高壓真空接觸器常見故障的處理及原因分析

盛明學(xué)

(安徽準(zhǔn)南平圩電力檢修工程有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232089)

高壓真空接觸器在發(fā)電廠高壓廠用電系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，若其發(fā)生故障后處理不及時(shí)，將會直接影響發(fā)電廠機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

為幫助現(xiàn)場工作人員正確、及時(shí)處理高壓真空接觸器的常見故障，現(xiàn)將多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)整理成下文。

1 操作機(jī)構(gòu)的工作原理

1.1 機(jī)械保持型接觸器動作原理

合閘線圈帶電后驅(qū)動合閘電磁鐵，使接觸器主觸頭閉合，合閘完成后由機(jī)械鎖扣裝置將接觸器保持在合閘狀態(tài)。合閘電磁鐵動作過程中將分閘彈簧壓縮，分閘時(shí)分閘電磁鐵帶電動作，使合閘鎖扣裝置脫扣，由分閘彈簧驅(qū)動操作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分閘。

1.2 電氣保持型接觸器動作原理

合閘時(shí)，合閘繼電器與合閘保持繼電器在合閘過程中進(jìn)行瞬時(shí)切換：合閘繼電器失電后，瞬時(shí)切換為合閘保持繼電器帶電，從而使合閘線圈始終保持帶電，使接觸器主觸頭處于合閘狀態(tài)；合閘電磁鐵動作過程中將分閘彈簧壓縮，分閘時(shí)，切斷合閘保持繼電器電源，合閘線圈失電，在分閘彈簧的作用下，接觸器主觸頭迅速分開。

1.3 永磁保持型接觸器動作原理

合閘時(shí)，合閘線圈勵(lì)磁，產(chǎn)生與永久磁鐵的永磁力方向相同的電磁力，共同作用于銜鐵，實(shí)現(xiàn)合閘；合閘完成后，合閘線圈斷電，永磁力單獨(dú)作用于銜鐵，使接觸器保持在合閘位置。分閘時(shí)，分閘線圈勵(lì)磁，產(chǎn)生與永磁力方向相反的電磁力，削弱了永磁鐵對銜鐵的作用，與分閘彈簧共同作用，實(shí)現(xiàn)分閘。

2 接觸器不能合閘的故障處理

2.1 手車未能完全進(jìn)入工作位置

2.1.1 故障現(xiàn)象

某機(jī)械保持型高壓真空接觸器在合閘操作中能聽見合閘電磁鐵動作的聲音，但不能可靠合閘。

2.1.2 處理經(jīng)過

將接觸器手車?yán)鲩g隔，檢查合閘回路各元器件良好，各觸點(diǎn)接觸良好；測量合閘線圈直流電阻值正常；檢查柜內(nèi)閉鎖裝置無變形；用試驗(yàn)儀器對接觸器手車進(jìn)行合閘操作，其動作電壓合格，合閘后機(jī)械保持組件扣合良好。將手車送入間隔，發(fā)現(xiàn)當(dāng)接觸器搖至柜體面板上的工作位置指示燈亮?xí)r，手車仍能搖進(jìn)，搖把再繼續(xù)搖進(jìn)約180°，手車方才到位。搖出接觸器手車，對位置開關(guān)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使手車到達(dá)實(shí)際工作位置時(shí)，工作位置指示燈正好點(diǎn)亮。將手車搖至工作位置，通知運(yùn)行人員進(jìn)行合分閘操作3次，接觸器均動作正常。

2.1.3 原因分析

工作位置指示與手車的實(shí)際位置有誤差，手車沒有搖到工作位置是造成此類故障的主要原因。接觸器頻繁操作所產(chǎn)生的震動，使位置開關(guān)與開關(guān)擋塊發(fā)生了相對位移，位置開關(guān)在手車到達(dá)工作位置前接通。看到工作位置指示燈亮起，操作人員誤以為手車已經(jīng)到位，便對接觸器進(jìn)行合閘操作。此時(shí)由于手車并不在實(shí)際工作位置，機(jī)械連鎖擋板使接觸器手車的合閘鎖扣裝置無法鎖扣，接觸器合閘后立即跳開。

2.2 熔斷器熔斷

2.2.1 故障現(xiàn)象

某型號高壓真空接觸器因負(fù)荷原因跳閘，對負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行維修后，啟動接觸器，發(fā)現(xiàn)接觸器遠(yuǎn)方、就地均不能合閘。就地檢查開關(guān)柜上的工作位置指示燈亮。

2.2.2 處理經(jīng)過

將接觸器手車?yán)鲩g隔，檢查發(fā)現(xiàn)三相熔斷器有一相熔斷，更換熔斷器；檢查合閘回路各元器件良好，各觸點(diǎn)接觸良好；測量合閘線圈直流電阻值正常；檢查柜內(nèi)閉鎖裝置無變形；將手車送入間隔，搖至工作位置，合閘正常。

2.2.3 原因分析

熔斷器內(nèi)配有撞擊器，熔管內(nèi)帶有撞針，熔斷器支座上裝配有聯(lián)動脫扣機(jī)構(gòu)。當(dāng)有一相熔斷器熔斷時(shí)，撞針彈出，通過撞擊桿驅(qū)動聯(lián)動脫扣機(jī)構(gòu)使微動開關(guān)的常閉觸點(diǎn)斷開，合閘回路不通，接觸器不能合閘。

2.3 電纜倉柜門位置開關(guān)接觸不良

2.3.1 故障現(xiàn)象

某電廠檢修人員在進(jìn)行6kV負(fù)荷電纜檢查與試驗(yàn)工作后，運(yùn)行人員在對負(fù)荷進(jìn)行送電的過程中，發(fā)生接觸器遠(yuǎn)方、就地均不能合閘的故障。就地檢查開關(guān)柜上的工作位置指示燈亮。

2.3.2 處理經(jīng)過

將接觸器手車?yán)鲩g隔，對合閘回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常；檢查合閘線圈外觀正常，測量其直流電阻值正常；對開關(guān)柜電纜倉的柜門開關(guān)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其接觸不良。更換柜門開關(guān)后將手車送入間隔，搖至工作位置，合閘正常。

2.3.3 原因分析

該開關(guān)柜電纜倉安裝有柜門開關(guān)，與接觸器的合閘回路構(gòu)成電氣閉鎖。檢修人員在進(jìn)行負(fù)荷電纜檢查工作后，沒有對柜門開關(guān)進(jìn)行檢查就關(guān)閉柜門。在對負(fù)荷進(jìn)行送電時(shí)，由于柜門開關(guān)接觸不良，合閘回路不通，接觸器不能合閘。

3 拒分的故障處理

3.1 故障現(xiàn)象

某電廠6kV廠用電系統(tǒng)使用某機(jī)械保持型高壓真空接觸器多臺，運(yùn)行中發(fā)生多起拒分故障。檢查發(fā)現(xiàn)分閘線圈燒壞；更換分閘線圈后，分閘動作電壓試驗(yàn)不合格。

3.2 處理經(jīng)過

出現(xiàn)拒分故障后，用緊急分閘的方法進(jìn)行分閘。將接觸器手車?yán)鲩g隔時(shí)，聞到有明顯的焦糊味，檢查發(fā)現(xiàn)分閘線圈已燒壞。對分閘回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)接觸不良和故障的元器件；檢查機(jī)械機(jī)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)緊固件松動和明顯的轉(zhuǎn)動部件磨損現(xiàn)象；檢查合閘機(jī)械鎖扣組件在合閘后扣合良好。更換同型號的備品分閘線圈，對機(jī)械機(jī)構(gòu)潤滑后進(jìn)行分閘電壓試驗(yàn)，分閘動作電壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格。聯(lián)系廠家人員到現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理，經(jīng)過討論、分析，決定采取如下改進(jìn)措施：

(1) 對分閘回路進(jìn)行改進(jìn)，將分閘繼電器的常開觸點(diǎn)采用雙觸點(diǎn)并聯(lián)，以降低分閘回路的接觸電阻，從而降低分閘時(shí)分閘回路中的電壓降；

(2) 將分閘線圈組件更換為該生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的改進(jìn)型分閘線圈組件；

(3) 檢查分閘脈沖信號，適當(dāng)降低分閘脈沖信號的施加時(shí)間。

采取以上措施改進(jìn)后的接觸器至今未發(fā)生分閘線圈燒壞及由此原因產(chǎn)生的拒分現(xiàn)象。

3.3 原因分析

分閘線圈組件設(shè)計(jì)不合理是主要原因。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，機(jī)構(gòu)阻力會增大，造成分閘動作電壓上升；加之分閘回路中的接觸電阻隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而增大，使分閘操作時(shí)分閘線圈上的電壓降低。兩者的疊加，使得接觸器在正常工作電壓下不能分閘。此時(shí)如果分閘信號的脈沖不合格，加到分閘線圈的電壓信號時(shí)間增加，或者操作人員因?yàn)椴荒芊珠l而頻繁操作，將燒壞分閘線圈。

4 合閘動作電壓不合格的故障處理

4.1 故障現(xiàn)象

某電廠脫硫6kV段使用某機(jī)械保持型高壓真空接觸器多臺，控制回路額定電壓為直流110V。在檢修后的動作電壓試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)有2臺高壓真空接觸器合閘動作電壓不合格，分別為105 V和108 V。

4.2 處理經(jīng)過

發(fā)現(xiàn)問題后，首先對合閘回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)接觸電阻超標(biāo)問題；隨后檢查機(jī)械機(jī)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)緊固件的松動和轉(zhuǎn)動部件配合間隙增大現(xiàn)象；檢查合閘機(jī)械鎖扣組件在合閘后扣合良好。對機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤滑后，再次進(jìn)行動作電壓試驗(yàn)，合閘動作電壓值沒有明顯下降；測量合閘線圈的直流電阻值，與銘牌值基本一致；檢查合閘電磁鐵動作無卡澀。聯(lián)系生產(chǎn)廠家人員到現(xiàn)場共同檢查討論，最后決定在保證觸頭壓力和行程的前提下對合閘電磁鐵的彈簧和觸頭彈簧進(jìn)行適度的調(diào)整。調(diào)整后進(jìn)行分合閘動作電壓測試、導(dǎo)電回路電阻測試、斷口絕緣測試、斷口耐壓測試、機(jī)械特性測試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。

4.3 原因分析

合閘電磁鐵的彈簧力不能與合閘電磁鐵的吸力有效配合，會使合閘電磁鐵的吸力顯得不足，加之合閘回路的接觸電阻隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的增加而有所增大，從而使合閘動作電壓值升高。

5 導(dǎo)電回路電阻超標(biāo)的故障處理

5.1 故障現(xiàn)象

某電廠6kV段使用某電氣保持型和機(jī)械保持型高壓真空接觸器多臺。在修后試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有一臺接觸器的B相不含熔斷器的導(dǎo)電回路電阻值達(dá)到158 μΩ，而A，C兩相的導(dǎo)電回路電阻分別為86 μΩ，96 μΩ。查閱該接觸器出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)，A，B，C 三相出廠值分別為 82 μΩ，92 μΩ，88 μΩ。顯然B相的導(dǎo)電回路電阻值與出廠值相比，不合格。

5.2 處理經(jīng)過

利用試驗(yàn)儀器對各電氣連接部位進(jìn)行接觸電阻測試，并與其余兩相逐一對比，未發(fā)現(xiàn)明顯異常；對各機(jī)械部件進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯磨損部件；檢查觸頭磨損量，處于合格范圍內(nèi)；對各電氣連接部位進(jìn)行緊固，接觸電阻下降到153 μΩ；在保證觸頭行程和壓力的前提下對觸頭彈簧進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，接觸電阻下降到110 μΩ；對接觸器進(jìn)行分合閘動作電壓測試、機(jī)械特性測試、斷口絕緣測試、斷口耐壓測試，各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格。

5.3 原因分析

觸頭壓力低使動靜觸頭接觸電阻增大，是導(dǎo)致此起導(dǎo)電回路電阻值超標(biāo)的主要原因。分合閘操作會使彈簧和機(jī)構(gòu)產(chǎn)生疲勞；合閘機(jī)構(gòu)各部件的磨損會使合閘機(jī)構(gòu)的行程變小，觸頭磨損會使觸頭開距增大。所有這些最終都會使觸頭的行程變小，導(dǎo)致觸頭壓力下降，接觸電阻增大。

6 結(jié)束語

高壓真空接觸器因具有壽命長、體積小、價(jià)格低、可頻繁操作、檢修維護(hù)工作量小、開斷性能良好等一系列優(yōu)點(diǎn)，而在發(fā)電廠的高壓廠用電系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。為預(yù)防高壓真空接觸器故障的發(fā)生，降低故障的發(fā)生率，應(yīng)及時(shí)消除設(shè)備缺陷，特提出如下建議和措施：

(1) 加強(qiáng)人員的技能培訓(xùn)，提高他們對故障部位、故障原因的判斷能力；

(2) 健全設(shè)備消缺臺賬，注重積累消缺經(jīng)驗(yàn)；

(3) 對操作相對頻繁的設(shè)備，可適當(dāng)縮短檢修周期；

(4) 對停役的設(shè)備進(jìn)行必要的清理、潤滑，防止因積塵等原因造成機(jī)構(gòu)摩擦力增加；

(5) 接觸器出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)盡量減少對接觸器的操作次數(shù)，以防事故進(jìn)一步擴(kuò)大；

(6) 接觸器因負(fù)荷故障跳閘后，應(yīng)對接觸器進(jìn)行全面檢查，特別是對熔斷器的檢查；

(7) 加強(qiáng)對緊固件的檢查，防止緊固件松動；

(8) 將開關(guān)室封閉并加裝冷卻裝置，以改善設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。