交流接触器的选用和故障分析

2012-08-30 16:54:00 科学时代·下半月 2012年6期

王婷

[摘 要] 交流接触器作为电力拖动控制电路中的最基本且使用广泛的电气元件,本文浅析如何从实际工作条件出发,满足被控设备的要求选用接触器,同时讨论使用过程中会出现各种故障现象和排除方法。

[关键词] 选用原则常见故障维修

交流接触器是一种用来频繁地远距离控制自动接通或断开主电路的控制电器,主要控制对象是电动机,实现远距离操作,还可实现零电压、欠电压保护功能,具有使用寿命长,工作可靠,维护方便等优点。小型的接触器还经常作为中间继电器配合主电路使用,是一种应用非常广泛的电磁式电器。

一、交流接触器的选用原则

交流接触器作为通断负载电源的设备,其选用应从实际工作条件出发,按满足被控制设备的要求进行,主要的选择依据为:主触头的额定工作电压、额定工作电流,吸引线圈的电压等级,辅助触头的数量与种类,被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装尺寸以及经济性。

1、主触头额定电压的选择:交流接触器的电压应大于或等于所控制线路的电压。

2、主触头额定电流的选择: 交流接触器主触头的额定电流应大于或等于负载的额定电流。即负载的计算电流要符合接触器的容量等级,要小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流。

3、分断电流的选择:应大于负载运行时分断需要电流,对于启动时间长的负载,分断电流大于负载运行时分断需要电流。例如电动机若启动电流在 6 倍额定电流,分断电流为额定电流下可选用 AC- 3,如风机水泵等,可采用查表法及选用曲线法,根据样本及手册选用,不用再计算。

4、负载的计算电流选择:要符合接触器的容量等级,即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流,分断电流大于负载运行时分断需要电流,负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况,对于启动时间长的负载,半小时峰值电流不能超过约定发热电流。

5、接触器吸引线圈的额定电压的选择:当控制线路简单、使用电器较少时,为了节省变压器,可直接选用380或220 的电压;当控制线路较复杂、可选用36V或110V电压的线圈,以保证安全。

6、接触器触头数量和种类的选择:应能满足控制线路的需要。

7、操作频率的选择:根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。 如果操作频率超过规定值, 额定电流选择应该加大一倍。

8、短路保护元件参数的选择:应和接触器参数配合选用。例如:接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流,这样断路器才能保护接触器;熔断器的额定电流应大于线路的额定电流。

9、分断能力的选择:分断能力指接触器在规定条件下能不同类型的接触器在给定的电压下接通和分断的预期电流值。分断能力不同,根据在接触器分断短路电流时,不应发生熔焊、

二、接触器常见故障

(一)触头的故障及维修

1.触头过热或烧焦

动、静触头间存在着接触电阻,有电流通过时便会发热,正常情况下触头的温升不会超过允许值。但当动、静触头间的接触电阻过大或通过的电流过大时,触头发热严重,使触头温度超过允许值,造成触头特性变坏,甚至产生触头熔焊和烧焦。遇到这种问题,首先应该检查负荷电流是否超过接触器额定电流太多,或者是否用于频繁起动的场合,确属这种情况,则应更换大容量的交流接触器。如果被控对象是三相电动机,则应检查三相触头是否同步。如果不同步,三相电机起动时短时间内属于缺相运行,导致起动电流过大,应进行调整。

另外,动、静触头间接触电阻过大 ,也会引起触头严重发热造成触头间接触电阻增大的原因有 :一是触头压力不足。一般是触头压力越大 ,接触电阻越小。测触头压力可用纸条法测定,方法是取一条比触头稍宽一点的纸条,放在触头之间,交流接触器闭合时,若纸条很容易抽出,说明触头压力不足;若将纸条拉断,说明压力过大。小容量交流接触器稍用力能将纸条拉出并且纸条完好,大容量电器用力能拉出纸条但有破损,则认为触头压力合适。若接触电阻由于触头压力增大,首先应调整压力弹簧,若经调整后压力仍达不到标准要求,则应更换新触头。二是触头表面接触不良。造成触头表面接触不良的主要原因有:油污和灰尘在触头表面形成一层电阻层;铜质触头表面氧化;触头严重烧蚀后,接触面大大缩小,也致接触不良。维护方法是:对触头表面的油污,可用煤油或四氯化碳清洗,铜质触头表面的氧化膜应用小刀轻轻刮去,如果是银的氧化物不必除去。对电弧灼伤的触头,应用刮刀或细锉修整,恢复接触面。

2.触头磨损

触头磨损就是触头在使用过程中,其厚度会变薄,这就使触头磨损。磨损深度不能超过1mm。

3.触头熔焊

动、静触头接触面熔化后焊在一起不能分的的现象,称为触头熔焊。发生触头熔焊,必须查清原因,修理时只有更换新触头。发生熔焊常见原因有:有负载侧短路、操作电压过低使交流接触器吸合不可靠或振动、触头压力弹簧损坏使触头压力过小、灭弧装置损坏及接触器容量过小,使负载电流超过触头容量等。

(二) 电磁系统的故障及维修

1.衔铁吸不上

当交流接触器的线圈接通电源后 ,衔铁不能被铁心吸合 ,应立即断开电源 ,以免线圈被烧毁。衔铁吸合不上的主要原因有 :电源电压过低或电压波动较大;线圈断线、烧毁或线圈额定电压过低;铁心歪斜,或机械部分卡住;触头弹簧压力与释放弹簧压力过大;铁心极面有异物或磨损过度而不平等。

发生触点吸合不上故障,首先检查电源供电是否正常,用欧姆表测量一下接触器的线圈是否通路,再测量一下按钮触点在按下去时是否能接触上。查看一下线圈使用的电压是否与电源线电压相符合。检查弹簧压力是否异常,触头歪斜要扶正,看一下触点表面是否平滑。

2.衔铁不释放

当线圈断电后,触头在弹簧力的作用下,应立即脱离电源释放衔铁脱离电源。若衔铁不释放 ,此时应立即断开电源开关,以免发生意外事故。衔铁不能释放的主要原因有:触头熔焊;铁心极面有油污;铁心磨损过大;机械可动部分被卡住,转轴生锈或歪斜;触头弹簧压力过小;反作用力弹簧损坏等。

3.铁心噪音大

电磁系统在运行中发出低沉的嗡嗡声是正常的 ,若声音过大或异常 ,可判定电磁系统发生故障。其原因有:

(1)电源电压过低,衔铁抖动过程中产生噪音,应调高电源电压。

(2)衔铁与铁芯接触面接触不良与衔铁歪斜。衔铁与铁芯生锈或油垢、尘埃等异物侵入铁芯极面,使动、静铁芯吸合不严密,导致吸合时产生振动和噪声,如果振动由铁心端面上的油垢引起,应拆下清洗。如果是由断面变形或磨损引起,可用细砂布平铺在平铁板上,来回推动铁心将端面修平整。清除异物即可消除噪声。

(3)短路环损坏。短路环具有消除衔铁抖动和噪音的作用,

短路环断裂将导致噪声无法消除,应调换铁心或重装短路环,并用环氧树脂加固。

(4)机械方面的原因。如果触头压力过大或因活动部分受到卡阻 ,使衔铁和铁心不能完全吸合,都会产生较强烈的振动和噪音。

4.线圈的故障及其修理

线圈的主要故障是由于所通过的电流过大导致线圈过热甚至烧毁。线圈电流过大的主要原因有 :

(1)线圈两端电压过高或过低。电源电压过高。流过线圈的电流将增大,应将电源电压调到合适值。电源电压过低。衔铁不能可靠吸合而产生振动,触点将会出现时而接通时而断开的情况,流过线圈的电流剧增,使线圈过热,甚至烧毁线圈。衔铁吸合不完全,导致线圈电流增大,处理办法要视引起衔铁吸合不完全的原因而采取相应。

(2)线圈匝间短路。接触器在长期潮湿环境状态下使用,就会导致线圈绝缘强度下降或损坏,容易造成匝间击穿短路。

(3)铁心与衔铁吸合有间隙。由于制造上的原因或脏物使磁路间隙过大,衔铁与铁心间不能完全吸合或接触不紧密,产生漏电电流增大,使线圈发热甚至烧毁。

另外,操作频率过高,使用环境空气潮湿,含有腐蚀性气体或环境温度过高等因素,也会导致线圈发热,可视不同情况进行处理,或采用特殊设计的线圈方式等方法。