電氣控制柜中低壓電器的故障檢修與技術研究

肖小楠 姜帥

摘要：隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，人們對供電質量提出更高要求，低壓電器作為電氣控制柜中的重要組成，其運行狀態(tài)直接影響供電質量?；诖耍瑸楸ＷC供電穩(wěn)定性，本文分析電氣控制柜中低壓電器的常見故障，研究其檢修方法，重點研究檢修技術要點，以期為相關工作提供參考性建議。

關鍵詞：故障檢修;電氣控制柜;低壓電器

引言：在電氣控制柜長時間運作下，低壓電器難免出現(xiàn)老化、磨損等情況，在外部環(huán)境與人為操作失誤等因素的影響下，極有可能在運作過程中出現(xiàn)故障。因此，應對當前低壓電器常見故障進行分析，落實相應的檢修技術，明確掌握技術要點，從而保證故障檢修效果與效率，降低故障發(fā)生率。

1.分析低壓電器在電氣控制柜中的常見故障

1.1低壓斷路器故障

在電氣控制柜中的低壓配電線路中，低壓斷路器主要是對線路電源起到保護作用，其主要構成零部件包括脫扣器、觸頭、塑料外殼以及操作機構，整體結構緊湊。從當前低壓斷路器主要出現(xiàn)的故障來看，最為常見的故障是短路燒毀故障，造成該故障的主要原因是生產設備啟動時，斷路器觸點經(jīng)過強大電流，在電流的作用下，若是觸點壓力不夠、開關容量下降，那么觸頭溫度升高，從而導致斷路器發(fā)熱，對該設備的絕緣性能造成影響。在斷路器相對地絕緣性能以及內部相間的絕緣性能受到影響的情況下，斷路器內部三相上下觸頭之間會形成相間短路狀態(tài)，進而產生電弧，甚至出現(xiàn)燃燒等不良情況，燒毀斷路器。

1.2熱繼電器故障

在電動機控制電路中，熱繼電器主要負責對電路的斷開控制，以此實現(xiàn)對電動機的過載保護，所以，熱繼電器是一種過載保護元件。在其運作過程中，電流流入時產生的熱量會使雙金屬片形變，進而推動連桿動作將電路斷開，保護系統(tǒng)設備。但是在電氣控制柜正常運作過程中，熱繼電器可能會發(fā)生誤動作或者熱元件燒斷等故障。

1.3時間繼電器故障

在低壓電器系統(tǒng)中，時間繼電器是一種自動開關裝置，機械和電磁是支持其發(fā)揮作用的主要原理，在實際使用過程中能夠實現(xiàn)對開關的延時控制。其中空氣阻尼型時間繼電器主要應用于交流電路，延時動作的實現(xiàn)依托于小孔節(jié)流。主要組成包括三部分，分別為延時機構、電磁系統(tǒng)和觸點，在該裝置設備實際應用過程中，故障的產生原因是因為氣囊損壞，進而出現(xiàn)瀚氣等，影響動作延時的具體時長，甚至使其完全喪失延時功能。除此之外，在設備安裝或者檢修過程中，有灰塵隨著空氣進入空氣室和空氣道后，也會對其延時時間造成影響[1]。

1.4速度繼電器故障

當系統(tǒng)電源相序發(fā)生改變后，速度繼電器會產生旋轉磁場，該磁場與當下轉子轉動方向相反，以此利用制動力矩的產生使電動機處于制動狀態(tài)，將其運作速度降低。在其逐漸降低下，電動機轉速逐漸接近于零，這時速度繼電器則會發(fā)出相關信號，實現(xiàn)對電源和設備的控制，保證電路安全性。但是在其實際運作過程中，因為沒有定期清理臟污等問題，導致其無法順利發(fā)揮作用，即便電動機已經(jīng)停止動作，也不能制動停轉。

1.5軟啟動器與變頻器故障

對于軟啟動器而言，其常見故障是裝置啟動操作順序不正確，且在低壓電器長時間運作下，電機的接線端子部位連接處出現(xiàn)松動，進而因為線路接觸不良導致低壓電器故障，無法正常運作。而對于變頻器而言，其具體故障是電機啟動或停止過程中，變頻器出現(xiàn)過流保護等。

2.研究低壓電器在電氣控制柜中的故障檢修

2.1低壓斷路器故障檢修

在對低壓斷路器故障進行檢修時，應從兩方面進行，一是檢修觸頭，二是立足于傷害防控對電弧進行技術處理。具體檢修內容為：①檢修低壓斷路器觸頭。在低壓斷路器正常情況下，其觸頭表面應是光潔、平整的，在檢修時，應重點管控觸點厚度與觸點中心線接觸偏移程度，前者需要在0.5mm以上，后者在0.25mm以下。在實際觸點檢修過程中，相關技術工作人員先對觸頭表面狀態(tài)進行查看，判斷是否存在雜污等情況，比如表面氧化造成的雜質，或者長時間運作下不小心沾上的污垢等。若是不夠光滑、平整、干凈，應使用汽油對其進行清洗，并將其挫平，保證其表面氧化層的平整性與光滑性。之后，對觸點連接的緊固性進行檢查，判斷其是否存在松動情況，是否與中心線出現(xiàn)偏離現(xiàn)象，從而及時加固，避免低壓斷路器的觸點在后續(xù)運作過程中出現(xiàn)跳動。需要注意的是，若是在低壓斷路器故障檢修過程中發(fā)現(xiàn)觸點容量不符合使用要求，需要根據(jù)實際情況進行容量大一級電器的更換。②做好電弧管控，避免其對設備與相關人員造成危害。由于設備啟動時電流經(jīng)過零值的瞬間會將觸頭之間的距離拉大，在電壓不足的情況下，不足以擊穿其間距，這時可能因為電弧而出現(xiàn)燃燒。因此，在實際檢修過程中，相關技術工作人員應正確認識到電弧對設備以及周圍人員的危害，充分發(fā)揮外力的作用，比如電磁力或者氣流等，并將電弧拉長，降低其中場強度，進而在短時間內熄滅電弧，避免造成不必要的事故與資源浪費[2]。

2.2熱繼電器故障檢修

在檢修熱繼電器時，應根據(jù)常見的兩種故障落實差異化檢修工作。針對熱繼電器誤動作這一故障，可能是因為熱繼電器脫扣或者部分零件松動造成的。對于前者這一故障原因，可能是在其運行過程中受到外部較為強烈的沖擊進而出現(xiàn)振動，或是在運行過程中電動機拖動時間較長且熱繼電器可返回時間級數(shù)未滿足標準，進而出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。針對這一故障問題，相關技術工作人員應根據(jù)電動機具體拖動時間進行可返回時間級數(shù)熱繼電器的選擇，同時綜合考慮設備的各項性能，尤其是抗沖擊性和抗震動性，并落實防震措施，這一措施應以熱繼電器操作頻率為基礎制定。此外，動作不穩(wěn)定也是導致熱繼電器出現(xiàn)誤動作故障的主要因素，當部分零件松動，或者外線螺絲出現(xiàn)松動時等，都有可能導致熱繼電器誤動作。針對這一故障問題，最為重要的是檢查零部件的緊固性，對于出現(xiàn)松動的零部件應及時緊固，使用半導體溫度熱繼電器，逐漸將以往傳統(tǒng)的熱繼電器替換下來，以此增強熱繼電器運作的安全穩(wěn)定性[3]。另外，若是熱繼電器出現(xiàn)不動作的情況，這可能是因為熱繼電器操作太快，從而導致熱元件受到電流沖擊，針對這一問題，技術工作人員可以利用整定電流的科學調整縮短其過載時間，同時定期對長時間運作的熱繼電器進行定期檢驗，避免誤動作的發(fā)生幾率，保證其動作可靠。

2.3時間繼電器故障檢修

在圍繞時間繼電器故障開展檢修工作時，首先要將其空氣室拆開，進行掾膠薄膜的更換，以此增強其密封性。其次定期對其進行灰塵打掃與清理工作，避免外部環(huán)境對繼電器運行造成影響。正確認識到環(huán)境溫度變化對空氣式時間繼電器的影響，合理控制時間繼電器所在的空間溫度等環(huán)境要素，從而使其延時時間符合設計與使用要求。

2.4速度繼電器故障維修

在維修速度繼電器故障時，相關技術工作人員應將其后蓋拆開，檢查其觸頭狀態(tài)，判斷是否存在接觸不良等情況，同時檢查其他零部件，比如膠木擺桿、螺釘?shù)?，查看是否出現(xiàn)斷裂和調整不當?shù)葐栴}，從而落實針對化維修措施。針對接頭接觸不良的情況，相關技術工作人員應對觸頭污物進行清理，仍是使用油光銼將其表面臟污清除掉，使其表面氧化層平整、光滑，并對觸頭進行緊固。如果速度繼電器內部的膠木擺桿出現(xiàn)斷裂的情況，則應對其進行更換，保證零部件質量符合速度繼電器運作要求[4]。值得注意的是，相關技術工作人員還需要檢查速度繼電器所設定的各項數(shù)值，若是發(fā)現(xiàn)其設定值超出設計范圍，應對整定螺釘進行調整，避免其運作時較早將反接制動撤除，利用速度繼電器動作值的調節(jié)實現(xiàn)對故障的有效處理，保證其制動效果滿足系統(tǒng)運作需求。

2.5軟啟動器與變頻器故障檢修

針對低壓電器中的軟啟動器故障，在對其進行檢修時，相關技術工作人員應按照常見故障落實差異化檢修措施。比如啟動操作順序不正確這一問題，應按照先主電路后控制電路的供電順序落實工作;而接線松動和接觸不良，則及時對電機接線端子？和電源線之間的連接進行緊固，科學設置整定值，避免錯誤保護動作的出現(xiàn)，從而實現(xiàn)對故障的有效解決。

針對低壓電器中變頻器故障檢修，相關技術工作人員應嚴格按照相關標準對變頻器進行調試，準確掌握其參數(shù)數(shù)據(jù)，以及負載工藝要求，保證參數(shù)設置的科學合理性。在具體故障檢修過程中，技術人員應開展變頻器面板的手動操作，尤其是運行停止鍵的操作，同時密切觀察電機停止的整個過程以及變頻器運作狀態(tài)，判斷是否存在異常情況。此外，在電機啟動階段和停止階段，應查看變頻器是否出現(xiàn)了過流保護動作，若是出現(xiàn)，技術人員應重新根據(jù)使用需求設定加速時間和減速時間。經(jīng)過上述處理措施，能夠很好的檢修并解決低壓電器中變頻器出現(xiàn)的大部分故障，但是如果變頻器仍存在問題，技術工作人員可以結合具體情況，適當增加最大電流的保護值，在提高參數(shù)值時，要保證余量預留出10-20%左右，以此應對突發(fā)狀況。

3.研究檢修電氣控制柜中低壓電器故障的技術要點

3.1邏輯分析

邏輯分析以故障現(xiàn)象為基礎，主要通過電氣控制柜相關控制設備的控制線路與原理，對低壓電器的故障原因開展檢修工作。在實際檢修過程中，技術要點包括：第一，對低壓電器主電路進行分析，明確掌握設備及系統(tǒng)具體情況，了解相關設備以及機構的部件和電動機拖動，尤其是電動機，相關技術工作人員應對其控制原理和電氣元件進行檢查，掌握其具體信息。第二，相關技術工作人員應對該設備與系統(tǒng)所用電路元件的文字符號、控制要求和圖區(qū)號為基礎，進行相應控制電路的分析，尤其是電動機主電路所采用的電路元件相關信息。第三，以線路工作原理與出現(xiàn)的具體問題故障信息為基礎，開展全面的設備系統(tǒng)故障排查，逐漸縮小故障發(fā)生范圍，做好故障原因分析工作，以此落實合理的檢修工作，實現(xiàn)故障問題的及時解決[5]。

3.2再現(xiàn)故障

所謂再現(xiàn)故障，主要是指以電氣控制柜低壓電器具體故障的操作步驟為基礎，進行故障操作的重復與重現(xiàn)，從而使相關技術工作人員能夠判斷是否因為運作順序錯誤造成的故障，比如接觸器和繼電器的工作順序。通過在低壓電器故障中使用這一檢修技術，能夠準確發(fā)現(xiàn)電器誤動作，從而判斷出是否存在回路故障，在較短時間內實現(xiàn)對故障原因的把握，保證維修工作開展的科學合理性。

3.3電器替換

對于電氣控制柜中的低壓電器常見故障而言，產生原因是因為低壓電器運作時間較久，且伴隨著使用不規(guī)范等情況，外加灰塵、溫度等環(huán)境因素的影響，從而導致低壓電器產生故障。因此，在對其開展檢修工作時，相關技術工作人員應以電器故障的邏輯分析為基礎，盤點可能出現(xiàn)問題的可疑設備，提前對其進行維護與更換，進而在確定故障原因與部位的同時，避免低壓電器故障給電氣控制柜功能作用發(fā)揮造成較大影響。

3.4智能故障檢測技術

在科學技術水平不斷提高的背景下，智能化、信息化技術的應用愈發(fā)廣泛，低壓電器故障檢測技術也隨之發(fā)展，具有很大完善。以往的電氣控制柜低壓電器故障檢測與試驗主要以繼電器為基礎，控制解除也依托于繼電器，但是，從當前發(fā)展趨勢來看，計算機控制技術、PLC自動化控制逐漸替代了以往傳統(tǒng)的故障檢測技術?？v觀電氣控制柜低壓電器故障檢測發(fā)展歷程，實現(xiàn)低電壓器試驗自動化操作的標志就是手動電器的使用，比如電壽命試驗的開展，為得到更為準確的測量結果，可以采用低壓電器試驗技術，其中涵蓋負載模擬技術、參數(shù)采集處理技術等，能夠利用信息化和智能化的手段直接獲取低壓電器的時間常數(shù)、參數(shù)因數(shù)等信息數(shù)據(jù)。而且，在智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的背景下，越來越多的智能化故障檢測技術與設備應用于電氣控制柜低壓電器故障檢修工作中，提高相關參數(shù)數(shù)據(jù)采集效率的同時，也為數(shù)據(jù)準確性提供保證。此外，智能化的故障檢測技術逐漸延伸至低壓電器設備元件的生產領域，為從根本上減少故障問題，在其生產過程中使用智能化技術確定實驗參數(shù)，利用電弧故障檢測技術等，直接實現(xiàn)了線上電流故障問題的檢測，充分發(fā)揮斷路器的瞬時保護作用。此外，結合互聯(lián)網(wǎng)技術，進一步提升低壓電器設備檢測水平，實現(xiàn)對電氣控制柜低壓電器故障技術的有效完善與強化。

結論：綜上所述，低壓電器在電氣控制柜中發(fā)揮著重要作用，比如保證電力系統(tǒng)與相關設備的運作狀態(tài)與質量，避免不必要的資源浪費等。因此，相關組織單位應加大力度研究低壓電器常見故障，明確引發(fā)故障的具體原因，以此為基礎落實針對化檢修技術，并積極結合智能化、自動化技術系統(tǒng)，以此提高檢修效率。

參考文獻

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[3]萬海元，何均勻.電器開關主要故障原因分析及改善方案[J].日用電器，2021（06）：74-78.

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[5]侯聰.試析電氣控制中常見低壓電器故障及其檢修方法[J].智能城市，2018，4（18）：158-159.

作者簡介：

肖小楠（1990.06.27-），女，漢族，河南省開封市人，碩士研究生，目前職稱：助教 ;研究方向：智能電氣。

姜帥（1989.07.21-），男 ，漢族，河南省開封市人，碩士研究生，研究方向：動車組電氣系統(tǒng)。