电气控制系统故障分析
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1.6 其他常用低压电器故障分析

除了上述几节介绍的主要常用低压电器外,还有许多辅助的常用低压电器,如隔离开关、熔断器、低压断路器等,本节主要介绍这些低压电器的相关内容。

1.6.1 隔离开关故障分析

隔离开关俗称闸刀开关,是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常启动及制动、容量小于7.5 kW的异步电动机。需要注意的是,当隔离开关用于启动异步电动机时,其额定电流不要小于电动机额定电流的3倍。

1.隔离开关的表示符号

隔离开关按极数分为单极、双极和三极,隔离开关的表示符号如图1.18所示。

图1.18 隔离开关的表示符号

2.隔离开关的工作情况分析

隔离开关的工作情况比较简单,合上手柄就处于闭合状态,断开手柄就处于断开状22

态,由此用来接通和断开电路。

注意:(1)隔离开关安装时,在合闸状态下手柄应向上,绝对不能倒装和平装,以防闸刀松动跌落时误合闸。

(2)电源进线应接在静触头一边,用电设备(负载)接在动触头一边,确保关断时闸刀和熔丝不带电,保证更换熔丝时的安全。

3.隔离开关的故障分析

隔离开关的常见故障有以下几个方面。

(1)触刀过热甚至烧坏。出现上述情况的原因及解决方案是:①电路电流过大,这时需查找电路中电流过大的原因并排除;②触刀和静触座接触歪斜,这时需纠正歪斜现象,使其接触正常;③触刀表面被电弧烧毛,这时需清洁触刀表面或直接更换触刀。

(2)隔离开关手柄转动失灵。出现上述情况的原因及解决方案是:①触刀转动铰链松动,这时需将触刀转动铰链上紧;②定位机构损坏,这时需检查损坏原因并更换定位机构。

(3)动静触头烧坏和闸刀短路。出现上述情况的原因及解决方案是:①隔离开关容量太小,这时需要更换合适的大容量开关;②分闸或合闸时动作太慢,这时需改善操作方法;③金属异物落入隔离开关内引起相间短路,这时只要清理隔离开关内异物即可。

综上所述,隔离开关的故障主要出现在触刀、手柄和触头3个部分,应根据实际情况分别进行判断并处理。

1.6.2 熔断器故障分析

熔断器是基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计,具有一定的瞬动特性,用于电路的短路保护和严重过载保护。使用时,将其串联在电路中,当电路或负载发生短路时,熔体自身熔断,切断电路,阻止事故扩大,因而实现保护功能,无论是强电系统还是弱电系统都可以使用。

1.熔断器的表示符号

熔断器的表示符号如图1.19所示。2.熔断器的工作情况分析

熔断器的工作情况比较简单,当电路或负载发生短路时,熔断器自动发生熔断断开,切断电路。

图1.19 熔断器

注意:安装熔体时必须保证接触良好,否则易使熔断器动作不准,

的表示符号

或产生放电火花。更换熔体时,不能损伤熔体,以免造成熔体截面变小,动作值不准。

3.熔断器与热继电器的区别

熔断器和热继电器都属于保护电器,都有过载保护的作用,但是它们之间是与区别的,具体分析如下:

(1)相同点:都属于电流保护电器,都具有反时限特性。

(2)不同点:①熔断器主要用于短路保护,热继电器用于过载保护;②熔断器是利用热熔断原理,要求熔体有较高的熔断系数;热继电器是利用热膨胀原理,要求双金属片有较高的膨胀系数;③热继电器保护有较大的延迟性,而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。

4.熔断器的检测内容

(1)运行中的熔断器应无破损、变形和闪络现象。

(2)运行中的熔断器应无过热现象,其熔断指示应为正常。(3)运行中的熔断器应无放电响声,两端电压始终为0V。(4)非运行中的熔断器两端电阻为0Ω。

5.熔断器故障分析

熔断器的常见故障有以下几个方面。

(1)电动机启动瞬间熔断器的熔体熔断。出现上述情况的原因及解决方案是:①熔体安装时可能被损坏,这时需要更换熔体;②电动机侧短路或接地,这时需检查短路或接地故障并予以排除;③熔体电流等级或规格选择太小,这时需要更换大电流等级的熔体予以解决。

(2)熔丝未熔断但电路不通电。出现上述情况的原因及解决方案是:①熔断器的螺帽盖未拧紧,这时只要拧紧螺帽盖即可;②熔体两端或接线端接触不好,这时采取的措施是清理并旋紧接线端子。

(3)熔断器过热。出现上述情况的原因及解决方案是:①由于接线端压接不实的原因,导致导线表面氧化、接触不好,这时只要处理表面氧化物,并检查接线将其压实;②铝导线直接接在铜接线端子上,由于电化腐蚀现象,铝导线也易被腐蚀,使接触电阻增大,出现过热现象,这时应采取相关措施,禁止直接将铝导线接在铜接线端子上。

综上所述,熔断器的故障主要出现在熔体及接触不好两个方面,实际中要根据具体的情况进行相关检测及处理。

1.6.3 低压断路器故障分析

低压断路器俗称空气开关,是一种自动开关。它主要用于分配电能、不频繁地启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护,当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路,是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。

1.断路器的表示符号

最简单的低压断路器的表示符号如图1.20所示。2.断路器的工作原理

断路器的工作原理图如图1.21所示。

图1.20 低压断路器的

表示符号

断路器的主触头是靠操作机构手动或电动合闸的,并由自动脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。如果电路发生故障,自动脱扣机构在相关脱扣器的推动下动作,使锁扣钩子脱开,于是主触头在反力弹簧的作用下迅速分断。过电流脱扣器的线圈

和过载脱扣器的线圈与主电路串联,失压脱扣器的线圈与主电路并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁被吸合,使自动脱扣机构动作;当电路过载时,过载的热元件产生的热量增加,使双金属片向上弯曲,推动自动脱扣机构动作;当电路失压时,失压脱扣器的衔铁释放,也使自动脱扣机构动作。分励脱扣器则作为远距离分断电路使用,根据操作人员的命令或其他信号使线圈通电,使断路器跳闸。

图1.21 断路器工作原理图

1—主触头;2—锁扣;3—过电流脱扣器;4—分励脱扣器;5—过载脱扣器;

6—失压脱扣器;7—按钮

断路器可根据不同用途配备不同的脱扣器进行保护。3.断路器和熔断器的区别

断路器和熔断器都有短路保护的作用,比较而言,使用断路器进行短路保护比使用熔断器更优越,因为当三相电路发生短路时,很可能只有一相熔断器熔断,造成单相运行。对于断路器来说,只要短路都将跳闸切断三相电源;另外断路器还有其他自动保护作用。但由于其操作频率低、结构复杂、价格较高,因此仅适用于要求较高的场合。

4.断路器的检测内容

(1)运行中的低压断路器应无明显响声。

(2)运行中的低压断路器应无明显的发热现象。

(3)运行中的低压断路器的指示应与实际情况相符。

(4)非运行中的低压断路器,用手缓慢分合闸,主触头各极动作一致,辅助触头动作正常,指示正确。

(5)低压断路器各触头压力正常,脱扣器的衔铁和拉簧正常,动作无卡滞,磁铁工作面应清洁平滑,无锈蚀、毛刺和污垢,热元件无损坏,间隙正常。

5.断路器故障分析

断路器的常见故障有如下几个方面,见表1.2。

表1.2

断路器的常见故障分析

续表

续表

综上所述,低压断路器由于其脱扣器的不同可能引起不同的故障,因此在实际中要根据断路器所选带的脱扣器来分析其故障,所以脱扣器故障是断路器的故障要点。