國(guó)際上公認(rèn)的高低壓電器的分界線交流是1kV(直流則為1500V)。為交流1kV以上為高壓電器,1kV及以下為低壓電器。有時(shí)也把變壓器列入高壓電器。
高低壓電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)和要求,手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開電路,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備??刂齐娖靼雌涔ぷ麟妷旱母叩?,以交流1200V、直流1500V為界,可劃分為高壓控制電器和低壓控制電器兩大類。總的來說,低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類,是成套電氣設(shè)備的基本組成元件。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國(guó)防以及人們用電部門中,大多數(shù)采用低壓供電,因此電器元件的質(zhì)量將直接影響到低壓供電系統(tǒng)的可靠性。
各種電器元件經(jīng)過長(zhǎng)期使用或因使用不當(dāng)會(huì) 造成損壞,這時(shí)就必須及時(shí)進(jìn)行維修。電氣線路中使用的電器很多,結(jié)構(gòu)繁簡(jiǎn)程度不一,這里首先分析各電器所共有的各零部件常見故障及維修方法,然后再分析一些常用電器的常見故障及維修方法。
a、觸頭過熱。觸頭接通時(shí),有電流通過便會(huì)發(fā)熱,正常情況下觸頭是不會(huì)過熱的。當(dāng)動(dòng)靜觸頭接觸電阻過大或通過電流過大,則會(huì)引起觸頭過熱,當(dāng)觸頭溫度超過允許值時(shí),會(huì)使觸頭特性變壞,甚至產(chǎn)生熔焊。產(chǎn)生觸頭過熱的具體原因分析如下:①通過動(dòng)、靜觸頭間的電流過大。任何電器的觸頭都必須在其額定電流值下運(yùn)行 ,否則觸頭會(huì)過熱。造成觸頭 電流過大原因有系統(tǒng)電壓過高或過低;用電設(shè)備超載運(yùn)行;電器觸頭容量選擇不當(dāng)和故障運(yùn)行四種可能。
b、動(dòng)靜觸頭間的接觸電阻變大。接觸電阻的大小關(guān)系到觸頭的發(fā)熱程度 ,其增大的原因有 :一是因觸頭壓力彈簧失去彈力而造成壓力不足或觸頭磨損變薄,針對(duì)情況應(yīng)更換彈簧或觸頭;二是觸頭表面接觸不良。例如在運(yùn)行中,粉塵、油污覆蓋在觸頭表面,加大了接觸電阻;再如,觸頭閉合分?jǐn)鄷r(shí),因有電弧會(huì)使觸頭表面燒毛、灼傷,致使殘缺不平和接觸面積減小,而造成接觸不 良。因此應(yīng)注意對(duì)運(yùn)行中的觸頭加強(qiáng)保養(yǎng)。對(duì)銅制觸頭表面氧化層和灼傷的各種觸頭可用刮刀或細(xì)銼修正;對(duì)大、中電流的觸頭表面,不求光滑,重要的是平整;對(duì)小容量觸頭則要求表面質(zhì)量好;對(duì)銀及銀基觸頭只需用棉花浸汽油或四氯化碳清洗即可,其氧化層并不影響接觸性能。維修人員在修磨觸頭時(shí),切記不要刮削銷削太過,以免影響使用壽命,同時(shí)不要使用砂布或砂輪修磨,以免石英砂粒嵌于觸頭表面,反而影響觸頭接觸性能。
對(duì)于觸頭壓力的測(cè)試可用紙條憑經(jīng)驗(yàn)來測(cè)定。將一條比觸頭略寬的紙條(厚 0.01 mm)夾在動(dòng)、靜觸頭間,并使開關(guān)處于閉合位置,然后用手拉紙條,一般小容量的電器稍用力,紙條即可拉出;對(duì)于較大容量的電器,紙條拉出后有撕裂現(xiàn)象。以上現(xiàn)象表示觸頭壓力合適。若紙條被輕易拉出,則說明壓力不夠 ;若紙條被拉斷,說明觸頭壓力太大。
調(diào)整觸頭的壓力可通過調(diào)整觸頭彈簧來解決。如觸頭彈簧損壞可更換新彈簧或按原尺寸自制。觸頭壓力彈簧常用碳素鋼彈簧絲來制造 ,新繞制的彈簧要在 250 oC~300 oC的條件進(jìn)行回火處理,保持時(shí)間約 2O~40 min,鋼絲直徑越大,所需時(shí)間越長(zhǎng)。鍍鋅的彈簧要進(jìn)行去氧處理,在 200 oC左右溫度中保持 2 h,以便去脆性。
d、觸頭熔焊。動(dòng)靜觸頭表面被融化后焊在一起而分?jǐn)嗖婚_的現(xiàn)象,稱為觸頭的熔焊。當(dāng)觸頭閉合時(shí),由于撞擊和產(chǎn)生震動(dòng),在動(dòng)靜觸點(diǎn)間的小間隙中產(chǎn)生短電流、電弧溫度高達(dá) 3000 oC~6000 oC ;可使觸頭表面被灼傷或熔化,使動(dòng)、靜觸頭焊在一起。發(fā)生觸頭熔焊的常見原因是選用不當(dāng),使觸頭容量太小,而負(fù)載電流過大;操作頻率過高;觸頭彈簧損壞初壓力減小。觸頭熔焊后,只能更換新觸頭,如果因觸頭容量不夠而產(chǎn)生熔焊,則應(yīng)選用容量大一些的電器。
a、鐵心噪音大。電磁系統(tǒng)在工作時(shí)發(fā)生一種輕微的“嗡嗡”聲,這是正常的;若聲音過大或異常,可判斷電磁機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了故障。
①銜鐵與鐵心的接觸面接觸不 良或銜鐵歪斜。鐵心與銜鐵經(jīng)過多次磁撞后端面會(huì)變形和磨損,或因接觸面上積有塵垢,油污 、銹蝕等,都將造成相互問接觸不良而產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。鐵心的振動(dòng)會(huì)使線圈過熱,嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀線圈,對(duì) E形鐵心,鐵心中柱和銜鐵之間留有 0.1-0.2 mm的氣隙,鐵心端面變形會(huì)使氣隙減小,也會(huì)增大鐵心噪聲。鐵心端面若有油垢,應(yīng)折下清洗;端面若有變形或磨損,可用細(xì)砂布平鋪在平板上,修復(fù)端面。
②短路環(huán)損壞。鐵心經(jīng)過多次碰撞后 ,裝在鐵心槽 內(nèi)的短路環(huán) ,可能會(huì)出現(xiàn)斷裂或脫落。短路環(huán)斷裂常發(fā)生在槽外的轉(zhuǎn)角和槽口部分,維修時(shí)可將斷裂處焊牢,兩端用環(huán)氧樹脂固定;若不能焊接也可換短路環(huán)或鐵心,短路環(huán) 跳出時(shí),可先將短路環(huán)壓人槽內(nèi)。③機(jī)械方面的原因。如果觸頭壓力過大或因活動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)受卡阻,使鐵心不能完全吸合,都會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)振動(dòng)和噪聲。
b、線圈的故障及維修。
①線圈的故障。當(dāng)線圈兩端電壓一定時(shí),它的阻抗越大,通過的電流越小。當(dāng)銜鐵在分離位置時(shí),線圈阻抗最小 ,通過的電流最大;鐵心吸合過程中,銜鐵與鐵心間的問隙逐漸減小,線圈的阻抗逐漸增大,當(dāng)銜鐵完全吸合后,線圈電流最小,如果銜鐵與鐵心間不管是何原因,不完全吸合,會(huì)使線圈電流增大,線圈過熱,甚至燒毀。如果線圈絕緣損壞或受機(jī)械損傷而形成匝間短路,或?qū)Φ囟搪罚诰€圈局部就會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,使溫度劇增 ,直至使整個(gè)線圈燒毀。另外,如果線圈電源電壓偏低或操作頻率過高,都會(huì)造成線圈過熱燒毀。②線圈的修理。線圈燒毀一般應(yīng)重新繞制。如果短路的匝數(shù)不多,短路又在接近線圈的端頭處,其他部分尚完好,即可拆去已損壞的幾圈,其余的可繼續(xù)使用,這時(shí)對(duì)電器的工作性能的影響不會(huì)很大。
c、滅弧系統(tǒng)的故障及維修0滅弧系統(tǒng)的故障
a、觸頭斷相。因某相觸頭接觸不好或聯(lián)接螺釘松脫造成斷相,使電機(jī)缺相運(yùn)行。此時(shí),電機(jī)也 ;能轉(zhuǎn)動(dòng),但轉(zhuǎn)速低并發(fā)出較強(qiáng)的“嗡嗡”聲。發(fā)現(xiàn)這種情況,要立即停車檢修。
前一級(jí)開關(guān),再進(jìn)行檢修。
c、相間短路。由于接觸器正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖失靈 , 或因誤動(dòng)作致使兩臺(tái)接觸器同時(shí)投入運(yùn)行而造成相間短路;或因接觸器動(dòng)作過快,轉(zhuǎn)換時(shí)間短,在轉(zhuǎn)換過程中,發(fā)生的電弧短路。凡此類故障,可在控制線路中采用接觸器、按鈕復(fù)合聯(lián)鎖控制電動(dòng) ;機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
a、熱元件燒斷。當(dāng)熱繼電器動(dòng)作頻率太高,負(fù)載側(cè)發(fā)生短路或電流過大,致使熱元件燒斷。欲排除此故障應(yīng)先切斷電源,檢查電路排除短路故障,再重選用合適的熱繼電器,并重新調(diào)整定值。
b、熱繼電器誤動(dòng)作。這種故障的原因是:整定值偏小,以致未過載就動(dòng)作;電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng),使熱繼電器在起動(dòng)過程中就有可能脫扣;操作頻率過高,使熱繼電器經(jīng)常受起動(dòng)電流沖擊 ;使用場(chǎng)所強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng),使熱繼電器動(dòng)作機(jī)構(gòu)松動(dòng)而脫扣;另外如果聯(lián)接導(dǎo)線太細(xì)也會(huì)引起熱繼電器誤動(dòng)作。針對(duì)上述故障現(xiàn)象應(yīng)調(diào)換適合上述工作性質(zhì)的熱繼電器,并合理調(diào)整整定值或更換合適的聯(lián)接導(dǎo)線。
c、熱繼電器不動(dòng)作。由于熱元件燒斷或脫落,電流整定值偏大,以致長(zhǎng)時(shí)間過載仍不動(dòng)作 ;導(dǎo)板脫扣;聯(lián)接線太粗等原因,使熱繼電器不動(dòng) 作,因此對(duì)電動(dòng)機(jī)也就起不到保護(hù)作用。根據(jù)上述原因,可進(jìn)行針對(duì)性修理。另外,熱繼電器動(dòng)作脫扣后,不可立即手動(dòng)復(fù)位,應(yīng)過 2 min,待雙金屬片冷卻后,再使觸頭復(fù)位。
空氣式時(shí)間繼電器的氣囊損壞或密封不嚴(yán)而漏氣,使延時(shí)動(dòng)作時(shí)間縮短 ,甚至不產(chǎn)生延時(shí);空氣室內(nèi)要求極清潔,若在拆裝過程中使灰塵進(jìn)入氣道內(nèi)氣道將會(huì)阻塞,時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間會(huì)變得很長(zhǎng)。針對(duì)上述情況可拆開氣室,更換橡膠薄膜或清除灰塵,即可解決故障??諝馐綍r(shí)間繼電器受環(huán)境溫度變化影響和長(zhǎng)期存放都會(huì)發(fā)生延時(shí)時(shí)間變化,可針對(duì)具體情況適當(dāng)調(diào)整。
速度繼電器發(fā)生故障后 ,一般表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)停車時(shí),不能制動(dòng)停轉(zhuǎn)。此故障如果不是觸頭接觸不良,就可能是調(diào)整螺釘調(diào)整不當(dāng)或膠木擺桿斷裂引起的。只要拆開速度繼電器的后蓋進(jìn)行檢修即可。
低壓電器選擇不同類型短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲鱽磉m應(yīng)不同的線路預(yù)期短路電流(當(dāng)I在相同的情況時(shí))的需要斷路器的選用原則是:斷路器的短路分?jǐn)嗄芰Α菥€路的預(yù)期短路電流。
1、不同的負(fù)載低壓電器應(yīng)選用不同類型的斷路器
低壓電器最常見的負(fù)載有配電線路、電動(dòng)機(jī)和家用與類似家用(照明、家用電器等)三大類。以此相對(duì)應(yīng)的便有配電保護(hù)型、電動(dòng)機(jī)保護(hù)型和家用及類似家用保護(hù)型的斷路器。這三類斷路器的保護(hù)性質(zhì)和保護(hù)特性是不相同的。對(duì)配電型斷路器而言,它有A類和B類之分:A類為非選擇型,B類為選擇型。所謂選擇型是指斷路器 具有過載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和短路瞬時(shí)的三段保護(hù)特性。萬能式(又稱框架式)斷路器中的DW15系列、DW17(ME)系列、AH系列和DW40、DW45系列中大部分是B型,而DZ5、DZ15、DZ20、TO、TG、CM1、TM30及HSM1等系列和萬能式DW15、DW17的某些規(guī)格因僅有過載長(zhǎng)延時(shí)、短路瞬時(shí)的二段保護(hù),它們是屬于非選擇型的A類斷路器。選擇性保護(hù)。
2、當(dāng)F點(diǎn)短路時(shí),只有靠近F點(diǎn)的QF2斷路器動(dòng)作,而上方位的QF1斷路器不動(dòng)作,這就是選擇性保護(hù)(由于QF1不動(dòng)作,就使未發(fā)生故障的QF3、QF4支路保持供電)。如果QF2和QF1都是A類斷路器,則F點(diǎn)發(fā)生短路,短路電流值達(dá)一定值時(shí),QF1、QF2同時(shí)動(dòng)作,QF1斷路器回路及其下的支路全部停電,就不是選擇性保護(hù)了。 能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性保護(hù)的原因是,QF1為B類斷路器,它具有短路短延時(shí)性能,當(dāng)F點(diǎn)短路時(shí),短路電流流過QF2支路,也流過QF1回路,QF2的瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器動(dòng)作(通常它的全分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.02s),因QF1的短延時(shí),QF1在0.02s內(nèi)不會(huì)動(dòng)作(它的短延時(shí)≥0.1s或0.2、0.3、0.4s)。在QF2動(dòng)作切斷故障線路時(shí),整個(gè)系統(tǒng)就恢復(fù)了正常。
3、可見,如果要達(dá)到選擇性保護(hù)的要求,上一級(jí)的斷路器應(yīng)選用具有三段保護(hù)的B型斷路器。低壓電器對(duì)于直接保護(hù)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)型斷路器,它只要有過載長(zhǎng)延時(shí)和短路瞬時(shí)的二段保護(hù)性能就夠了,也就是說它可選擇A類斷路器(包括塑殼式和萬能式),DZ5、DZ15、TO、TG、GM1、TM30、HSM1及DW15等系列除有配電保護(hù)的性能外,它們的630A及以下規(guī)格均有保護(hù)電動(dòng)機(jī)的功能。