呂俊霞
(河南工業職業技術學院機電工程系,河南南陽 473009)
接觸器是電力系統應用最普遍的一種電器。它作為執行元件,可以遠距離頻繁地操作,能三相連鎖控制,并設有欠壓保護,廣泛應用于電力拖動和自動控制系統中,主要控制電動機的啟動、運轉、反轉和停止。由于其功能多,具有使用安全、維護檢修方便及價格低廉等優點,所以大量用于工礦企業、交通運輸行業,而且成為實現農村電氣化不可缺少的一種電器。接觸器的主要故障診斷及排除方法如下。
交流接觸器是利用電磁吸力及彈簧反作用力配合動作使觸頭閉合與斷開的一種電器。當電磁線圈不通電時,彈簧的反作用力或動鐵芯的自身重量使主觸頭保持斷開位置。當電磁線圈接入額定電壓時,電磁吸力克服彈簧的反作用力將動鐵芯吸向靜鐵芯,帶動主觸頭閉合,輔助觸頭也隨之動作。遇到通電線圈不能吸合或吸合后又斷開時,處理方法如下。
當接觸器線圈通電后不能吸合時,首先檢查電磁線圈兩端有無額定電壓。如無電壓,說明故障發生在控制回路,應根據具體電路進行檢查。如有電壓但低于線圈的額定電壓,使電磁線圈通電后產生的電磁吸力不足以克服彈簧的反作用力,這時應更換線圈或改接電路;如有額定電壓,多數情況是線圈本身可能開路,可用萬用表測量線圈電阻(測量時應斷開一個端子的接線,以免誤判)。若是接線螺釘松動脫落,應接好緊固即可。若是線圈斷線,應進行修復或更換線圈。
接觸器運動部分的機械機構或動觸頭卡阻,使接觸器不能吸合,應對機械機構進行修整。調整觸頭與滅弧罩的位置,排除兩者摩擦。
若轉軸生銹、歪斜,也會造成接觸器線圈通電后不能吸合。應拆開進行檢查,清洗轉軸及支撐桿,但組裝時要保證轉軸轉動靈活,必要時可更換零件。
控制按鈕的觸頭失效,控制回路觸頭接觸不良。應檢查控制回路,排除故障。
接觸器吸合一下又斷開,通常是由于接觸器自鎖環節失去了作用。整修常開輔助觸頭,保證良好的接觸即可消除故障。
接觸器吸合不正常,接觸器吸合緩慢,觸頭不能完全閉合,鐵芯吸合不緊而產生異常現象。控制回路的電源電壓低于85%額定值,電磁線圈通電后所產生的吸力不足,難以使鐵芯吸合,引起接觸器吸合緩慢或者吸合不緊,應檢查控制回路的電源電壓,設法將其調整到額定電壓。
彈簧壓力不適當,引起接觸器吸合不正常。彈簧的反作用力太大,造成吸合緩慢,觸頭彈簧壓力超行程太大,會使鐵芯不能完全閉合;而觸頭彈簧壓力與釋放壓力太大,會使觸頭不能完全閉合,應對觸頭彈簧進行調整或更換。由于動、靜鐵芯的間隙太大,可動部分卡死,轉軸生銹、歪斜,都會使接觸器吸合不正常,應拆開檢查,重新組裝,調小間隙或清洗轉軸及支撐桿,組裝后保證轉軸轉動靈活,以保證轉軸的靈活性,必要時更換配件。
由于控制回路的電源電壓過低,電磁線圈通電后所產生的電磁吸力不足,難以將動鐵芯迅速吸向靜鐵芯,引起接觸器吸合緩慢或吸合不緊。應檢查控制電路的電源電壓,設法調整至額定工作電壓。
彈簧壓力不足,造成接觸器吸合不正常。彈簧的反作用力太大,吸合緩慢。觸頭彈簧壓力與超程過大,會使鐵芯不能完全閉合。觸頭彈簧壓力與釋放壓力太大,也會造成觸頭不能完全閉合。應對彈簧壓力進行適當的調整,必要時更換彈簧。
由于長期頻繁碰撞,鐵芯極面不平整,沿疊片厚度方向向外擴張。可用銼刀修正,必要時更換鐵芯。
控制回路觸頭表面不清潔或嚴重氧化使觸頭接觸不良,應定期清理、修復輔助觸頭。
觸頭反力彈簧彈力過小或彈簧失效、損壞,不能使觸頭復位,應更換或調整反力彈簧。
觸頭熔焊。可在停電后,打開滅弧裝置,用細銼刀修整觸頭。修整時要輕輕地將熔焊的觸頭撬開,用砂布進行打磨,直到表面發光為止。若觸頭燒損嚴重或開焊,厚度只有原來厚度的以下時,應更換觸頭。如果經常熔焊,應調換大一個電流等級的接觸器。動觸頭彈簧壓力太小,可調整彈簧壓力,必要時更換彈簧。
自保觸頭與按鈕間的接線不正確,使線圈不能斷電,應改正接線。
鐵芯剩磁嚴重,應更換鐵芯或磨削中柱,保持氣隙為 0.1~0.3mm。
鐵芯極面附著油污或灰塵,可用汽油清理鐵芯極面,并用干布擦干凈。
底板安裝不正確,重新正確安裝。
機械運動部分卡死、轉軸生銹或歪斜,應檢查卡住部位,清除雜物或更換嚴重變形零部件,轉軸部分除銹加油。
電源電壓偏低,電磁吸力不足,引起鐵芯振動,應調整電源電壓。
觸頭反力彈簧壓力過大或超程過大,使鐵芯不能很好地閉合,應調整彈簧反力或更換彈簧,或調整行程至規定值。
可動部分有卡住現象,使鐵芯無法吸合,應排除卡住現象。
鐵芯極面有污物、異物、銹蝕、上下錯動、毛刺或過度磨損,使極面不平,導致鐵芯極面接觸不良。應清理極面,去掉毛刺,磨平極面,調整或更換鐵芯。
短路環松動或斷裂,應裝緊短路環或把斷裂處焊牢。
零件裝配不當(如夾緊螺釘松動、漏裝緩沖彈簧),應重新檢查并正確裝配有關零件。
鐵芯表面涂以少許機油,往往能有效地解決噪音問題。
電源電壓過低或過高,應調整控制回路線圈的電源電壓,使之符合線圈的額定電壓。
操作頻率過高,超過技術參數規定的允許值,應降低操作頻率或換成重負荷接觸器。
線圈制造不良或機械損傷導致絕緣損壞,甚至匝間短路,應更換線圈或消除引起機械損傷的故障。
鐵芯極面不平或中柱去磁氣隙過大,應將鐵芯端面磨平或更換鐵芯。
機械運動部分卡阻,應排除卡阻故障。
使用環境特別惡劣(如潮濕、含腐蝕性氣體或環境溫度過高),應根據環境條件選用特殊設計的線圈(如濕熱型線圈等)。
交流接觸器派生直流操作的雙線圈,由于常閉聯鎖觸頭熔焊不釋放而使啟動線圈過熱燒壞。吸引線圈燒毀的原因有電壓過高或過低,鐵芯被卡住,線圈有匝間短路,操作頻率過高和吸合數據過長,環境溫度過高或散熱條件惡化。
一般是接觸不良,通過負荷電流過大造成的。接觸器吸合過緩或有停滯在似接非接位置上,或觸頭表面嚴重氧化及灼傷,使接觸電阻增大,都會造成觸頭過熱,應清理主觸頭表面的氧化物,可用細銼刀輕輕銼平,保證接觸良好。
負荷側有短路點,吸合時短路電流通過主觸頭,會造成主觸頭熔焊。應檢查短路點,排除故障,接觸器三相主觸頭閉合時不同步,某兩相主觸頭受特大啟動電流沖擊也會造成主觸頭熔焊。應檢查主觸頭閉合狀態,調整動、靜觸頭間隙,達到同步接觸。
接觸器容量太小,應選用合適的接觸器。
負荷短路,吸合時短路電流通過主觸頭。應排除負荷短路故障,更換觸頭。
線圈電壓過低,吸合不良。應調整電源電壓不低于額定電壓的85%。
觸頭表面嚴重燒損造成接觸不良,惡性循環,應修整觸頭表面或更換。
觸頭壓力過低,應更換或修復觸頭,調整觸頭的壓力,使其符合標準。
觸頭表面有油污或高低不平,或有金屬顆粒突起,應清理觸頭表面。
接觸器三相主觸頭閉合不同步,某兩相主觸頭受特大啟動電流沖擊。可檢查主觸頭閉合狀況,調整動、靜觸頭間隙使之同步接觸。
操作過于頻繁,應更換相應工作制的接觸器,以免再次發生熔焊。
環境溫度過高或使用在封閉環境的控制箱中。應改善環境條件,接觸器應降容使用。
各部分螺釘松動,應全面檢查螺釘并緊固。
主觸頭本身抗熔能力差。純銀觸頭熔焊,可采用抗熔能力較強的銀子合金觸頭作為接觸器的主觸頭。
接線不牢固或接觸面積不夠大,觸頭壓力不足,觸頭曾經在過大電流下斷開時將接觸面燒傷,已經不能良好接觸。
由于接觸器長期運行,較大的撞擊使鐵芯極面變形,鐵芯磁極面上的間隙逐漸消失,線圈斷電后產生較大的剩磁,將使動鐵芯黏附在靜鐵芯上,造成接觸器斷電后不能釋放。用細銼銼光鐵芯接觸面,保證間隙不大于 0.15~0.2mm。
觸頭反力彈簧壓力不足或超程過小,應調整彈簧壓力或把超程調整至規定值。
觸頭接觸不良,應清理觸頭表面油污及金屬顆粒,修整極面,緊固觸頭與導電極。
操作過于頻繁或電流過大,觸頭斷開容量不足,應更換相應的工作制的接觸器或選用大一級容量的接觸器。
在反接制動、操作頻率過高、點動動作過多的情況下,接觸器容量不足。應使接觸器降容使用或改用適合繁重任務的接觸器。
三相觸頭動作不同步,應調整到同步。
負荷側短路,應查明短路處,并排除故障或更換觸頭。
操作電壓過低使合閘產生跳躍,應保證電源電壓為額定值。
合閘過程中觸頭有跳躍現象,應檢查并調整觸頭壓力,使之符合標準。
滅弧裝置損壞,使觸頭分斷時產生電弧,不能被分割成小段迅速熄滅,應更換滅弧裝置。
觸頭的初壓力太小,應調整初壓力。
觸頭分斷時電弧溫度太高,使觸頭金屬氧化,應檢修滅弧裝置或更換。
相間絕緣損壞,應更換炭化后的膠木件。
相間導電塵埃或潮濕,應經常清理,保持清潔、干燥。
可逆轉換的接觸器聯鎖不可靠,致使兩臺接觸器同時投入運行;或因燃弧時間過長、轉換時間短,在斷開的接觸器尚未完全斷開的情況下另一臺接觸器已經接通,從而造成在轉換過程中發生電弧短路。此時可檢查輔助觸頭與機械聯鎖是否可靠,在控制回路上加裝中間環節(如中間繼電器)。
接觸器動作太快,轉換時間短,在轉換過程中產生短路。應調換動作時間長的接觸器,延長可逆轉換時間。
滅弧罩破裂或其他零部件損壞。當接觸器滅弧罩損壞時應及時更換,一定不能在不加滅弧罩或滅弧罩破裂的情況下勉強使用,否則將會造成三相間的電弧短路。其他零部件損壞時也應隨時更換。
裝于金屬外殼內的接觸器,外殼處于分斷時噴弧距離內,可引起相間短路,應選用合適的接觸器或在外殼內進行絕緣處理。
滅弧罩被雨淋或因其他原因受潮,絕緣降低,不利于滅弧,應立即烘干。
當發生分斷故障時,是因為電流過大或操作頻繁,滅弧罩在高溫作用下發生炭化。應用銼或刀刮掉炭質,保持表面清潔,并將修理后的雜質除凈。
接觸器吸合太猛是因為控制電路電源電壓大于線圈的額定電壓,應正確選擇與電源電壓匹配的接觸器線圈。如果是重新繞制的線圈,可能是線圈匝數太少,應重新計算或查對線圈數據。
用萬用表交流電壓檔測量吸引線圈的控制回路的每個元件,如按鈕、接觸器常閉觸頭、熱繼電器常閉觸頭等兩端的電壓皆為零,只有吸引線圈兩端電壓才為電源電壓,借此找出該回路的故障斷路點,吸引線圈也可能有斷線。總之,肯定是由隱藏的斷路點造成的。
如果控制回路正確的話,主要是鐵芯剩磁所致。如系此原因,則延遲時間后接觸器還會斷開的,只不過是延時斷開。處理方法是將上下鐵芯端面稍磨去一點,使間隙為 0.1~0.3mm。如果長時間也不斷開,則可能是鐵芯端面上涂的油脂粘連或觸頭熔焊在一起或可動部分被卡住。
[1]芮靜康等.變常見電氣故障快速診斷與維修[M].北京:機械工業出版社,2010.
[2]張澤軍主編.低壓電器故障診斷與維修[M].北京:化學工業出版社,2009.
[3]陳家斌主編.常用電氣設備故障排除實例[M].北京:河南科學技術出版社,2001.