戶內(nèi)電動隔離開關(guān)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(qū)亭安裝的GN2-27.5戶內(nèi)電動隔離開關(guān)設(shè)備進(jìn)行了開通前的最后驗(yàn)收。在通電試驗(yàn)過程中，驗(yàn)收人員發(fā)現(xiàn)有1臺電動隔離開關(guān)不能動作，并通知有關(guān)單位進(jìn)行處理。

二、原因分析

經(jīng)到現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)電動操作機(jī)構(gòu)里的電機(jī)限流電阻已經(jīng)燒損。GN2-27.5戶內(nèi)電動隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)主要由永磁直流電動機(jī)、機(jī)械減速傳動系統(tǒng)（減速機(jī)及輸出主軸）、電氣控制系統(tǒng)（空氣開關(guān)、控制按鈕、直流接觸器、輔助開關(guān)）和箱體組成。減速機(jī)的下方裝有與主軸同軸連接的輔助開關(guān)，供用戶電氣聯(lián)鎖及信號指示使用。隔離開關(guān)有兩種限位裝置，一種是機(jī)械限位，即限位螺栓進(jìn)行限位，另一種是電氣限位，即輔助開關(guān)限位。

CJ6系列隔離開關(guān)電動操作機(jī)構(gòu)借助于隔離開關(guān)支柱或獨(dú)立支架安裝，操作方式是采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動，且通過減速機(jī)裝置將輸出力矩傳遞給操作機(jī)構(gòu)的主軸，通過拉桿將操作力傳遞給隔離開關(guān)本體，使隔離開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作。電機(jī)構(gòu)原理如圖1所示，工作原理如下。

機(jī)構(gòu)由兩路直流電源供電，一路接至端子排M1-1、M1-3，作為電機(jī)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(jī)回路電源開關(guān)，IC為控制回路電源開關(guān)，IR為加熱回路電源開關(guān)。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(jī)。隔離開關(guān)處于分閘位置時，限位開關(guān)FC接通，F(xiàn)O斷開；隔離開關(guān)處于合閘位置時，限位開關(guān)FO接通，F(xiàn)C斷開。隔離開關(guān)分、合閘到位時，靠限位開關(guān)FO或FC切斷控制回路電源。電動操作分就地操作、遠(yuǎn)方操作及手動操作3種方式。就地操作時，合上電動機(jī)回路的IM空氣開關(guān)，將“就地-手動-遠(yuǎn)方”轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至“就地”位置，這時就地控制回路電源接通，遠(yuǎn)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(diǎn)13-14閉合且自保持，同時CC常閉接點(diǎn)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(tài)。與此同時，串于電機(jī)回路的合閘接觸器CC的接點(diǎn)3（33）-4（34）、5（23）-6（24）閉合，電機(jī) M 得電，輸出主軸向合閘方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)到接近合閘終點(diǎn)時.與輸出軸同軸的合閘限位開關(guān)FC常閉接點(diǎn)斷開，合閘接觸器CC失電，CC的接點(diǎn)3（33）-4（34）、5（23）-6（24）斷開，電機(jī)電源被切斷，從而完成了合閘操作。當(dāng)按下分閘按鈕PO時，分閘接觸器OC線圈得電，其常開接點(diǎn)13-14閉合且自保持，同時OC常閉接點(diǎn)61-62斷開，切斷合閘接觸器CC回路，此時串于電機(jī)回路的分閘接觸器OC的接點(diǎn) 3（33）-4（34），5（23）-6（24）閉合，電機(jī) M 得電，輸出主軸向分閘方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)到接近終點(diǎn)時，行程開關(guān)FO的常閉接點(diǎn)斷開，分閘接觸器 OC 失電，OC 的接點(diǎn) 3（33）-4（34），5（23）-6（24）斷開，電機(jī)電源被切斷，完成了分閘操作。

圖1 電動機(jī)構(gòu)原理圖

遠(yuǎn)方電動操作：把“就地一手動一遠(yuǎn)方”轉(zhuǎn)換開關(guān)LD旋至“遠(yuǎn)方”位置，這時遠(yuǎn)方控制回路接通，就地和手動控制電源被切斷，遠(yuǎn)方發(fā)出合閘、分閘命令時，操作機(jī)構(gòu)按上述原理執(zhí)行合、分閘操作。此時由于LD的接點(diǎn)1-2、5-6斷開，因而本地分、合閘操作不起作用。

手動操作：關(guān)閉內(nèi)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(guān)常閉接點(diǎn)斷開，斷開電路，就地及遠(yuǎn)方電動操作禁止，保護(hù)了操作者的安全。

三、導(dǎo)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(jīng)常使用的器件，容易出現(xiàn)的故障有低電壓不動作、線圈燒損、觸點(diǎn)卡滯。當(dāng)觸點(diǎn)卡滯時，造成電機(jī)電源無法斷開，使電機(jī)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(guān)，測量分合閘按鈕在常態(tài)和按下位置時的常開、常閉接點(diǎn)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(guān)，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(diǎn)均閉合，按下停止按鈕，接觸器斷開，重復(fù)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(jī)線圈燒損

永磁直流電機(jī)是隔離開關(guān)電動操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的核心部件，回路發(fā)生過流時易發(fā)生電機(jī)燒損故障，使電機(jī)線圈短路，從而引起限流電阻燒損。永磁直流電機(jī)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(jī)線圈電阻，顯示61 Ω，說明電機(jī)線圈并無短路現(xiàn)象發(fā)生。

3.輔助開關(guān)接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)

電動操作機(jī)構(gòu)內(nèi)輔助開關(guān)接點(diǎn)應(yīng)在開關(guān)分閘到位后切斷控制回路電源，直流接觸器主觸點(diǎn)斷開，從而切斷電動機(jī)回路，使開關(guān)停止動作。相反，如果輔助開關(guān)調(diào)整不好，開關(guān)分閘到位后輔助開關(guān)接點(diǎn)無法切斷控制回路，電機(jī)會一直動作。此時會出現(xiàn)兩種情況：一是開關(guān)上的限位螺栓已經(jīng)調(diào)整到位，這時開關(guān)無法繼續(xù)動作，使電機(jī)負(fù)荷增加，導(dǎo)致電機(jī)回路過流，燒損限流電阻，甚至燒損電機(jī)；另一種情況是限位螺栓未調(diào)整到位，此時電機(jī)繼續(xù)使開關(guān)動作直至“過死點(diǎn)”位置，開關(guān)停止動作，回路過流，燒損限流電阻。

“過死點(diǎn)”是開關(guān)調(diào)整中的俗稱，開關(guān)在分閘時“過死點(diǎn)”多是因?yàn)檫B桿長度調(diào)整不當(dāng)和限位裝置調(diào)整不當(dāng)造成，“過死點(diǎn)”時連桿處于延長軸的下方（圖2），造成機(jī)械卡滯，開關(guān)無法進(jìn)行合閘操作。此臺故障開關(guān)已經(jīng)“過死點(diǎn)”。

圖2 隔離開關(guān)安裝示意圖

檢修人員打開電動操作機(jī)構(gòu)側(cè)門，使用萬用表測量輔助開關(guān)接點(diǎn)FO未斷開，F(xiàn)C接點(diǎn)未閉合，證明輔助開關(guān)沒有調(diào)整到位，不能切斷控制回路，使電機(jī)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(guān)FO接點(diǎn)未調(diào)整到位，使開關(guān)動作至“過死點(diǎn)”位置，而此時輔助開關(guān)FO接點(diǎn)恰好斷開，切斷了控制回路及電機(jī)回路，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。如果操作人員沒發(fā)現(xiàn)開關(guān)已經(jīng)“過死點(diǎn)”，按下合閘按鈕進(jìn)行合閘操作，此時開關(guān)由于機(jī)械卡滯無法動作，造成電機(jī)負(fù)荷增加，而與電機(jī)輸出主軸連接的輔助開關(guān)無法轉(zhuǎn)動，接點(diǎn)FC無法斷開，使電機(jī)處于得電狀態(tài)，導(dǎo)致電機(jī)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(jī)構(gòu)拐臂進(jìn)行調(diào)整，使開關(guān)分合閘行程一致，分合閘到位；調(diào)整輔助開關(guān)。對開關(guān)通電進(jìn)行電動操作，分別在開關(guān)合閘和分閘時調(diào)整輔助開關(guān)觸點(diǎn)，使輔助開關(guān)能及時切斷控制回路電源，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，并且開關(guān)分合閘均能到位；調(diào)整分合閘限位螺栓，使開關(guān)分別在合閘和分閘到位時，螺栓能夠與開關(guān)之間存在2～3 mm的間隙，使開關(guān)不再繼續(xù)運(yùn)動至過死點(diǎn)的位置。

經(jīng)過多次電動操作試驗(yàn)后，確認(rèn)已將開關(guān)和機(jī)構(gòu)調(diào)整到合格狀態(tài)，將所有連接螺栓鎖死，開關(guān)故障處理完畢。

五、展望

開關(guān)不能分、合閘，維修起來比較麻煩，如果故障出現(xiàn)在運(yùn)行期間，會影響鐵路接觸網(wǎng)的正常供電。所以，在戶內(nèi)電動隔離開關(guān)安裝調(diào)整后，要重新確認(rèn)4點(diǎn)問題，確保戶內(nèi)電動隔離開關(guān)的調(diào)試質(zhì)量。①分合閘是否到位；②多極開關(guān)還要檢查合閘的同期性是否合格；③機(jī)械限位螺栓和輔助開關(guān)各觸點(diǎn)是否到位；④各部位螺栓是否已擰緊。