戶內電動隔離開關限流電阻燒損原因分析

劉 娟

（襄陽鐵路供電段襄陽車間 湖北襄陽）

一、問題的提出

2008年9月，石家莊至德州鐵路電氣化改造工程，對晉州分區亭安裝的GN2-27.5戶內電動隔離開關設備進行了開通前的最后驗收。在通電試驗過程中，驗收人員發現有1臺電動隔離開關不能動作，并通知有關單位進行處理。

二、原因分析

經到現場檢查，發現電動操作機構里的電機限流電阻已經燒損。GN2-27.5戶內電動隔離開關操作機構主要由永磁直流電動機、機械減速傳動系統（減速機及輸出主軸）、電氣控制系統（空氣開關、控制按鈕、直流接觸器、輔助開關）和箱體組成。減速機的下方裝有與主軸同軸連接的輔助開關，供用戶電氣聯鎖及信號指示使用。隔離開關有兩種限位裝置，一種是機械限位，即限位螺栓進行限位，另一種是電氣限位，即輔助開關限位。

CJ6系列隔離開關電動操作機構借助于隔離開關支柱或獨立支架安裝，操作方式是采用交流或直流電機驅動，且通過減速機裝置將輸出力矩傳遞給操作機構的主軸，通過拉桿將操作力傳遞給隔離開關本體，使隔離開關進行分、合閘操作。電機構原理如圖1所示，工作原理如下。

機構由兩路直流電源供電，一路接至端子排M1-1、M1-3，作為電機回路電源；另一路接至M1-5、M1-7，作為控制回路電源。IM為電機回路電源開關，IC為控制回路電源開關，IR為加熱回路電源開關。合閘接觸器CC及分閘接觸器OC由合閘按鈕PC、分閘按鈕PO控制，通過接觸器來控制電機。隔離開關處于分閘位置時，限位開關FC接通，FO斷開；隔離開關處于合閘位置時，限位開關FO接通，FC斷開。隔離開關分、合閘到位時，靠限位開關FO或FC切斷控制回路電源。電動操作分就地操作、遠方操作及手動操作3種方式。就地操作時，合上電動機回路的IM空氣開關，將“就地-手動-遠方”轉換開關旋至“就地”位置，這時就地控制回路電源接通，遠方和手動控制電源被切斷。此時按下合閘按鈕PC，PC的23-24接通，合閘接觸器CC線圈得電，CC常開接點13-14閉合且自保持，同時CC常閉接點61-62斷開，切斷分閘接觸器OC回路，即使按鈕PC釋放，CC仍維持吸合狀態。與此同時，串于電機回路的合閘接觸器CC的接點3（33）-4（34）、5（23）-6（24）閉合，電機 M 得電，輸出主軸向合閘方向轉動。當轉到接近合閘終點時.與輸出軸同軸的合閘限位開關FC常閉接點斷開，合閘接觸器CC失電，CC的接點3（33）-4（34）、5（23）-6（24）斷開，電機電源被切斷，從而完成了合閘操作。當按下分閘按鈕PO時，分閘接觸器OC線圈得電，其常開接點13-14閉合且自保持，同時OC常閉接點61-62斷開，切斷合閘接觸器CC回路，此時串于電機回路的分閘接觸器OC的接點 3（33）-4（34），5（23）-6（24）閉合，電機 M 得電，輸出主軸向分閘方向旋轉。當轉到接近終點時，行程開關FO的常閉接點斷開，分閘接觸器 OC 失電，OC 的接點 3（33）-4（34），5（23）-6（24）斷開，電機電源被切斷，完成了分閘操作。

圖1 電動機構原理圖

遠方電動操作：把“就地一手動一遠方”轉換開關LD旋至“遠方”位置，這時遠方控制回路接通，就地和手動控制電源被切斷，遠方發出合閘、分閘命令時，操作機構按上述原理執行合、分閘操作。此時由于LD的接點1-2、5-6斷開，因而本地分、合閘操作不起作用。

手動操作：關閉內門，旋開閉鎖板上的鎖鈕，向下推閉鎖板，將操作手柄插入蝸桿軸孔，安裝在板后的位置開關常閉接點斷開，斷開電路，就地及遠方電動操作禁止，保護了操作者的安全。

三、導致限流電阻燒損的原因

1.接觸器故障

接觸器是電氣控制中經常使用的器件，容易出現的故障有低電壓不動作、線圈燒損、觸點卡滯。當觸點卡滯時，造成電機電源無法斷開，使電機回路過流，燒損限流電阻。在檢查故障過程中，先把萬用表打到歐姆擋，斷開IM開關，測量分合閘按鈕在常態和按下位置時的常開、常閉接點的分合情況均正常。測量接觸器線圈的阻值在1680 Ω左右，阻值正常；閉合IM開關，按下合閘按鈕，用萬用表交流電壓擋測量接觸器線圈電壓為AC 221 V，且接觸器吸合正常，用萬用表通斷擋測量接觸器3（33）-4（34）、5（23）-6（24）接點均閉合，按下停止按鈕，接觸器斷開，重復操作5次，接觸器吸合、斷開均正常，證明接觸器無損壞。

2.電機線圈燒損

永磁直流電機是隔離開關電動操作機構內的核心部件，回路發生過流時易發生電機燒損故障，使電機線圈短路，從而引起限流電阻燒損。永磁直流電機線圈電阻為60 Ω，在故障檢查過程中，通過使用萬用表測量電機線圈電阻，顯示61 Ω，說明電機線圈并無短路現象發生。

3.輔助開關接點調整不當

電動操作機構內輔助開關接點應在開關分閘到位后切斷控制回路電源，直流接觸器主觸點斷開，從而切斷電動機回路，使開關停止動作。相反，如果輔助開關調整不好，開關分閘到位后輔助開關接點無法切斷控制回路，電機會一直動作。此時會出現兩種情況：一是開關上的限位螺栓已經調整到位，這時開關無法繼續動作，使電機負荷增加，導致電機回路過流，燒損限流電阻，甚至燒損電機；另一種情況是限位螺栓未調整到位，此時電機繼續使開關動作直至“過死點”位置，開關停止動作，回路過流，燒損限流電阻。

“過死點”是開關調整中的俗稱，開關在分閘時“過死點”多是因為連桿長度調整不當和限位裝置調整不當造成，“過死點”時連桿處于延長軸的下方（圖2），造成機械卡滯，開關無法進行合閘操作。此臺故障開關已經“過死點”。

圖2 隔離開關安裝示意圖

檢修人員打開電動操作機構側門，使用萬用表測量輔助開關接點FO未斷開，FC接點未閉合，證明輔助開關沒有調整到位，不能切斷控制回路，使電機回路過流是造成限流電阻燒損的原因之一。

還有一種情況也可以造成限流電阻燒損。即輔助開關FO接點未調整到位，使開關動作至“過死點”位置，而此時輔助開關FO接點恰好斷開，切斷了控制回路及電機回路，電機停止轉動。如果操作人員沒發現開關已經“過死點”，按下合閘按鈕進行合閘操作，此時開關由于機械卡滯無法動作，造成電機負荷增加，而與電機輸出主軸連接的輔助開關無法轉動，接點FC無法斷開，使電機處于得電狀態，導致電機回路過流，燒損限流電阻。

四、問題的解決

更換燒損的限流電阻；對電動操作機構拐臂進行調整，使開關分合閘行程一致，分合閘到位；調整輔助開關。對開關通電進行電動操作，分別在開關合閘和分閘時調整輔助開關觸點，使輔助開關能及時切斷控制回路電源，電機停止轉動，并且開關分合閘均能到位；調整分合閘限位螺栓，使開關分別在合閘和分閘到位時，螺栓能夠與開關之間存在2～3 mm的間隙，使開關不再繼續運動至過死點的位置。

經過多次電動操作試驗后，確認已將開關和機構調整到合格狀態，將所有連接螺栓鎖死，開關故障處理完畢。

五、展望

開關不能分、合閘，維修起來比較麻煩，如果故障出現在運行期間，會影響鐵路接觸網的正常供電。所以，在戶內電動隔離開關安裝調整后，要重新確認4點問題，確保戶內電動隔離開關的調試質量。①分合閘是否到位；②多極開關還要檢查合閘的同期性是否合格；③機械限位螺栓和輔助開關各觸點是否到位；④各部位螺栓是否已擰緊。