率。

机组标定功率>40KW，机组消耗率≤3.0G/KW.H

　　柴油发电机组性能指标23:

在标定工况下运行试验

　　机组在所规定的工作条件下，机组能以标定工况正常连续运行12h（其中包括过载10%运行1h），且柴油发电机组应无漏水和漏气现象。

　　柴油发电机组性能指标24:

遥控、遥信和遥测性能

（1）智能型机组

　　200KW以上的机组应为智能型，其监控内容和接口要求如下：

　　①遥控：

开/关机、紧急停车、切换主备用机组。

　　②遥信：

工作状态（运行/停机）、工作方式（自动/手动）、主要用机组，过压、欠压、过流、频率

　　③遥测：

三相输出电压、三相输出动电池电压、输出功率。

　　④接口：

应具有通信接口（RS-232和RS-485/422）并能提供完整的通信协议。

（2）非智能型机组

　　200KW及以下的非智能型机组无遥控、遥信和遥测要求。

编辑本段柴油发电机组拉缸故障

　　1.柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化，排气冒黑烟。

　　2.活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏，气体密封失效，机油的消耗量及窜气量迅速增加，使发动机不能正常运转，甚至在很短的时间内，由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。

　　柴油发电机组拉缸故障原因

　　1.拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表面由于高温而“熔接”拉伤。

即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。

　　2.柴油发电机组拉缸的最根本的原因是油膜中断。

根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。

当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。

　　由此可见，供油状况不良，窜气严重，零件过大的接触应力破坏油膜，是造成拉缸的主要原因。

除了润滑、配合间隙、零件制造质量外，使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障，具体地说有如下几点：

　　1.活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。

　　2.润滑不良，如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。

　　3.柴油机过热。

　　4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。

　　5.活塞及活塞环质量差。

　　从使用的角度讲，还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车，起动前最好用摇把将曲轴转动几圈，使磨擦表面保持一定的润滑油。

编辑本段多台柴油发电机组并机运行

并机及并机柜的优点

　　全自动发电机组并机（并车），配有同步控制、负载分配模块和自动分合闸开关，整套并机柜装置具有性能先进，使用维护方便等特点。

对于由多台发电机组同时给负载供电的情况，为保证电网的可靠性，经济性须配有并机柜。

　　并机柜有以下优点：

1、提高供电系统的可靠性、连续性因为多机组并联成一个电网，供电的电压和频率稳定，可以承受较大负荷变化的冲击。

2、保养、维护更方便多台机组并联使用，可以集中调度，分配有功负载和无功负载，能使保养、维修方便及时。

3、更具经济性可以根据网上负载的大小，投入适当台数的小功率机组，以减少大功率机组小负载运行带来的燃油、机油浪费。

4、未来扩展更具有弹性只需安装现在所需功率之发电及并联设备，待以后公司需要扩展电网容量时，再增加柴油发电机组，并且能方便地实现扩展机组的并机，令初步投资更显经济。

并联运行的要求和条件

　　1、电子调速型发电机组；相序相同；电压相等；频率相同；相位相同。

自动并机屏：

最实用的自动化系统。

具有手动并联屏的所有功能。

在开关选择掣置于“自动”位置时，自动同步器可以自动调节待并机组的频率和相位，在同步时输出合闸信号，实现自动并机。

内置可编程控制器，可自动控制负载均衡，负载需求及机组运行之调度，确保电网可靠运行。

市电故障时，能自动启动发电机组，自动并联，并对并联系统各种故障进行监控。

多台发电机组并机的主要特点

　　1、手动/全自动并机方式选择。

　　2、同步并机准确,无冲击,并机时间短（不超过3秒）。

　　3、根据负载需要待并机组自动并机或解列,使运行更为经济。

　　4、多台机组并机工作时,负载分配差值小于5%,保证了机组运行的可靠性。

　　5、配合机组自启动控制模块,可以实现市电故障时自动启动和投入,自动并机;市电恢复后自动解列和停机。

6、具有逆功、过流、短路、机械故障、市电浮充电器故障指示和保护功能。

　　7、可以与ATS柜联合使用，市电来后，机组自动延时切除，负载转到市电端；市电故障时，机组自启动，负载转到发电机端。

这其中的转换中，市电总是优先的。

并机柜配置

　　1、柜体一般为国际电工标准柜体尺寸，也可按用户要求尺寸加工。

　　2、进线柜柜体数量：

1台/台机组。

3、柜体上所有指示仪表，所有控制继电器、转换开关、电位器均采用进口或国产优质产品，柜体的防护等级符合IP22标准。

4、并机控制模块：

电子调速模块、同步模块、负载分配模块、界面卡等。

5、参数显示：

电流、电压、频率、功率、功率因数表

　　6、断路器：

根据用户要求配置适当规格的快速合闸万能式空气断路器。

总结

　　综上所述多台柴油发电机组并机优点有：

控制系统经济、简单、灵活、方便，安全、可靠，完全可以满足用户动态负载的要求和需要。

编辑本段柴油发电机组主用功率和备用功率的含义

　　柴油发电机组的主用功率又称为连续功率或长行功率，在国内，普遍都是用主用功率来标识柴油发电机组的，而在国际上又是采用备用功率，又称为最大功率来标识柴油发电机组，市场上常常有不负责任的厂家用最大功率当作连续功率来介绍和销售机组，造成许多用户在这两个概念上产生误解。

　　柴油发电机组在我们国内是用主用功率即连续功率来标称的，发电机组能够在24小时之内连续使用的最大功率我们称之为连续功率，而在某一时段内，标准是每12个小时之内有1个小时可在连续功率的基础上超载10%，此时的机组功率就是我们平时所说的最大功率，即备用功率，也就是说，如果您购买的是主用400kw的机组，那么您12个小时之内有1个小时可以运行到440kw，如果您购买的是备用400kw的机组，假如您不超载平时都开在400kw，其实该机组一直都开在超载状态（因为该机组实际额定功率只有360KW），这对机组是非常不利的，将会缩短机组的寿命和造成故障率增高。

编辑本段柴油发电机组安全自动保护系统的分析

　　1、油雾保护系统

　　1.1工作原理

　　油雾保护系统的主要保护元件是油雾探测器，它能及时检测出有否因轴承过热或活塞环损伤造成过量漏气等故障而导致在曲轴箱内形成油雾，从而监视柴油机的主要运行部件——曲轴和气缸的工作状况是否正常。

在柴油机运行过程中它通过采样管系不停地抽出曲轴箱内的油气，并送至一个灵敏且准确的浓度测量装置。

该浓度测量装置包括一个红外线发射二极管和对侧一个光电接收二级管。

光电二级管感受红外线产生的光强度，并将光强度信号转换为电信号送至电子鉴定装置。

如果曲轴箱气体含有油雾（使得浓度测量装置测量通道的不透明度增加），部分红外线会在测量管内被吸收，光强度会减弱，因而电信号减弱。

浓度越高电信号减弱越多，当电信号降低到一个最低限值时（即油雾浓度超过最大限值时），电子鉴定装置将发出“油雾探测器高油雾”警