低壓電器故障分析與維修技術

傅文燦

（南安市人民政府辦公室，福建 南安 362300）

0 引 言

低壓電器主要由觸頭構件、電磁系統和滅弧裝置3部分組成，所以故障分析和維修工作需要從這3個方面展開。低壓電器工作過程中很容易發生故障，而導致故障發生的因素很多，需要逐一分析。只有明確故障發生的原因，才能做到具體問題具體分析，選擇恰當的解決方式做好維修工作，提高低壓電器的維修技術水平，使低壓電器處于正常的工作狀態。

1 低壓電器發展前景和主要構成

相關的統計資料顯示，2013年我國電力工程投資達到7 611億元，同比增長2.9%以上，電網投資總規模3 894億元，新能源和可再生能源發電裝機占比達30%以上。電能可以通過低壓電器分配而快速利用，因此電力的新建設備和設備更新給低壓電氣設備提供了巨大的市場需求。在我國電力事業快速發展的背景下，電力投資規模不斷提高，發電設備裝機容量迅速上升，新能源的發展推動著低壓電器行業的整體發展規模。目前，我國各行各業應用低壓電氣設備普遍，如工業、農業、國防、交通和用電部門。電器元件的質量會直接影響低壓供電系統的可靠性。伴隨著低壓電氣設備的快速發展，國民經濟和現代工業發展需求不斷增高，各種新工藝、新技術、新材料層出不窮，使低壓電器向智能化、可靠性更高、模塊化、組合化、通用化以及小型化方向發展。但是，我國目前低壓電器生產設備普遍存在規模較小、創新動力不足的問題，尤其是很多產品主要集中在低端市場，產品同質化嚴重，競爭非常激烈。此外，許多國際領先企業進入中國后，各種高端的低壓電氣設備搶占了本土市場，使得我國低壓電氣設備生產制造受到了巨大沖擊。

通常來說，低壓電器包括感測部分和執行部分。感測部分能夠感知并測量外界信號，做出規律判斷。自控系統中檢測部分主要由電磁機組成，受控電器的感測部分主要以手柄操作為主，而執行部分能夠根據電路的指令自行切斷或接通。低壓電器分為配電電器和控制電器，是電氣設備組成的重要元件。

2 低壓電器的常見故障

2.1 低壓電器觸頭構件的故障

首先，低壓電器的觸頭構件會出現溫度過高的問題。當觸頭構件有電流經過時，會產生一定的熱量。觸頭產生的熱量與接觸電阻阻值呈正相關關系，需要合理控制觸頭溫度，否則會出現熔融現象。日常生活中，長時間使用低壓電器會導致彈簧變形而影響彈簧的彈性系數，損害觸頭構件的動靜觸頭，使得觸頭構件的壓力較低。觸頭構件壓力不足會對接觸電阻產生較大的影響[1]。其次，低壓電器觸頭構件的動靜觸頭很容易出現故障。在低壓電器的具體工作中，動靜觸頭之間會出現多次接觸和摩擦，長此以往會造成一定的機械損傷。同時，觸頭構件通電時，也會對動靜觸頭造成一定的電損傷。

2.2 低壓電器電磁系統的故障

首先，低壓電器電磁系統的銜鐵會發生故障。低壓電器在運行過程中常常會出現聲音異常的現象，這是電磁系統出現故障導致的。電磁系統的銜鐵和鐵芯發生碰撞時，會使接觸不充分，也會造成銜鐵的扭曲。低壓電器聲音異常也有可能是線路短路導致的。此外，聲音異常現象也有可能是低壓電器自身的因素造成的。例如，低壓電器電壓較低、彈簧壓力較大等，都是聲音異常的主要影響因素。其次，低壓電器電磁系統中的線圈是發生故障的主要部分。電磁系統電流的變動會增加線路的溫度，而線路溫度異常是故障發生的主要因素。第一，電磁系統的損傷會破壞線圈，使線圈短路或者接觸地面，增加線路中的電流引發高溫而發生故障。第二，固定線圈兩端的電壓值時，電阻越大，通過的電流越小，電阻阻值與銜鐵、鐵芯之間的距離成反比，所以必須確保銜鐵與鐵芯的契合。第三，如果線圈兩端的電壓較低，會降低銜鐵的吸附能力導致線圈發生故障。第四，銜鐵的吸附會產生電流沖擊，所以必須控制操作的頻率，避免線圈發生故障。

2.3 滅弧裝置經常發生的故障

滅弧裝置在低壓電器中占據著重要作用，是低壓電器的重要組成部分。滅弧裝置能夠為出頭的正常運轉提供有力保障[2]。然而，低壓電器的滅弧裝置非常容易發生故障。首先，滅弧裝置的滅弧罩受自身因素的影響，在具體工作中會出現受潮現象。滅弧罩是由水泥板制成的，所以受潮現象比較嚴重。這時電弧高溫會使滅弧罩表面的水分蒸發，很大程度上增加了滅弧罩的表面壓力。其次，滅弧罩在分斷較大故障的電流時，電弧高溫會導致滅弧罩碳化。再次，滅弧罩會出現破裂現象，影響低壓電器的正常運行。最后，滅弧罩的滅弧柵片很容易脫落，進而對低壓電器的滅弧裝置產生不良影響。

3 低壓電器維修的技術要點

3.1 低壓電器觸頭構件故障的維修技術

當觸頭構件溫度較高時，需要檢查低壓電器是否出現機械性損傷和是否存在彈簧變形的現象。如果存在問題，需要調整和更換彈簧，保證觸頭構件具有良好的接觸。此外，應該檢查觸頭構件是否松動，如果出現松動必須進行固定。低壓電器的觸頭構件還有可能出現氧化現象，這種現象主要出現在觸頭表層。氧化現象會導致動靜觸頭無法正常接觸，從而增加了接觸電阻，使低壓電器在運行過程中產生大量的熱量。維修過程中，需要檢查觸頭表層是否存在灰塵，必須使用汽油等處理灰塵。如果氧化膜較少，可利用小刀刮除。在低壓電器運行過程中，電量過大也會造成觸頭的損傷，觸頭表層會出現燒毛現象，直接使接觸面產生較大電阻而產生較高的溫度。這時需要利用小刀處理觸頭表層，注意表層不能過于光滑，否則會影響接觸電阻。如果處理面積較大，會影響觸頭的使用時間。在觸頭處理過程中，不能使用砂紙進行打磨，沙礫遺留在觸頭表面也會增加電阻，導致電流過大。低壓電器動靜觸頭的摩擦會氣化或者蒸發一些金屬，所以當觸頭被磨損一半后需要及時更換。有時觸頭短時間內的磨損比較嚴重，需要及時排查原因，避免造成更嚴重的磨損現象。在低壓電器的觸頭構件工作過程中，可能會出現彈簧損傷線路電流過大的問題。如果觸頭表面的溫度較高，會在很大程度上改變觸頭的接觸面積，甚至會使動靜觸頭熔融在一起。所以，針對這種現象必須快速做出反應，采取積極的方法處理。動靜觸頭熔融在一起時必須更換新的觸頭。如果觸頭容量不足，需要更換大一級的觸頭。

3.2 低壓電器電磁系統故障的維修技術

在銜鐵出現故障時，會出現銜鐵扭曲問題。這時檢查銜鐵上是否有雜質，并及時清理雜質。低壓電器運行時如果銜鐵的聲音異常，則需要用銅板代替銜鐵，注意銅板的使用必須檢測合格。銜鐵聲音異常也有可能是線圈問題導致的，所以當電流通過線圈時，如果銜鐵與鐵芯沒有接觸，必須切斷電源[3]。在具體的維修工作中，需要根據現場的實際情況進行靈活處理。低壓電器工作過程中，線圈也會出現故障，這主要是短路導致的。因此，維修工作可以從兩個方面展開。一方面，如果線圈線路全部損壞，需要重新纏繞線圈，注意不同低壓電器的線徑和匝數不同，必須參考相應的說明書。另一方面，如果外圈的部分電路損壞，只需要更換外圈的線路即可，不會對整體的線圈產生影響。

3.3 低壓電器滅弧裝置故障的維修技術手段

低壓電器的滅弧裝置表面出現磨損，需要及時更換新裝置。需要重視滅弧裝置表面的清理工作，如果低壓電器中設置了滅弧罩，具體工作中必須裝配相應的滅弧罩。如果滅弧罩處于潮濕的環境，則需要烘干后再使用。如果滅弧罩出現碳化現象，則需要刮除上面的污垢。線圈出現短路現象時，需要使用工具將短路處撥開。弧角有脫落現象時，必須對其進行重新安裝，避免對低壓電器的運行產生影響[4]。滅弧裝置在低壓電器中發揮著重要作用，直接影響低壓電器的正常運行，所以必須重視滅弧裝置的維修。在滅弧裝置中最容易出現故障的是滅弧罩，必須定期檢查滅弧罩。檢查工作中，需要檢查滅弧柵片是否完整，清除表面的污垢，保證滅弧罩的外殼完整。外殼有裂痕時，必須進行更換。為了避免發生短路現象，有滅弧罩的滅弧裝置必須使用滅弧罩。

3.4 電磁系統故障檢測

檢測電磁系統故障時，動靜鐵芯的端面出現接觸不良或者鐵心歪斜的情況很容易造成系統噪聲過大或者引發線圈過熱等問題。當銜鐵出現巨大噪聲時，必須及時拆下線圈，檢查動靜鐵芯的接觸面。存在油污或者不平整時，應立即清洗或者銼平。動鐵芯出現松動歪斜的情況，則必須緊固校正。在斷路環檢查時，出現斷裂的情況必須及時更換，或者利用粗銅絲敲打截面，按原尺寸安裝即可。在電磁線圈斷電后，銜鐵沒有立即釋放，很可能是運動部位被卡住，或者鐵芯氣息間距過大導致剩磁過大。彈簧在長時間運行出現疲勞變形導致彈力不夠或者與鐵芯接觸面有大量油污時，也可能導致銜鐵無法立即動作，必須及時拆卸，更換彈簧。線圈故障檢查時，由于線圈的主要故障是通過的電流過大而造成線圈過熱出現燒毀的情況，必須要檢查線圈絕緣、電源電壓、動靜鐵芯接觸情況。線圈因為短路燒毀，可以從燒壞的線圈中檢測導線，數量也可以通過銘牌或手冊上檢測線圈的路徑參數，根據鐵芯的結住面制作模進行分析。線圈短路匝數不多或者短路點與接線頭連接緊密，其余部分完好，則必須立即切斷電源，避免線圈被燒毀。此外，也可從銘牌或手冊上查出線圈的線徑和匝數。按鐵芯中柱截面制作線模，線圈繞好后先放在105～110 ℃的烘箱中3 h，冷卻至60～70 ℃浸1010瀝青漆，也可以用其他絕緣漆。滴盡余漆后，在溫度為110～120 ℃的烘箱中烘干，冷卻至常溫后即可使用。線圈在通電后沒有發生震動，則必須判斷線圈連接線是否脫落。利用萬用表檢查線圈，通電后出現振動噪聲的情況，則必須判斷活動部位是否被卡住或者鐵芯之間是否有異物，發現問題必須立即處理。

4 結 論

電氣運行過程中會涉及很多低壓電器，而低壓電器在工作中很容易發生故障，降低了電氣運行效率，須提高對低壓電器故障分析和維修工作的重視，定期進行檢查。對于可能存在問題的低壓電器，需要采取恰當的措施進行維修，降低故障發生的可能性，為電氣運行提供保障。低壓電器的檢查維修過程中必須重視故障的發生原因分析，只有確定故障的影響因素，才能采取合理的方法給予解決，從而很好地預防故障的發生。