低壓電器故障診斷及其檢測技術(shù)方法研究

孫　鑒　梁永春

摘要:低壓電器由于在保障電網(wǎng)安全運行方面的巨大作用而受到了廣泛的研究和應(yīng)用,本論文結(jié)合斷路器、接觸器和繼電器三大類主要的低壓電器,詳細(xì)的分析了他們常見的故障類型及故障原因的診斷,并在此基礎(chǔ)上討論了傳統(tǒng)的低壓電器檢測技術(shù)和新發(fā)展的新型智能化檢測技術(shù)和試驗手段,對于促進我國低壓電器設(shè)備及其檢測技術(shù)的發(fā)展具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:低壓電器;故障診斷;檢測技術(shù)

1引言

在低壓電器控制回路中,有簡單的低壓元件如:按鈕、保險等;也有稍復(fù)雜的低壓電器控制元件,如斷路器、接觸器、時間繼電器、熱繼電器等簡單元件,這就有必要進行故障原因的診斷和分析。本論文針對低壓電器的特點,主要結(jié)合真空斷路器、接觸器和繼電器三類主要的低壓電器,分析其故障原因,并探討目前的低壓電器檢測的技術(shù)方法與手段,以期與同行共享。

2主要低壓電器故障原因診斷

2.1 真空斷路器

真空斷路器作為一種新型斷路器,與以往的少油斷路器、磁吹斷路器等相比具有許多優(yōu)點,特別是近年來國外最新型真空斷路器的涌入和國內(nèi)廠家不斷地推陳出新,使真空斷路器結(jié)構(gòu)型式等與以往相比,發(fā)生了較大的變化,致使在使用、維護、保養(yǎng)新型真空斷路器時,很多工作人員都會感到棘手,特別是出了故障,更是束手無策。

真空斷路器是否有故障,可以根據(jù)其能否準(zhǔn)確無誤地合閘、分閘并可靠地保持在合閘、分閘位置來判斷。主回路方面的故障,可以從斷路器例行的檢修和維護中發(fā)現(xiàn)并排除。

主要的常見故障原因分析如下:

不能儲能。不能儲能是真空斷路器較常見的故障之一,特別是棘輪、棘爪驅(qū)動的儲能機構(gòu),故障概率較高。儲能機構(gòu)要完成儲能動作,主要取決于儲能電動機、驅(qū)動機構(gòu)、定位件這3個環(huán)節(jié)。緊緊抓住這3個環(huán)節(jié),很容易找出故障的癥結(jié)。

無合閘動作。發(fā)生無合閘動作故障,主要與合閘電磁鐵是否吸合、儲能是否到位、定位件動作是否正常有關(guān)。

空合。有合閘動作但合不上閘稱之為空合。在分析此類故障時,首先應(yīng)從合閘保持(鎖扣)入手分析,然后再分析是否與儲能部分有關(guān)。

不分閘。在此需強調(diào)指出,斷路器發(fā)生拒動、空合等情況時,在分析檢修斷路器主體之前,要充分判斷一下原因是否出在控制及二次元件如輔助開關(guān)、端子排等方面,然后再進行斷路器的分析診斷。

2.2 接觸器

接觸器它分為交流接為喘、直流接觸器、中頻接觸器、交流真空接觸器等幾種,其中交流接觸器應(yīng)用的最為廣泛。交流接觸器是一種電磁式自動開關(guān),它主要用于遠(yuǎn)距離控制功率較大,啟動頻繁的電動機及其它負(fù)載,是電力系統(tǒng)中最常用的控制電器;它故障時易造成設(shè)備與人身事故,須設(shè)法排除。

交流接觸器常見的故障就是線圈通電后,接觸器不動作或動作不正常,以及線圈斷電后,接觸器不釋放或延時釋放這兩類。

線圈通電后,接觸器不動作或動作不正常,主要故障原因有:

線圈控制線路斷路:看接線端子有沒有斷線或松脫現(xiàn)象,如有斷線更換相應(yīng)導(dǎo)線,如有松脫緊固相應(yīng)接線端子。

線圈損壞:用萬用表測線圈的電阻,如電阻為+∞,則更換線圈。

線圈額定電壓比線路電壓高。換上適應(yīng)控制線路電壓的線圈。

線圈斷電后,接觸器不釋放或延時釋放,主要故障原因有:

磁系統(tǒng)中柱無氣隙,剩磁過大。將剩磁間隙處的極面銼去一部分,使間隙為0.1~0.3mm,或在線圈二端并聯(lián)一只0.1uF電容。

啟用的接觸器鐵芯表面有油或使用一段時間后有油膩。將鐵芯表面防銹油脂擦干凈,鐵芯表面要求平整,但不宜過光,否則易于造成延時釋放。

觸頭抗熔焊性能差,在啟動電動機或線路短路時,大電流使觸,頭焊牢而不能釋放,其中以純銀觸頭較易熔焊。

2.3 繼電器

繼電器是一種自動裝置,在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要任務(wù),它隨時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速發(fā)現(xiàn)故障,進而有選擇地通過斷路器切除故障部分。

繼電器常見的故障類型及診斷分析如下:

觸點電蝕。觸點切換的負(fù)載多是感性的,在斷開感性負(fù)載的瞬間,它積蓄的磁能會在觸點兩端產(chǎn)生很高的反電勢,擊穿觸點間的氣隙形成火花,產(chǎn)生電蝕,造成接觸面凹陷,引起接觸不良,或是將兩觸點粘在一起不能分離,從而造成短路。防止觸點間的電蝕可以采用設(shè)置電阻滅火花電路、設(shè)置阻容滅火花電路等措施實現(xiàn)。

觸點積塵?；覊m、污垢會在繼電器的觸點上沉積,會使觸點表面生成一層黑色的氧化膜,導(dǎo)致繼電器接觸不良,因此需要定期要對觸點進行清洗,可以采用四氯化碳液體,這樣能夠保證觸點的良好接觸性能。

3低壓電器檢測技術(shù)分析

3.1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)

低壓電器試驗?zāi)壳耙话阌衫^電-接觸控制向PLC控制并進一步向計算機控制發(fā)展,此外,手動電器的自動操作也是衡量試驗機構(gòu)自動化水平的重要標(biāo)志。在低壓電器各種試驗特別是電壽命試驗中,電氣參數(shù)的采集與處理技術(shù)、各種類型負(fù)載(如單相交流電動機、直流電動機負(fù)載等)的模擬技術(shù)等都是低壓電器試驗中的關(guān)鍵技術(shù)。

在低壓電器試驗,特別是在電壽命試驗中,無法正確測量及顯示觸頭斷開時的過電壓信號。此外,低壓電器試驗時試驗電路的功率因數(shù)、時間常數(shù)、電源頻率、焦耳積分、燃弧時間等試驗參數(shù)也無法直接得出,因此目前對于低壓電器的試驗、檢測技術(shù)多是借助于國外的先進設(shè)備,或是手動操作實現(xiàn)相關(guān)電氣參數(shù)的檢測。

3.2 積極發(fā)展新型智能檢測技術(shù)

河北工業(yè)大學(xué)所研制的“電器試驗數(shù)據(jù)高速采集與處理系統(tǒng)”是國內(nèi)低壓電器檢測和試驗技術(shù)發(fā)展的一個突破,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對瞬時低壓電器的電氣特性參數(shù)的采集與處理,并獲取相關(guān)的試驗參數(shù),為我國低壓電器的生產(chǎn)制造提供了有力的數(shù)據(jù)依據(jù)基礎(chǔ)。

另一方面,所以,近年來低壓電器的智能化檢測新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。例如目前的研究熱點:即電弧故障斷路器的智能化檢測技術(shù),就是新發(fā)展起來的智能檢測技術(shù),該技術(shù)依靠對正常電弧與電路故障電弧之間的檢測、對比,實現(xiàn)對電流故障的在線監(jiān)測,并能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器的瞬時保護及聯(lián)網(wǎng)控制功能,有力的提升了目前低壓電器檢測技術(shù)的水平,其他正在發(fā)展和研究中的新型智能檢測技術(shù)還有諸如耦合感應(yīng)式接觸器智能檢測技術(shù)、早起電流智能檢測技術(shù)等等,這些低壓電器檢測技術(shù)的發(fā)展,有力的推動了低壓電器智能化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

結(jié)語

中國的電力工業(yè)作為國家最重要的能源工業(yè),一直處于優(yōu)先發(fā)展的地位,電力企業(yè)的發(fā)展也是令人矚目的。隨著我國社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展和全國聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實施,電網(wǎng)將處于一個更加快速發(fā)展的機遇期,而對于電網(wǎng)安全運行至關(guān)重要的低壓電器,如本文所討論的斷路器、接觸器和繼電器等,作為電力系統(tǒng)的安全衛(wèi)士,必須同時把它的發(fā)展戰(zhàn)略提到一個新的高度,以確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行和國民經(jīng)濟的長期、快速、穩(wěn)步增長,同時我國的專家學(xué)著要積極發(fā)展、研究新的智能型低壓電器檢測技術(shù),以實現(xiàn)低壓電器更加安全的應(yīng)用和更加智能的保護。

參考文獻

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