电气控制中低压交流接触器的故障原因及处理方法探究

发表时间:2021/7/20   来源:《当代电力文化》2021年3月8期   作者:郑彬 赵青青 吴碧如
[导读] 低压交流接触器广泛应用于电气设备的供电中,实现对电力设备的远程控制,避免开、关设备时造成人身伤害
        郑彬 赵青青 吴碧如
        浙江天正电气股份有限公司  325604
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        摘要:低压交流接触器广泛应用于电气设备的供电中,实现对电力设备的远程控制,避免开、关设备时造成人身伤害。本文简要介绍了低压交流接触器在企业生产管理中的应用。为了提高电气设备的安全性能,低压交流接触器失效的原因稳定,提出了适当的管理方法。
        关键词:电气控制;低压交流接触器;故障原因;处理方法
        
        低压交流接触器是低压电器的重要组成部分,它是大量使用范围广泛的基本支撑部件。自成立以来,低压交流接触器在产品结构和性能方面取得了长足的进步。它们已从仅起保护作用的原始低压电气产品演变为多功能、高性能的智能产品,企业生产的作用也越来越重要。
一、低压交流接触器的结构及工作原理
        交流接触器主要由电磁系统,接触系统,弧形组件和辅助元件组成。电磁系统是交替接触器点火的关键部件,主要由线圈,芯(静态芯)和钢(动态芯)组成。接触器运行时,电感器和电芯通过通电或电磁线圈断电来吸收或释放。关闭或断开动态触点和静态接触,以确保主回路的基本功能。辅助接触提供了广泛的控制和保护功能,如操作指示、自锁和联锁控制。
        交流接触器的主要工作原理:当电磁波自动上电时,固定芯会产生电磁重力,并将移动芯拉到一起。由于接触驱动系统直接连接到三个运动点和芯,因此移动点和芯同时连接到三个移动触点,并且主触点自动关闭。与开关主触发接点驱动机构不相连接的开关辅助常开断闭触点自动断开,辅助常闭断开触点自动闭关结合并及时接通驱动电源。当辅助电磁阀自动断开时,吸力自然消失,动芯上的连杆自然脱离驱动弹簧的压力,使辅助主触点自动断开,与驱动主触发断点驱动机构直接相连的驱动辅助常开断闭触点自动闭合,辅助常闭断开触点自动断开,从而直接切断驱动电源。
        交流接触器通常分别属于负载类型AC1、AC2、AC3和AC4。AC1主要控制感应电感器或电荷的缺失,其开关电流通常不超过接触器额定电流的1.5倍,通常是白炽灯和电阻充电电路等负荷额定电流的1.2倍。AC2用于启动和停止异步绕组电机,额定电压的起始电流和断开电流是额定电流的2.5倍。AC3的典型用途包括笼式异步电动机的断开;启动电流是额定电流的6-7倍。AC4用于异步电动机笼中的启动,反向制动,反向制动和点在保持架上的运动。接触器的额定电流通常是负荷额定电流的4-8倍,这是由于起动电流用于繁重的工作和频繁的反向制动所致。
        接触器的额定参数主要基于所控制设备的电压、电流、功率、频率和操作系统。
        (1)通常根据控制电路的额定电压选择接触器线圈电压。考虑到控制电路的安全性,一般按低电压选择,这样可以简化电路,方便接线。
        (2)应考虑AC接触器的额定电流,应考虑负载类型、环境和持续运行时间。在不利的冷却条件下,额定电流必须介于额定负载电流的110%~120%,才能选取接触器。在运行时间较长的电动机中,接触温度可能超过允许温度,因为接触表面上的氧化膜无法去除,接触强度提高。基本上,接触器的额定电流可以降低30%。
        (3)负载频率和运行状态对交流接触器容量的选择有显着影响。当负载工作频率超过接触器额定工作频率时,接触器的接触能力应相应提高。对于频繁的输入和输出负载,必须相应地增加接触器的接触能力,以减少接触烧蚀并延长服务寿命。


        对于自动化程度较高的企业,如果交流接触器频繁发生故障,势必影响企业的正常生产,也可能会威胁到员工的人身安全和相关重要设备的损伤。因此,分析低压交流接触器故障的原因及处理方法十分必要。
二、电气控制中低压交流接触器的故障原因
(一)接触器类型选用不当的影响
        低压交流接触器的性能选择原理应充分满足低压受控交流设备的性能要求,接触器的选择应根据运行条件进行。比如各种交流接触器在不同的交流负载情况下有不同的自动选择保护条件。如果接触器件的选择不正确,将严重地会影响整个电气设备的稳定性和运行。例如,2019年8月,公司以污水收集处理厂的循环水泵设备为测试工作场所。在使用施耐德的自主通信接触器后,设备正常运行。目前,施耐德的低压交流接触器主要安装在公司的两个绿色充电洗涤泵上,这样使得发生负面不良现象的概率大频率减少,这对企业的安全生产是非常重要的,因为不仅使得事故风险得到了降低,而且还提高了设备的稳定性。
(二)接触器接触过热的影响
        低压交流接触器动、静触点之间存在一定的接触电阻。当有电流通过时,可能会变热或过热。在正常情况下,触点的温度曲线不会超过其允许值,但是当动触点和静态触点之间的接触电阻太大或流过的电流太大时,触点将严重发热。如果触点的温度超过其允许的最大值,则触点的内部特性将恶化,并且当触点严重过热时,甚至可能在触点之间发生焊接事故。接触器接触过热的主要原因是:动触点与静触点之间电流大,动触点与静触点之间的接触电阻高,动触点与静触点之间的杂质和灰尘较大等。
(三)接触器接触磨损的影响
        低压交流接触器的触点会随着使用时间的增加而变得越来越薄,这是由于触点之间的相互磨损引起的。接触之间存在两种类型的磨损:一个是电磨损,引接触点之间的电弧温度或火花温度而发生气化的电气磨损。另一个是机械磨损,这是由接触表面关闭引起的。撞击和接触表面之间的相对滑动摩擦太大,频率太高。一般来说,当触须间磨损超过原来厚度的一半时,应及时更换新触须。如果发现接触磨损过大,则需要立即确定原因并及时解决问题,以避免设备发生事故。
三、电气控制中低压交流接触器故障的处理方法
        1.对于在特殊条件下运行的电机,应根据实际操作选择交流接触器。例如,电动葫芦等冲击载荷,频繁的重载起停,倒车制动等,因此其工作电流的计算应乘以相应的倍数。由于频繁的重载启动和停止,通常选择电动机额定电流的4倍。在正常情况下,重载时的反向制动电流是启动电流的两倍,因此在此工作条件下,应选择8倍额定电流负载。
        2.定期维护低压接触器,及时发现隐患,及时处理。
        3.定期检查接触器的内线线圈,执行脱离锈,缺陷的需要。接触器中不允许关闭部分电源,否则线圈电流效果很大,导致过热和堵塞接触器。
        4.定期对电机等关键设备进行一年的预防性试验,随时监测参数是否正常。如果参数异常,应及时查明原因。
        5.定期清洁配电室,以防止设备绝缘层因油污和灰尘过多而老化,并及时测量和调整接触器的初始压力和最终压力,使其达到规定值。
        6.定期检查低压交流接触器各系统的工作情况,对拆下或更换的接触器,适当调整接触距离和超程,使之符合设计要求。
结论
        低压交流接触器故障的发生不仅与负载供电有关,并且和接触器所在电路的阻抗参数、控制电力系统的方式、使用环境、运行要求和选择有关。因此,在准备使用交流接触器时,应充分考虑并逐步计算参数值,做出合理、方便的选择,保证公司生产设备的安全稳定运行。
参考文献
        [1]计新华.交流接触器电寿命失效问题分析及验证[J].电器与能效管理技术,2021(04):59-62.
        [2]孙川,杨学桀.电气控制中低压交流接触器的选用[J].百科论坛电子杂志,2019(2):303-304.
        [3]范恩宏.浅谈低压交流接触器原理、选用及运行维护[J].黑龙江科技信息,2019(7):35.
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