低壓電器故障分析與維修技術(shù)

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(gòu)件、電磁系統(tǒng)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(gè)方面展開。低壓電器工作過程中很容易發(fā)生故障，而導(dǎo)致故障發(fā)生的因素很多，需要逐一分析。只有明確故障發(fā)生的原因，才能做到具體問題具體分析，選擇恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方式做好維修工作，提高低壓電器的維修技術(shù)水平，使低壓電器處于正常的工作狀態(tài)。

1 低壓電器發(fā)展前景和主要構(gòu)成

相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，2013年我國電力工程投資達(dá)到7 611億元，同比增長2.9%以上，電網(wǎng)投資總規(guī)模3 894億元，新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比達(dá)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(shè)備和設(shè)備更新給低壓電氣設(shè)備提供了巨大的市場需求。在我國電力事業(yè)快速發(fā)展的背景下，電力投資規(guī)模不斷提高，發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量迅速上升，新能源的發(fā)展推動著低壓電器行業(yè)的整體發(fā)展規(guī)模。目前，我國各行各業(yè)應(yīng)用低壓電氣設(shè)備普遍，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通和用電部門。電器元件的質(zhì)量會直接影響低壓供電系統(tǒng)的可靠性。伴隨著低壓電氣設(shè)備的快速發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需求不斷增高，各種新工藝、新技術(shù)、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(fā)展。但是，我國目前低壓電器生產(chǎn)設(shè)備普遍存在規(guī)模較小、創(chuàng)新動力不足的問題，尤其是很多產(chǎn)品主要集中在低端市場，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，競爭非常激烈。此外，許多國際領(lǐng)先企業(yè)進(jìn)入中國后，各種高端的低壓電氣設(shè)備搶占了本土市場，使得我國低壓電氣設(shè)備生產(chǎn)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(zhí)行部分。感測部分能夠感知并測量外界信號，做出規(guī)律判斷。自控系統(tǒng)中檢測部分主要由電磁機(jī)組成，受控電器的感測部分主要以手柄操作為主，而執(zhí)行部分能夠根據(jù)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(shè)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(gòu)件的故障

首先，低壓電器的觸頭構(gòu)件會出現(xiàn)溫度過高的問題。當(dāng)觸頭構(gòu)件有電流經(jīng)過時(shí)，會產(chǎn)生一定的熱量。觸頭產(chǎn)生的熱量與接觸電阻阻值呈正相關(guān)關(guān)系，需要合理控制觸頭溫度，否則會出現(xiàn)熔融現(xiàn)象。日常生活中，長時(shí)間使用低壓電器會導(dǎo)致彈簧變形而影響彈簧的彈性系數(shù)，損害觸頭構(gòu)件的動靜觸頭，使得觸頭構(gòu)件的壓力較低。觸頭構(gòu)件壓力不足會對接觸電阻產(chǎn)生較大的影響[1]。其次，低壓電器觸頭構(gòu)件的動靜觸頭很容易出現(xiàn)故障。在低壓電器的具體工作中，動靜觸頭之間會出現(xiàn)多次接觸和摩擦，長此以往會造成一定的機(jī)械損傷。同時(shí)，觸頭構(gòu)件通電時(shí)，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(tǒng)的故障

首先，低壓電器電磁系統(tǒng)的銜鐵會發(fā)生故障。低壓電器在運(yùn)行過程中常常會出現(xiàn)聲音異常的現(xiàn)象，這是電磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致的。電磁系統(tǒng)的銜鐵和鐵芯發(fā)生碰撞時(shí)，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(dǎo)致的。此外，聲音異?，F(xiàn)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(tǒng)中的線圈是發(fā)生故障的主要部分。電磁系統(tǒng)電流的變動會增加線路的溫度，而線路溫度異常是故障發(fā)生的主要因素。第一，電磁系統(tǒng)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(fā)高溫而發(fā)生故障。第二，固定線圈兩端的電壓值時(shí)，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(dǎo)致線圈發(fā)生故障。第四，銜鐵的吸附會產(chǎn)生電流沖擊，所以必須控制操作的頻率，避免線圈發(fā)生故障。

2.3 滅弧裝置經(jīng)常發(fā)生的故障

滅弧裝置在低壓電器中占據(jù)著重要作用，是低壓電器的重要組成部分。滅弧裝置能夠?yàn)槌鲱^的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力保障[2]。然而，低壓電器的滅弧裝置非常容易發(fā)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(xiàn)受潮現(xiàn)象。滅弧罩是由水泥板制成的，所以受潮現(xiàn)象比較嚴(yán)重。這時(shí)電弧高溫會使滅弧罩表面的水分蒸發(fā)，很大程度上增加了滅弧罩的表面壓力。其次，滅弧罩在分?jǐn)噍^大故障的電流時(shí)，電弧高溫會導(dǎo)致滅弧罩碳化。再次，滅弧罩會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，影響低壓電器的正常運(yùn)行。最后，滅弧罩的滅弧柵片很容易脫落，進(jìn)而對低壓電器的滅弧裝置產(chǎn)生不良影響。

3 低壓電器維修的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 低壓電器觸頭構(gòu)件故障的維修技術(shù)

當(dāng)觸頭構(gòu)件溫度較高時(shí)，需要檢查低壓電器是否出現(xiàn)機(jī)械性損傷和是否存在彈簧變形的現(xiàn)象。如果存在問題，需要調(diào)整和更換彈簧，保證觸頭構(gòu)件具有良好的接觸。此外，應(yīng)該檢查觸頭構(gòu)件是否松動，如果出現(xiàn)松動必須進(jìn)行固定。低壓電器的觸頭構(gòu)件還有可能出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在觸頭表層。氧化現(xiàn)象會導(dǎo)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(yùn)行過程中產(chǎn)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(yùn)行過程中，電量過大也會造成觸頭的損傷，觸頭表層會出現(xiàn)燒毛現(xiàn)象，直接使接觸面產(chǎn)生較大電阻而產(chǎn)生較高的溫度。這時(shí)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(shí)間。在觸頭處理過程中，不能使用砂紙進(jìn)行打磨，沙礫遺留在觸頭表面也會增加電阻，導(dǎo)致電流過大。低壓電器動靜觸頭的摩擦?xí)饣蛘哒舭l(fā)一些金屬，所以當(dāng)觸頭被磨損一半后需要及時(shí)更換。有時(shí)觸頭短時(shí)間內(nèi)的磨損比較嚴(yán)重，需要及時(shí)排查原因，避免造成更嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象。在低壓電器的觸頭構(gòu)件工作過程中，可能會出現(xiàn)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?xí)箘屿o觸頭熔融在一起。所以，針對這種現(xiàn)象必須快速做出反應(yīng)，采取積極的方法處理。動靜觸頭熔融在一起時(shí)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(tǒng)故障的維修技術(shù)

在銜鐵出現(xiàn)故障時(shí)，會出現(xiàn)銜鐵扭曲問題。這時(shí)檢查銜鐵上是否有雜質(zhì)，并及時(shí)清理雜質(zhì)。低壓電器運(yùn)行時(shí)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(dǎo)致的，所以當(dāng)電流通過線圈時(shí)，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(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行靈活處理。低壓電器工作過程中，線圈也會出現(xiàn)故障，這主要是短路導(dǎo)致的。因此，維修工作可以從兩個(gè)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(shù)不同，必須參考相應(yīng)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(chǎn)生影響。

3.3 低壓電器滅弧裝置故障的維修技術(shù)手段

低壓電器的滅弧裝置表面出現(xiàn)磨損，需要及時(shí)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(shè)置了滅弧罩，具體工作中必須裝配相應(yīng)的滅弧罩。如果滅弧罩處于潮濕的環(huán)境，則需要烘干后再使用。如果滅弧罩出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，則需要刮除上面的污垢。線圈出現(xiàn)短路現(xiàn)象時(shí)，需要使用工具將短路處撥開?；〗怯忻撀洮F(xiàn)象時(shí)，必須對其進(jìn)行重新安裝，避免對低壓電器的運(yùn)行產(chǎn)生影響[4]。滅弧裝置在低壓電器中發(fā)揮著重要作用，直接影響低壓電器的正常運(yùn)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(xiàn)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(shí)，必須進(jìn)行更換。為了避免發(fā)生短路現(xiàn)象，有滅弧罩的滅弧裝置必須使用滅弧罩。

3.4 電磁系統(tǒng)故障檢測

檢測電磁系統(tǒng)故障時(shí)，動靜鐵芯的端面出現(xiàn)接觸不良或者鐵心歪斜的情況很容易造成系統(tǒng)噪聲過大或者引發(fā)線圈過熱等問題。當(dāng)銜鐵出現(xiàn)巨大噪聲時(shí)，必須及時(shí)拆下線圈，檢查動靜鐵芯的接觸面。存在油污或者不平整時(shí)，應(yīng)立即清洗或者銼平。動鐵芯出現(xiàn)松動歪斜的情況，則必須緊固校正。在斷路環(huán)檢查時(shí)，出現(xiàn)斷裂的情況必須及時(shí)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(yùn)動部位被卡住，或者鐵芯氣息間距過大導(dǎo)致剩磁過大。彈簧在長時(shí)間運(yùn)行出現(xiàn)疲勞變形導(dǎo)致彈力不夠或者與鐵芯接觸面有大量油污時(shí)，也可能導(dǎo)致銜鐵無法立即動作，必須及時(shí)拆卸，更換彈簧。線圈故障檢查時(shí)，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(xiàn)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?yàn)槎搪窡龤?，可以從燒壞的線圈中檢測導(dǎo)線，數(shù)量也可以通過銘牌或手冊上檢測線圈的路徑參數(shù)，根據(jù)鐵芯的結(jié)住面制作模進(jìn)行分析。線圈短路匝數(shù)不多或者短路點(diǎn)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(shù)。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(fā)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)問題必須立即處理。

4 結(jié) 論

電氣運(yùn)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(fā)生故障，降低了電氣運(yùn)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(jìn)行檢查。對于可能存在問題的低壓電器，需要采取恰當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行維修，降低故障發(fā)生的可能性，為電氣運(yùn)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(fā)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(yù)防故障的發(fā)生。