試析電氣控制中常見低壓電器故障及其檢修方法

侯 聰

神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司公用事業(yè)公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300

1 電氣控制中常見的低壓電器分析

1.1 低壓電器的識(shí)別

各種低壓電器共同組成接觸器控制線路。因此，對(duì)于一個(gè)較為復(fù)雜的電氣控制線路而言，其故障原因大多是由電器故障所引發(fā)的。要想對(duì)電器故障進(jìn)行有效排除，首先要對(duì)故障位置進(jìn)行確定；要想對(duì)電氣故障問題進(jìn)行正確針對(duì)，必須了解和掌握這些電器元件。通常來(lái)說(shuō)，低壓電器識(shí)別方法主要包括外形識(shí)別、型號(hào)識(shí)別以及安裝位置識(shí)別這三種。對(duì)于電氣維修技術(shù)人員而言，不僅要熟悉傳統(tǒng)的低壓電器元件，還要在實(shí)踐過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)，了解新型電器元件，便于檢修工作的順利開展。根據(jù)低壓電器元件的型號(hào)，可以對(duì)其規(guī)格、用途、類型等進(jìn)行識(shí)別。一般來(lái)說(shuō)，工作電壓不超過(guò)直流1500V、交流1200V的電器被稱為低壓電器。隨著建筑市場(chǎng)不斷完善，低壓電器種類也越來(lái)越多，國(guó)內(nèi)規(guī)定的低壓電器產(chǎn)品，其型號(hào)主要適用于轉(zhuǎn)換開關(guān)、斷路器、接觸器、控制器、控制繼電器、電阻器等十二類電器產(chǎn)品[2]。

1.2 低壓電器的構(gòu)成

過(guò)去人們大多將關(guān)注重點(diǎn)放在高壓電器上，對(duì)低壓電器較為忽視。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對(duì)電力資源的需求量也越來(lái)越大。在這種情況下，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全至關(guān)重要，因此低壓電器在電網(wǎng)中的地位有了較大提升。低壓電器主要由接觸器、繼電器、真空斷路器等元件構(gòu)成，每一個(gè)部件看似獨(dú)立，但是卻存在密不可分的聯(lián)系，任何一個(gè)部件出現(xiàn)問題，都可能對(duì)低壓電網(wǎng)的運(yùn)行安全造成威脅。

1.3 低壓電器特點(diǎn)

相較于普通電器，低壓電器的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在智能化方面，其基本特點(diǎn)如下：配電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的高次諧波可通過(guò)智能化配電電器消除，有效提升操作精確度；對(duì)于電力啟動(dòng)條件來(lái)說(shuō)，智能化過(guò)載電器啟動(dòng)可靠性更高、適用范圍更廣；通過(guò)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，智能化電器可實(shí)現(xiàn)集中配電、控制、調(diào)度和維護(hù)，自動(dòng)化程度更高；智能化低壓電器能將運(yùn)行過(guò)程中多余數(shù)據(jù)減少，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享[3]。

2 電氣控制中常見低壓電器故障及其檢修方法

2.1 傳統(tǒng)檢測(cè)和智能檢測(cè)技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣控制中低壓電器故障檢測(cè)技術(shù)也有了較大完善。過(guò)去的低壓電器試驗(yàn)依靠繼電器進(jìn)行解除控制，現(xiàn)在正逐漸發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制、PLC控制。手動(dòng)電器是衡量低壓電器試驗(yàn)自動(dòng)化操作水平的重要標(biāo)志。在進(jìn)行上電壽命試驗(yàn)時(shí)，要想確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，依靠傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，但是現(xiàn)在可以利用低壓電器試驗(yàn)技術(shù)，包括參數(shù)采集處理技術(shù)、負(fù)載模擬技術(shù)等，直接獲取低壓電器中的功率因數(shù)、時(shí)間常數(shù)以及電源頻數(shù)等各類參數(shù)。在國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，許多新型智能檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，大大提高了電器試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理效率，甚至可以實(shí)現(xiàn)電氣特性參數(shù)的瞬時(shí)采集與處理。在生產(chǎn)低壓電器設(shè)備元件時(shí)，精確的試驗(yàn)參數(shù)能夠有效提高設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量。隨著智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步，還出現(xiàn)了斷路器中電弧故障檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)分析、比較電路正常電弧與故障電弧之間的差異，能夠在線檢測(cè)電流故障，利用斷路器進(jìn)行瞬時(shí)保護(hù)，同時(shí)具備自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)控制功能，實(shí)現(xiàn)了低壓電器設(shè)備檢測(cè)水平的大幅度提升，極大地完善了我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)[3]。

2.2 線圈故障檢修

線圈故障是低壓電器常見故障之一。在線圈兩端電壓不變的情況下，電阻與電流呈反比關(guān)系。如果銜鐵處在分離部位，線圈阻抗降到最低，電流通過(guò)量達(dá)到最大。當(dāng)鐵芯處于吸合狀態(tài)下，鐵芯與銜鐵之間的距離會(huì)縮小，同時(shí)線圈阻抗增加。一旦鐵芯完全吸合，電流通過(guò)量達(dá)到最低。不管是何種原因，一旦鐵芯與銜鐵之間存在不完全吸合現(xiàn)象，就會(huì)有較大電流通過(guò)線圈，導(dǎo)致線圈發(fā)熱甚至燒毀。除此之外，線圈匝間短路也會(huì)導(dǎo)致其絕緣損壞，當(dāng)局部線圈有短路電流產(chǎn)生時(shí)，線圈溫度會(huì)急劇升高，最終燒毀線圈。因此，在進(jìn)行線圈檢修時(shí)，一般采取重新繞制線圈的方法。如果短路匝數(shù)不掉且接近端頭部位，可以只將損壞線圈拆除，繼續(xù)使用正常部位的線圈，這樣并不會(huì)影響電氣設(shè)備性能。

2.3 觸點(diǎn)故障檢修

觸頭故障一般有兩種，即觸電熔焊、觸電過(guò)熱。前者主要是由于在閉合狀態(tài)下，觸點(diǎn)有較大電弧出現(xiàn)，導(dǎo)致觸點(diǎn)嚴(yán)重跳動(dòng)；后者主要是由于觸頭壓力不足、表面氧化或臟污，從而導(dǎo)致其容量低。此時(shí)需要認(rèn)真檢查觸點(diǎn)表面的臟污情況、氧化情況，使用汽油清洗干凈觸頭表面，或者利用油光銼、小刀等銼掉銅質(zhì)觸點(diǎn)表面的氧化層。對(duì)于銀點(diǎn)氧化層來(lái)說(shuō)，由于其導(dǎo)電性較好，同時(shí)可發(fā)生還原反應(yīng)，因此大多不處理這種氧化層。在觸點(diǎn)氧化層處理完畢后，還要仔細(xì)觀察其表面的燒毛情況，一旦存在燒毛情況，需要利用相關(guān)工具進(jìn)行整修。值得注意的是，整修工具可以是油光銼或小刀，但不可以是砂布，無(wú)需整修的太光滑。在觸點(diǎn)閉合情況下，需要將觸點(diǎn)內(nèi)部嵌入的殘留砂粒整理干凈，以免出現(xiàn)觸點(diǎn)接觸不良的情況。針對(duì)觸點(diǎn)熔焊情況，需要及時(shí)更換觸點(diǎn)，尤其是要求其容量足夠。如果低壓電器設(shè)備壓力不夠，可以利用彈簧對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，直至低壓電器恢復(fù)原有壓力。在調(diào)整結(jié)束后，如果不能恢復(fù)觸點(diǎn)壓力，需要對(duì)觸點(diǎn)或彈簧進(jìn)行更換。

2.4 熱繼電器故障檢修

熱繼電器故障一般包括三種，即熱元件燒斷、熱繼電器誤動(dòng)作和不動(dòng)作。第一，熱元件燒斷。如果電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，或者在啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)聲音，一般是由于熱元件燒斷造成的。造成這一故障的主要原因?yàn)椋簾崂^電器動(dòng)作太快，或者出現(xiàn)負(fù)載短路現(xiàn)象。此時(shí)需要將電源及時(shí)切斷，對(duì)電路進(jìn)行檢查并將短路故障排除，更換新的熱繼電器，并對(duì)新設(shè)備的整定值進(jìn)行重新調(diào)整；第二，熱繼電器誤動(dòng)作。造成熱繼電器誤動(dòng)作的原因包括：熱繼電器整定值過(guò)小，還沒有過(guò)載就開始啟動(dòng)；對(duì)熱繼電器操作太快，導(dǎo)致電流經(jīng)常沖擊到熱元件；熱繼電器使用場(chǎng)所內(nèi)存在振動(dòng)、沖擊強(qiáng)烈的情況，導(dǎo)致其動(dòng)作構(gòu)件松動(dòng)；第三，熱繼電器不動(dòng)作。造成這一故障的主要原因?yàn)椋簾崂^電器整定值過(guò)大，造成過(guò)載時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)需要在負(fù)載工作電流的基礎(chǔ)上，對(duì)整定電流進(jìn)行合理調(diào)整。當(dāng)熱繼電器使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行定期校驗(yàn)，確保其動(dòng)作可靠。

2.5 時(shí)間繼電器故障檢修

空氣阻尼式時(shí)間繼電器在電氣控制系統(tǒng)中較為常用，延時(shí)不準(zhǔn)確是該類型時(shí)間繼電器經(jīng)常出現(xiàn)的故障問題。造成這一故障的主要原因包括：在拆卸和重新組裝空氣室的過(guò)程中，由于密封工作沒有做好，導(dǎo)致漏氣現(xiàn)象出現(xiàn)，從而縮短動(dòng)作延時(shí)，甚至造成不延時(shí)。在這種情況下需要對(duì)空氣室進(jìn)行重新裝配，及時(shí)更換老化或者損壞的橡皮膜，做好密封工作；在設(shè)備拆裝過(guò)程中，空氣通道內(nèi)部進(jìn)入灰塵或其他雜物，阻礙空氣隧道的暢通性，從而延長(zhǎng)時(shí)間繼電器的動(dòng)作延時(shí)。此時(shí)需要將空氣室拆開，將其中的灰塵清理干凈，即可有效排除故障。

2.6 速度繼電器故障檢修

如果反接制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)無(wú)法制動(dòng)或者停車，可能是由于膠木擺桿斷裂、觸點(diǎn)接觸不良等原因造成的，此時(shí)需要更換膠木擺桿，并對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行故障檢修。

2.7 軟啟動(dòng)器故障檢修

軟啟動(dòng)器常見故障如下：第一，未按照正確順序操作啟動(dòng)方式，其正確的供電順序應(yīng)當(dāng)是先主電路，后控制電路；第二，電機(jī)接線端子部位和電源線之間的連接出現(xiàn)松動(dòng)或者脫落，導(dǎo)致接觸不良；第三，整定值過(guò)小，導(dǎo)致保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作；第四，控制線路存在接觸不良的問題。

2.8 變頻器故障檢修

調(diào)試人員應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定步驟調(diào)試變頻器，對(duì)變頻器各項(xiàng)功能參數(shù)、負(fù)載工藝要求等進(jìn)行充分理解，并做好參數(shù)設(shè)置工作。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行全面考慮，盡量確保調(diào)試工作一次成功。具體措施包括：第一，對(duì)變頻器面板上的運(yùn)行停止鍵進(jìn)行手動(dòng)操作，對(duì)電機(jī)停止過(guò)程與變頻器監(jiān)視狀況加以觀察，以免出現(xiàn)異常；第二，在電機(jī)啟動(dòng)及停止階段，如果變頻器產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，需要對(duì)加速時(shí)間及減速時(shí)間進(jìn)行重新設(shè)定；第三，如果以上兩個(gè)步驟仍無(wú)法解決變頻器故障問題，可以根據(jù)實(shí)際情況，將最大電流保護(hù)值適當(dāng)增加，保護(hù)余量至少要留出10%～20%。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想確保電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行正常、提高供電可靠性及安全性，必須對(duì)低壓電器故障進(jìn)行及時(shí)檢修。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣控制中的低壓電器故障檢修技術(shù)也有了較快發(fā)展，檢修人員應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的低壓電器故障檢修經(jīng)驗(yàn)、檢修技術(shù)，并將其合理應(yīng)用到實(shí)際工作中，切實(shí)保障低壓電器的運(yùn)行安全、運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際難題，并且在實(shí)踐中豐富理論知識(shí)，推動(dòng)低壓電器智能化、現(xiàn)代化發(fā)展，維護(hù)我國(guó)用電安全。