論纜道控制系統常見故障分析與維修

楊躍進,李長學（四川省雅安水文水資源勘測局，四川雅安，625000）

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論纜道控制系統常見故障分析與維修

楊躍進,李長學
（四川省雅安水文水資源勘測局，四川雅安，625000）

摘要：本文通過纜道控制系統常見故障分析，對變頻器、交、直流接觸器、微型繼電器性能分析，如何選型、安全使用、注意事項作了介紹。

關鍵詞：控制系統；常見故障；分析與維修

“軟故障”只有通過原理圖分析才能找到故障的大致部位，再根據系統中各用電器工作方式，找到故障具體部件，其實排除故障的方法是很簡單的。

如附圖，水文纜道控制系統內部圖看似復雜，其核心件是變頻器和PLC件，由于孌頻囂和PLC件，設計完美，保護裝置完善，不易損環。外部電路主要有：變壓器提供低壓控制電源和臥式直流接觸器給變頻器供電，變頻囂輸出經交流接觸器給測流、取沙電機供電，PLC智能控制給相應功能部份提供回路，達到智能測流、取沙的目的。控制系統運行前，當合上電源總開關，指示燈亮，只能說明控制系統供電正常。當變頻器不供電時，先目測，聽不到接觸器吸合聲，斷電用萬能表測線圈阻值已斷路，其他元件正常，這就是控制系統“接觸器”損環的硬故障。

在實際使用中，交、直流接觸器，常出現線圈斷線，觸點燒蝕故障。表現為不上電、接觸不良或粘連，導致控制系統工程不能工作或者不能正常工作，特別是高洪水測流、取沙過程中危害性相當大的。使用中發現接觸器工作時好時壞，一定要換新。

1　交、直流接觸器各自的結構特點

交流接觸器的電磁鐵心采用的是E型插片式結構，有些類似常用的E型變壓器鐵心，由于交變電流會在鐵心中產生渦流和磁滯損耗，導致鐵心產生熱量，采用溥片可以減少渦流產生的熱量。同時為了防止熱量傳導到電磁線圈上，引起線圈的過熱燒壞，常常把線圈繞在骨架上和鐵心隔離。另外由于交流有過零問題，在電磁鐵末端加有短路環，防止銜鐵振動和交流噪音的產生。老式水文纜道控制臺多采用交流接觸囂。

直流接觸器的電磁鐵由于通的是直流電，磁通恒定，不會產生渦流和磁滯損耗等問題，所以鐵心直接用軟鐵制造，不會發熱，甚至直接把線圈繞在磁鐵上以利線圈散熱，所以直流接觸器比交流接觸器體積小，便于控制臺優化設計，對于其他電器干擾小，所以新式水文纜道控制臺，多采用直流接觸囂。

2　滅弧設計上的異同

交流接觸器的觸點滅弧采用雙斷口設計，這樣設計是為了增加觸點距離有利于滅弧，同時有陶瓷式滅弧罩和棚片式滅弧罩輔助滅弧，再者交流有過零現象，對滅弧效果也有一定的作用。

直流接觸器的觸點產生的電弧更加穩定和強烈，尤其是當負載為大電流感性負載（測流、取沙電動機），其斷開瞬間產生的反電動勢，強大的電弧導致觸點及線圈燒環。這就是水文纜道控制臺常遇到的特殊性故障：上次操作正常結束，下次開機所有操作功能失效的原因。即停機斷電瞬間產生的反電動勢，強大的電弧導致直流接觸器燒環。由此可以看出：直流接觸器滅弧工藝流程比交流接觸器復雜得多，造價也就高得多，電路設計復雜化，否則“特殊性故障常會發生”。

3　從結構上和滅弧效果看出，兩者不能直接代換使用

直流接觸器可以代換交流接觸器，是因為直流接觸器其滅弧能力遠遠超過交流接觸器，但其控制部分須改為直流方可。否則直流接觸器線圈必定過熱燒環。所以，水文纜道控制臺中，常用交流接觸囂，控制3kw電動機供電。反之，交流接觸器要代換直流接觸器，其負載不能是大電流感性負載，不然觸點可能在短時間內燒環。水文纜道控制臺上，常用直流接觸器控制3.7Kw變頻器供電。而變頻囂，不是大電流感性負載，所以交流接觸囂代替直流接觸囂是可行的。川西水文水資源勘測局，生產的kc—1型控制臺，就是這種基本型式，在水文站擁有量大，凡遇到變頻囂不供電，電動機轉動異常，首先檢查直流接觸囂和交流接觸囂好壞，保證“手到病除”。條件許可，也可用交流接觸囂直接代替直流接觸囂，就不會出現“放置”損壞的特殊性故障，用交流接觸囂代替直流接觸囂，必須注意以下幾點，否則新的“故障”發生。

⑴交流接觸器的選型

交流接觸器選型的第一個步驟是選型號。型號不適用使用類別時，即使接觸器額定電流滿足要求也會觸頭燒環。對于水文纜道控制測流取沙儀器前行、后退、下降、上升等頻繁啟動和制動的負載，最好是選用CJ12系列單斷點，旋轉結構接觸器，這種接觸器有一個特點：三相獨立。每相有一個大的滅弧罩，滅弧能力強。另外，該系列接觸器，斷開時反作用力大，有利于迅速切斷負載電源。鉛魚上、下運行更靈活。

交流接觸器選型的第二個步驟：選擇接觸器額定電流。同樣的負載電流，選用的接觸器容量越大，工程造價越高，對接觸器容量也是一種浪費。

⑵按電機負載選用

一般負載用交流接觸器選用電機啟動電流的1.3倍即可。對于水纜道頻繁啟動用接觸器，應選用電機啟動電流的1.7倍為宜。

⑶按交流接觸器的電壽命選用

交流接觸器的觸頭壽命和分斷電流有關。交流接觸器在使用手冊中會提供分斷電流Ic與觸頭壽命關系曲線。對于Ic～壽命曲線有兩種用法：第一種是先按負載類別選容量，再在Ic～壽命曲線上找出對應運行電流的電壽命，看是否符合要求。第二種是按運行電流Ic和電壽命在某條曲線上有交會點，確定這個點所對應的曲線即為所選交流接觸器型號。

⑷交流接觸器在使用中，首先是觸頭要保持清潔，絕對不允許涂油，觸頭表面出現小珠，應即時清除。滅弧室應保持完好，如觸頭表面有炭化膜時，用0號紗布清除。若觸頭燒損嚴重時應即時更換。更換困難時，若接觸不良，可并聯使用；若“粘連”可串聯使用。特別是“粘連”故障，在漂浮物過多的洪水中，對測洪中的水文纜道，危害性很大。

災后重建，智能纜道在雅安水文局使用很多。從目前使用中，確有智能效果，減輕了測驗人員勞動強度，提高了資料質量。由于使用時間短，目前只有丹巴水文站PLC中開關電源壞了，經拆開檢查，很快找到故障原件，換上同型號故障排除。流沙河站控制系統如圖1所示，12V繼電器常出現接觸不良，開始采用直接換新的方法，后在原理圖上看到此繼電器只用了一組觸點，將另一組觸點并聯使用，徹底解決了因電流過大燒壞觸點根本性問題。由于流沙河站屬于卵石河床，智能纜道測流過程中，常遇到卵石頂住鉛魚尾葉，鉛魚“托板”“懸空”，智能系統檢測不到河底信息，繼續“下放”，稍有不意，纜道就會“拉垮”，特別是中高洪水尤其注意再注意，低水位時，大的卵石測驗人員目測可避開。所以設備先進，人的監測是關鍵！

⑸纜道控制系統中的電動機也很關鍵，最常見的故障是，電機溫度偏高，分析與檢修1、定子繞組局部短路。應找到短路點并予以解決，否則易燒壞繞組；2、繞組絕緣不良。應進行干澡處理；3、超載運行。應調整負載，加裝滑輪組或加裝平衡錘；4、環境溫度過高。應加強通風等措施來降低環境溫度；5、電機風道堵塞。應疏通風道；6、電機端電壓過高。盡可能避開低谷期用電；7、制動失靈。對于電磁制動三相異步電動機，通電制動器工作，聲音很響亮的，如果聽不到清脆聲直接檢測勵磁電壓在170V上下5V內，否則整流器損壞。換上同型號整流器即可排除故障。

圖1.　ELD智能纜道控制系統

圖2.　KC-1變頻纜道控制系統

參考文獻

[1]隋鐵成;水文纜道測深的不確定性[J];吉林水利;2003年10期

[2]張廣林;王恬;李鑫;李向鵬;;自動調節拉偏索長度的水文纜道簡要[J];河南水利;2005年04期

纜道控制系統常見故障有：供電異常、控制異常、運行中損環、接觸不良等。本文介紹的常見故障是指：“硬故障”和“軟故障”兩種。如控制臺電源指示燈不亮，變頻器不供電，或供電正常，鉛魚不運行等，纜道操作員稍加分析就能排除故障。

Common failure analysis theory of cable tunnel control system and ma intenance

Yang Yuejin,Li Changxue
(yoann hydrology and water resources survey of sichuan province,sichuan ya 'an,625000)

Abstract：Common fault analysis in this paper,through the cable tunnel control system,the inverter,ac,dc c ontactor,miniature relay performance analysis,how the selection,safe use,points for attention are introduce d.

Keywords：control system;Common faults;Analysis and maintenance