電氣控制柜中低壓電器的故障檢修與技術(shù)研究

肖小楠 姜帥

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，人們對供電質(zhì)量提出更高要求，低壓電器作為電氣控制柜中的重要組成，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響供電質(zhì)量。基于此，為保證供電穩(wěn)定性，本文分析電氣控制柜中低壓電器的常見故障，研究其檢修方法，重點(diǎn)研究檢修技術(shù)要點(diǎn)，以期為相關(guān)工作提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：故障檢修;電氣控制柜;低壓電器

引言：在電氣控制柜長時間運(yùn)作下，低壓電器難免出現(xiàn)老化、磨損等情況，在外部環(huán)境與人為操作失誤等因素的影響下，極有可能在運(yùn)作過程中出現(xiàn)故障。因此，應(yīng)對當(dāng)前低壓電器常見故障進(jìn)行分析，落實(shí)相應(yīng)的檢修技術(shù)，明確掌握技術(shù)要點(diǎn)，從而保證故障檢修效果與效率，降低故障發(fā)生率。

1.分析低壓電器在電氣控制柜中的常見故障

1.1低壓斷路器故障

在電氣控制柜中的低壓配電線路中，低壓斷路器主要是對線路電源起到保護(hù)作用，其主要構(gòu)成零部件包括脫扣器、觸頭、塑料外殼以及操作機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)緊湊。從當(dāng)前低壓斷路器主要出現(xiàn)的故障來看，最為常見的故障是短路燒毀故障，造成該故障的主要原因是生產(chǎn)設(shè)備啟動時，斷路器觸點(diǎn)經(jīng)過強(qiáng)大電流，在電流的作用下，若是觸點(diǎn)壓力不夠、開關(guān)容量下降，那么觸頭溫度升高，從而導(dǎo)致斷路器發(fā)熱，對該設(shè)備的絕緣性能造成影響。在斷路器相對地絕緣性能以及內(nèi)部相間的絕緣性能受到影響的情況下，斷路器內(nèi)部三相上下觸頭之間會形成相間短路狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生電弧，甚至出現(xiàn)燃燒等不良情況，燒毀斷路器。

1.2熱繼電器故障

在電動機(jī)控制電路中，熱繼電器主要負(fù)責(zé)對電路的斷開控制，以此實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的過載保護(hù)，所以，熱繼電器是一種過載保護(hù)元件。在其運(yùn)作過程中，電流流入時產(chǎn)生的熱量會使雙金屬片形變，進(jìn)而推動連桿動作將電路斷開，保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備。但是在電氣控制柜正常運(yùn)作過程中，熱繼電器可能會發(fā)生誤動作或者熱元件燒斷等故障。

1.3時間繼電器故障

在低壓電器系統(tǒng)中，時間繼電器是一種自動開關(guān)裝置，機(jī)械和電磁是支持其發(fā)揮作用的主要原理，在實(shí)際使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對開關(guān)的延時控制。其中空氣阻尼型時間繼電器主要應(yīng)用于交流電路，延時動作的實(shí)現(xiàn)依托于小孔節(jié)流。主要組成包括三部分，分別為延時機(jī)構(gòu)、電磁系統(tǒng)和觸點(diǎn)，在該裝置設(shè)備實(shí)際應(yīng)用過程中，故障的產(chǎn)生原因是因?yàn)闅饽覔p壞，進(jìn)而出現(xiàn)瀚氣等，影響動作延時的具體時長，甚至使其完全喪失延時功能。除此之外，在設(shè)備安裝或者檢修過程中，有灰塵隨著空氣進(jìn)入空氣室和空氣道后，也會對其延時時間造成影響[1]。

1.4速度繼電器故障

當(dāng)系統(tǒng)電源相序發(fā)生改變后，速度繼電器會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與當(dāng)下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反，以此利用制動力矩的產(chǎn)生使電動機(jī)處于制動狀態(tài)，將其運(yùn)作速度降低。在其逐漸降低下，電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸接近于零，這時速度繼電器則會發(fā)出相關(guān)信號，實(shí)現(xiàn)對電源和設(shè)備的控制，保證電路安全性。但是在其實(shí)際運(yùn)作過程中，因?yàn)闆]有定期清理臟污等問題，導(dǎo)致其無法順利發(fā)揮作用，即便電動機(jī)已經(jīng)停止動作，也不能制動停轉(zhuǎn)。

1.5軟啟動器與變頻器故障

對于軟啟動器而言，其常見故障是裝置啟動操作順序不正確，且在低壓電器長時間運(yùn)作下，電機(jī)的接線端子部位連接處出現(xiàn)松動，進(jìn)而因?yàn)榫€路接觸不良導(dǎo)致低壓電器故障，無法正常運(yùn)作。而對于變頻器而言，其具體故障是電機(jī)啟動或停止過程中，變頻器出現(xiàn)過流保護(hù)等。

2.研究低壓電器在電氣控制柜中的故障檢修

2.1低壓斷路器故障檢修

在對低壓斷路器故障進(jìn)行檢修時，應(yīng)從兩方面進(jìn)行，一是檢修觸頭，二是立足于傷害防控對電弧進(jìn)行技術(shù)處理。具體檢修內(nèi)容為：①檢修低壓斷路器觸頭。在低壓斷路器正常情況下，其觸頭表面應(yīng)是光潔、平整的，在檢修時，應(yīng)重點(diǎn)管控觸點(diǎn)厚度與觸點(diǎn)中心線接觸偏移程度，前者需要在0.5mm以上，后者在0.25mm以下。在實(shí)際觸點(diǎn)檢修過程中，相關(guān)技術(shù)工作人員先對觸頭表面狀態(tài)進(jìn)行查看，判斷是否存在雜污等情況，比如表面氧化造成的雜質(zhì)，或者長時間運(yùn)作下不小心沾上的污垢等。若是不夠光滑、平整、干凈，應(yīng)使用汽油對其進(jìn)行清洗，并將其挫平，保證其表面氧化層的平整性與光滑性。之后，對觸點(diǎn)連接的緊固性進(jìn)行檢查，判斷其是否存在松動情況，是否與中心線出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，從而及時加固，避免低壓斷路器的觸點(diǎn)在后續(xù)運(yùn)作過程中出現(xiàn)跳動。需要注意的是，若是在低壓斷路器故障檢修過程中發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)容量不符合使用要求，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行容量大一級電器的更換。②做好電弧管控，避免其對設(shè)備與相關(guān)人員造成危害。由于設(shè)備啟動時電流經(jīng)過零值的瞬間會將觸頭之間的距離拉大，在電壓不足的情況下，不足以擊穿其間距，這時可能因?yàn)殡娀《霈F(xiàn)燃燒。因此，在實(shí)際檢修過程中，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)正確認(rèn)識到電弧對設(shè)備以及周圍人員的危害，充分發(fā)揮外力的作用，比如電磁力或者氣流等，并將電弧拉長，降低其中場強(qiáng)度，進(jìn)而在短時間內(nèi)熄滅電弧，避免造成不必要的事故與資源浪費(fèi)[2]。

2.2熱繼電器故障檢修

在檢修熱繼電器時，應(yīng)根據(jù)常見的兩種故障落實(shí)差異化檢修工作。針對熱繼電器誤動作這一故障，可能是因?yàn)闊崂^電器脫扣或者部分零件松動造成的。對于前者這一故障原因，可能是在其運(yùn)行過程中受到外部較為強(qiáng)烈的沖擊進(jìn)而出現(xiàn)振動，或是在運(yùn)行過程中電動機(jī)拖動時間較長且熱繼電器可返回時間級數(shù)未滿足標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。針對這一故障問題，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)根據(jù)電動機(jī)具體拖動時間進(jìn)行可返回時間級數(shù)熱繼電器的選擇，同時綜合考慮設(shè)備的各項(xiàng)性能，尤其是抗沖擊性和抗震動性，并落實(shí)防震措施，這一措施應(yīng)以熱繼電器操作頻率為基礎(chǔ)制定。此外，動作不穩(wěn)定也是導(dǎo)致熱繼電器出現(xiàn)誤動作故障的主要因素，當(dāng)部分零件松動，或者外線螺絲出現(xiàn)松動時等，都有可能導(dǎo)致熱繼電器誤動作。針對這一故障問題，最為重要的是檢查零部件的緊固性，對于出現(xiàn)松動的零部件應(yīng)及時緊固，使用半導(dǎo)體溫度熱繼電器，逐漸將以往傳統(tǒng)的熱繼電器替換下來，以此增強(qiáng)熱繼電器運(yùn)作的安全穩(wěn)定性[3]。另外，若是熱繼電器出現(xiàn)不動作的情況，這可能是因?yàn)闊崂^電器操作太快，從而導(dǎo)致熱元件受到電流沖擊，針對這一問題，技術(shù)工作人員可以利用整定電流的科學(xué)調(diào)整縮短其過載時間，同時定期對長時間運(yùn)作的熱繼電器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，避免誤動作的發(fā)生幾率，保證其動作可靠。

2.3時間繼電器故障檢修

在圍繞時間繼電器故障開展檢修工作時，首先要將其空氣室拆開，進(jìn)行掾膠薄膜的更換，以此增強(qiáng)其密封性。其次定期對其進(jìn)行灰塵打掃與清理工作，避免外部環(huán)境對繼電器運(yùn)行造成影響。正確認(rèn)識到環(huán)境溫度變化對空氣式時間繼電器的影響，合理控制時間繼電器所在的空間溫度等環(huán)境要素，從而使其延時時間符合設(shè)計(jì)與使用要求。

2.4速度繼電器故障維修

在維修速度繼電器故障時，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)將其后蓋拆開，檢查其觸頭狀態(tài)，判斷是否存在接觸不良等情況，同時檢查其他零部件，比如膠木擺桿、螺釘?shù)龋榭词欠癯霈F(xiàn)斷裂和調(diào)整不當(dāng)?shù)葐栴}，從而落實(shí)針對化維修措施。針對接頭接觸不良的情況，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)對觸頭污物進(jìn)行清理，仍是使用油光銼將其表面臟污清除掉，使其表面氧化層平整、光滑，并對觸頭進(jìn)行緊固。如果速度繼電器內(nèi)部的膠木擺桿出現(xiàn)斷裂的情況，則應(yīng)對其進(jìn)行更換，保證零部件質(zhì)量符合速度繼電器運(yùn)作要求[4]。值得注意的是，相關(guān)技術(shù)工作人員還需要檢查速度繼電器所設(shè)定的各項(xiàng)數(shù)值，若是發(fā)現(xiàn)其設(shè)定值超出設(shè)計(jì)范圍，應(yīng)對整定螺釘進(jìn)行調(diào)整，避免其運(yùn)作時較早將反接制動撤除，利用速度繼電器動作值的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對故障的有效處理，保證其制動效果滿足系統(tǒng)運(yùn)作需求。

2.5軟啟動器與變頻器故障檢修

針對低壓電器中的軟啟動器故障，在對其進(jìn)行檢修時，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)按照常見故障落實(shí)差異化檢修措施。比如啟動操作順序不正確這一問題，應(yīng)按照先主電路后控制電路的供電順序落實(shí)工作;而接線松動和接觸不良，則及時對電機(jī)接線端子？和電源線之間的連接進(jìn)行緊固，科學(xué)設(shè)置整定值，避免錯誤保護(hù)動作的出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對故障的有效解決。

針對低壓電器中變頻器故障檢修，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對變頻器進(jìn)行調(diào)試，準(zhǔn)確掌握其參數(shù)數(shù)據(jù)，以及負(fù)載工藝要求，保證參數(shù)設(shè)置的科學(xué)合理性。在具體故障檢修過程中，技術(shù)人員應(yīng)開展變頻器面板的手動操作，尤其是運(yùn)行停止鍵的操作，同時密切觀察電機(jī)停止的整個過程以及變頻器運(yùn)作狀態(tài)，判斷是否存在異常情況。此外，在電機(jī)啟動階段和停止階段，應(yīng)查看變頻器是否出現(xiàn)了過流保護(hù)動作，若是出現(xiàn)，技術(shù)人員應(yīng)重新根據(jù)使用需求設(shè)定加速時間和減速時間。經(jīng)過上述處理措施，能夠很好的檢修并解決低壓電器中變頻器出現(xiàn)的大部分故障，但是如果變頻器仍存在問題，技術(shù)工作人員可以結(jié)合具體情況，適當(dāng)增加最大電流的保護(hù)值，在提高參數(shù)值時，要保證余量預(yù)留出10-20%左右，以此應(yīng)對突發(fā)狀況。

3.研究檢修電氣控制柜中低壓電器故障的技術(shù)要點(diǎn)

3.1邏輯分析

邏輯分析以故障現(xiàn)象為基礎(chǔ)，主要通過電氣控制柜相關(guān)控制設(shè)備的控制線路與原理，對低壓電器的故障原因開展檢修工作。在實(shí)際檢修過程中，技術(shù)要點(diǎn)包括：第一，對低壓電器主電路進(jìn)行分析，明確掌握設(shè)備及系統(tǒng)具體情況，了解相關(guān)設(shè)備以及機(jī)構(gòu)的部件和電動機(jī)拖動，尤其是電動機(jī)，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)對其控制原理和電氣元件進(jìn)行檢查，掌握其具體信息。第二，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)對該設(shè)備與系統(tǒng)所用電路元件的文字符號、控制要求和圖區(qū)號為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)控制電路的分析，尤其是電動機(jī)主電路所采用的電路元件相關(guān)信息。第三，以線路工作原理與出現(xiàn)的具體問題故障信息為基礎(chǔ)，開展全面的設(shè)備系統(tǒng)故障排查，逐漸縮小故障發(fā)生范圍，做好故障原因分析工作，以此落實(shí)合理的檢修工作，實(shí)現(xiàn)故障問題的及時解決[5]。

3.2再現(xiàn)故障

所謂再現(xiàn)故障，主要是指以電氣控制柜低壓電器具體故障的操作步驟為基礎(chǔ)，進(jìn)行故障操作的重復(fù)與重現(xiàn)，從而使相關(guān)技術(shù)工作人員能夠判斷是否因?yàn)檫\(yùn)作順序錯誤造成的故障，比如接觸器和繼電器的工作順序。通過在低壓電器故障中使用這一檢修技術(shù)，能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電器誤動作，從而判斷出是否存在回路故障，在較短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對故障原因的把握，保證維修工作開展的科學(xué)合理性。

3.3電器替換

對于電氣控制柜中的低壓電器常見故障而言，產(chǎn)生原因是因?yàn)榈蛪弘娖鬟\(yùn)作時間較久，且伴隨著使用不規(guī)范等情況，外加灰塵、溫度等環(huán)境因素的影響，從而導(dǎo)致低壓電器產(chǎn)生故障。因此，在對其開展檢修工作時，相關(guān)技術(shù)工作人員應(yīng)以電器故障的邏輯分析為基礎(chǔ)，盤點(diǎn)可能出現(xiàn)問題的可疑設(shè)備，提前對其進(jìn)行維護(hù)與更換，進(jìn)而在確定故障原因與部位的同時，避免低壓電器故障給電氣控制柜功能作用發(fā)揮造成較大影響。

3.4智能故障檢測技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的背景下，智能化、信息化技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，低壓電器故障檢測技術(shù)也隨之發(fā)展，具有很大完善。以往的電氣控制柜低壓電器故障檢測與試驗(yàn)主要以繼電器為基礎(chǔ)，控制解除也依托于繼電器，但是，從當(dāng)前發(fā)展趨勢來看，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、PLC自動化控制逐漸替代了以往傳統(tǒng)的故障檢測技術(shù)。縱觀電氣控制柜低壓電器故障檢測發(fā)展歷程，實(shí)現(xiàn)低電壓器試驗(yàn)自動化操作的標(biāo)志就是手動電器的使用，比如電壽命試驗(yàn)的開展，為得到更為準(zhǔn)確的測量結(jié)果，可以采用低壓電器試驗(yàn)技術(shù)，其中涵蓋負(fù)載模擬技術(shù)、參數(shù)采集處理技術(shù)等，能夠利用信息化和智能化的手段直接獲取低壓電器的時間常數(shù)、參數(shù)因數(shù)等信息數(shù)據(jù)。而且，在智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的背景下，越來越多的智能化故障檢測技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用于電氣控制柜低壓電器故障檢修工作中，提高相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)采集效率的同時，也為數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提供保證。此外，智能化的故障檢測技術(shù)逐漸延伸至低壓電器設(shè)備元件的生產(chǎn)領(lǐng)域，為從根本上減少故障問題，在其生產(chǎn)過程中使用智能化技術(shù)確定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，利用電弧故障檢測技術(shù)等，直接實(shí)現(xiàn)了線上電流故障問題的檢測，充分發(fā)揮斷路器的瞬時保護(hù)作用。此外，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)一步提升低壓電器設(shè)備檢測水平，實(shí)現(xiàn)對電氣控制柜低壓電器故障技術(shù)的有效完善與強(qiáng)化。

結(jié)論：綜上所述，低壓電器在電氣控制柜中發(fā)揮著重要作用，比如保證電力系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)與質(zhì)量，避免不必要的資源浪費(fèi)等。因此，相關(guān)組織單位應(yīng)加大力度研究低壓電器常見故障，明確引發(fā)故障的具體原因，以此為基礎(chǔ)落實(shí)針對化檢修技術(shù)，并積極結(jié)合智能化、自動化技術(shù)系統(tǒng)，以此提高檢修效率。

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作者簡介：

肖小楠（1990.06.27-），女，漢族，河南省開封市人，碩士研究生，目前職稱：助教 ;研究方向：智能電氣。

姜帥（1989.07.21-），男 ，漢族，河南省開封市人，碩士研究生，研究方向：動車組電氣系統(tǒng)。