煤礦低壓饋電開關(guān)故障探析

劉朝東

（河南省義馬煤炭高級技工學(xué)校，河南 義馬472300）

1 概述

礦用隔爆型真空饋電開關(guān)適用于具有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，在交流50Hz，電壓3300V、1140V和660V中性點不接地供電系統(tǒng)中，作為配電系統(tǒng)的總開關(guān)或分開關(guān)使用，也可用于大容量電動機(jī)不頻繁起動的控制。當(dāng)供電線路中出現(xiàn)過載、短路、漏電和欠壓故障時，饋電開關(guān)能自動切斷電源?？蓮V泛應(yīng)用于煤礦井下帶式傳輸機(jī)、采煤機(jī)、刮板運輸機(jī)、主扇、局扇、水泵、斜井絞車等設(shè)備的控制。

饋電開關(guān)是煤礦井下低壓電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其正常運行與否直接關(guān)系煤礦生產(chǎn)的安全性和連續(xù)性?？焖贉?zhǔn)確的進(jìn)行故障分析和處理，對保證機(jī)電設(shè)備的正常運行有著非常重要的意義。

現(xiàn)就饋電開關(guān)的常見故障及通過理論分析難以查找的故障進(jìn)行探討。

2 故障分析的一般原則

2.1 熟悉饋電開關(guān)的工作原理，尤其是控制電路

目前國內(nèi)生產(chǎn)開關(guān)的廠家很多，但其基本原理大同小異，分析時首先應(yīng)掌握其共性。而其共性最主要體現(xiàn)在幾個線圈在開關(guān)所處不同狀態(tài)是否帶電。

合閘時：欠壓線圈得電，分勵（脫扣）線圈斷電。

分閘時：按下分閘按鈕，欠壓線圈斷電，分勵（脫扣）線圈得電，欠壓線圈、分勵（脫扣）線圈同時作用，使斷路器分閘。

合閘線圈僅在合閘時有電，合閘后斷電，合閘后為機(jī)械保持。

分析原理時應(yīng)根據(jù)以上各線圈在不同情況下所處狀態(tài)為主線進(jìn)行分析。

2.2 掌握饋電開關(guān)控制電路的特點

電路接通后：（1）保護(hù)器有電，進(jìn)行絕緣監(jiān)視；（2）絕緣若正常，保護(hù)器保護(hù)接點閉合，為合閘做準(zhǔn)備（同時失壓線圈有電，為合閘做準(zhǔn)備，分勵線圈無電）；（3）合閘后，合閘線圈有電，線路接通。合閘后，合閘線圈斷電，機(jī)械保持；（4）當(dāng)發(fā)生故障時或按下停止按鈕，分勵線圈有電，失壓線圈無電，帶動斷路器跳閘。

3 饋電開關(guān)常見故障及處理

下面以KBZ系列饋電開關(guān)為例對其故障進(jìn)行分析。

3.1 開關(guān)合閘后不動作

可能原因：（1）控制電路無電壓（如按鈕接點、接觸器接點、熔斷器熔斷及變壓器損壞等）；（2）控制電路接線不正確；（3）插頭接線不正確；（4）線圈燒壞或斷線；（5）整流橋擊穿。

處理方法：（1）用萬用表檢查控制回路電源電壓是否符合要求；（2）用萬用表檢查直流電源模塊輸出電壓極性是否正確，調(diào)整接線；（3）用萬用表歐姆擋檢查線圈通斷情況，根據(jù)檢查結(jié)果確定是否更換線圈；（4）用萬用表檢查整流橋情況，判斷整流橋是否擊穿。

3.2 合閘動作但機(jī)械保持鉤扣不住

可能原因：（1）控制電源電壓過低；（2）合閘部分機(jī)構(gòu)卡死；（3）真空開關(guān)管損壞；（4）保持鉤不到位；（5）保持鉤扣不住或無壓釋放線圈不吸合。

處理方法：（1）用萬用表測量電源電壓是否在額定控制電源電壓的85%以上，否則調(diào)整控制電源電壓；（2）檢查電磁鐵，銜鐵吸合是否到位，否則調(diào)整電磁鐵；（3）檢查真空開關(guān)管有無裂紋、破損，有無負(fù)壓。觸頭分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度過小，則調(diào)整拉簧拉力；（4）保持鉤拉簧力小，分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度過小，轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)拉簧力過大，則調(diào)整拉簧或更換；（5）分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度太小，轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)拉簧力小或欠壓線圈燒壞，則調(diào)整拉簧或更換線圈。

3.3 不分閘

可能原因：（1）失壓脫扣器不脫扣；（2）分勵脫扣器不脫扣；（3）手動分閘不脫扣或機(jī)械機(jī)構(gòu)卡死。

處理方法：重新調(diào)整斷路器機(jī)械系統(tǒng)或潤滑機(jī)構(gòu)。

3.4 上電后系統(tǒng)沒有反應(yīng)

可能原因：（1）電源未接通；（2）CPU損壞。

處理方法：（1）檢查電源；（2）更換CPU。

3.5 和上位機(jī)通訊失敗，通訊指示燈不亮

可能原因：（1）地址設(shè)置不正確；（2）跳線設(shè)置不正確；（3）電纜接頭或電纜故障。

處理方法：（1）檢查上下位機(jī)的地址是否一致；（2）設(shè)置完地址后一定要給系統(tǒng)重新復(fù)位；（3）檢查跳線設(shè)置和電纜連接是否正確。

3.6 運行狀態(tài)顯示不正確

可能原因：斷路器的常開輔助觸點設(shè)置有問題

處理方法：查看輔助觸點的接觸是否良好，正確設(shè)置觸點狀態(tài)。

3.7 字跡顯示混亂

可能原因：（1）液晶損壞；（2）信號電纜連接不好。

處理方法：（1）檢查液晶顯示器是否損壞；（2）檢查信號電纜的連接 按（“確認(rèn)”＋“下行”）鍵復(fù)位。

4 理論分析不易查找的故障

4.1 越級跳閘故障

（1）漏電引起的越級跳閘。

1臺變壓器所接線路中是否有2臺饋電開關(guān)設(shè)置成總開關(guān)。合閘后，前級跳閘。在同一供電系統(tǒng)中不能有2臺或2臺以上的開關(guān)設(shè)定在總開關(guān)（主饋電）狀態(tài)，地面試驗時建議關(guān)閉配電室的檢漏繼電器；否則開關(guān)工作不正常。

例如：圖1中若KBSG－500／6為移動變電站，則630 A饋電就不能設(shè)為總開關(guān)，因為移動變電站低壓側(cè)開關(guān)相當(dāng)于線路總開關(guān)。

圖1

（2）同一線路（2臺以上分饋電）為不同廠家產(chǎn)品造成靈敏性的差別引起越級跳閘。

圖1中控制刮板機(jī)及皮帶機(jī)的2臺400A饋電開關(guān)為不同廠家生產(chǎn)，分饋電漏電動作帶延時（瞬動、30ms、50 ms三檔可調(diào)）。因延時時間為毫秒級，故國內(nèi)產(chǎn)品一般還無法做到每次準(zhǔn)確選擇性跳閘。

（3）分支饋電選漏保護(hù)不起作用引起的越級跳閘。

（4）因高次諧波引發(fā)保護(hù)裝置的信號紊亂（此項也可引起其他故障顯示）。

4.2 阻容吸收裝置損壞引起故障現(xiàn)象

（1）漏電保護(hù) ：因過電壓引起絕緣損壞。

（2）三相不平衡：因一相阻容吸收裝置損壞。

（3）短路：因絕緣損壞而引起短路。

（4）在軟啟動器中阻容吸收裝置損壞引會擊穿可控硅。

5 關(guān)于選擇性漏電保護(hù)的說明

礦用真空饋電開關(guān)的參數(shù)U0、I0可在“工廠菜單／出廠參數(shù)”中設(shè)置，分別對應(yīng)零序電壓門檻和零序電流門檻值。

加入這2個參數(shù)的目的是為了保證“選擇性漏電保護(hù)”可靠動作和擴(kuò)展應(yīng)用范圍。

只有在檢測到相應(yīng)的“選擇性漏電保護(hù)”動作條件滿足后，且故障發(fā)生時的零序電流和零序電壓分別超過設(shè)定好的門檻值，才會導(dǎo)致“選擇性漏電保護(hù)”發(fā)生。

出廠默認(rèn)的U0、I0值如下：

mA 10 15 8電壓等級／V 2 4 5出廠設(shè)置I0的值／V 380 660 1140出廠設(shè)置U0的值／

通常情況下，默認(rèn)設(shè)置不需修改。

若遇到“選擇性漏電保護(hù)”動作不正常，且檢查外部選漏連接線路（如零序互感器、零序電壓變壓器及方向、漏電試驗電阻等）都沒有問題的情況下，可適當(dāng)調(diào)節(jié)U0（零序電壓）、I0（零序電流）的值來滿足動作要求。

調(diào)節(jié)原則為：

若選漏動作電阻值偏大，I0、U0門檻值均應(yīng)提高；反之，可以稍降低；而且，調(diào)整時應(yīng)以調(diào)節(jié)I0門檻值為主。

當(dāng)用戶使用環(huán)境潮濕、電纜長度偏長，即電網(wǎng)電容偏大的情況下，應(yīng)降低U0門檻值，可以稍提高I0門檻值；反之，應(yīng)提高U0門檻值，可以稍降低I0門檻值。

若在大電機(jī)起動時，保護(hù)器受干擾易誤動，應(yīng)稍提高U0門檻值，而I0基本不變。

總之，提高U0、I0門檻值，使本支路保護(hù)器更難動作；降低U0、I0門檻值，使本支路保護(hù)器更易動作。

依據(jù)上述原則，合理調(diào)節(jié)U0、I0門檻值已經(jīng)能夠有效防止電機(jī)啟動時選漏誤動作情況。

此外，礦用真空饋電開關(guān)的其它故障還很多，只有在生產(chǎn)實際中不斷摸索，不斷總結(jié)，才能準(zhǔn)確的排除故障，為煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

〔1〕張宏干，裴立瑞.采掘電鉗工〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.