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    浅谈真空开关的维修及使用

    放大字体  缩小字体 发布日期:2021-10-22 08:48:27    浏览次数:39    评论:0
    导读

    1 真空断路器的一般结构形式及特点1.1 真空管外形及触头的结构(1)结构方面的特点:就是要有一个真空环境,而且要相对保持一定的真空度和,实现这一要求的元件叫波纹管,为了使真空度能长期保持,在外形上必须作以下调整:真空管的体积要尽可能的小,内部结构要简单,为此在管内仅安装了动、静触头,通过对动、静触头的形

    1 真空断路器的一般结构形式及特点

    1.1 真空管外形及触头的结构

    (1)结构方面的特点:就是要有一个真空环境,而且要相对保持一定的真空度和,实现这一要求的元件叫波纹管,为了使真空度能长期保持,在外形上必须作以下调整:真空管的体积要尽可能的小,内部结构要简单,为此在管内仅安装了动、静触头,通过对动、静触头的形状设计,来实现提高灭弧的能力。

    (2)材质方面的特点:对触头的材料选择一般是二大类:其一是耐弧类的难熔的纯金属,如钼、钨等,其二是由银、铜为主体的合金材料,现在常用的无氧铜就是此类合金。

    1.2 整机的电路特点

    (1)普遍采用综合保护电路:一般都安装综合保护装置,对过压,过流,断相,漏电等进行综合保护,大大提高了设备的安全性能。

    (2)安装过电压吸收电路:要说明这一问题,就必须先了解真空管在分断电流时的一个特有现象,截流现象:就是在判断电流时,当电流小到一定的数值,由于弧柱扩散速度过快,使得阴极斑点附近的蒸气压降和温度突然骤烈下降,电弧难以维持,进而突然熄灭,这一现象就叫截流现象。截流现象的本质,就是电弧突然熄灭,在感性电路中引起磁通的骤烈变化,使电路中产生很高的电磁感应电动势,及操作过电压,这一过电压数值有时候会达到额定电压的数倍,很容易击穿设备,因此必须采取措施限制操作过电压的升高:具体说来,一般是在高压电路中,安装压敏电阻,在低压电路中,通常是安装一组阻容过电压吸收电路,使得操作过电压的数值能被限制在2.5~3.5倍相电压峰值,以确保设备绝缘不被击穿。

    2 断路器灭弧的基本工作原理

    在真空状态下,通过实验发现,间隙的击穿电压与真空度有关,其规律是击穿电压随真空度的提高而增大,但真空度达到10-4 托时,击穿电压就基本保持不变,因此10-4托的真空度是真空管能正常运行的最低真空度,低于这一真空度,真空管就失去真空灭弧作用,真空管就必须更换。另一方面,在真空状态下,金属蒸气的性质在很大程度上决定电弧特性。不同的电流数值,也影响电弧的特性。一般说来在数千安以下的叫小电流。对煤矿来说,由于负荷并不是很集中,其电流值一般不会超过数千安,故都在小电流状态下工作,因而不可避免地存在截流现象。

    3 对设备安装使用前的检查及准备

    1)认真查阅各种名牌参数,细读有关说明书,特别是要检查各项设置与该设备使用环境要相符合:真空开关一般有多种设置,在安装前,一定要根据开关所带的负荷多少,负荷的性质,在供电线路中所处的位置等因素,对开关进行正确的选择和整定,在工作实践中,笔者总结了以下几方面值得注意的事项:

    (1)对低压开关,要检查近、远控开关是否处在正确的位置,设置错了,开关不能正常工作。

    (2)低压开关中的变压器一般会有几个电压等级,故应检查变压器原边抽头是否与现场电压等级相同。当接好主线路后,一定要检查变压器的接线是否正确,才能送电运行。

    (3)对整机的绝缘性能进行全面检查:绝缘性能是真空开关的一个很重要的参数,主要是因为真空开关在分断电流时,会造成操作过电压,为此高低压开关都装设了过电压吸收电路,但这些保护电路在设计时,并不是彻底消除过电压,只是将操作过电压限制在一定的范围内,因此整机的绝缘性能仍比一般的开关要求要高,而且要经常进行检查,以确保其绝缘性能完好,在具体检查相间绝缘时,特别值得注意的是须将过电压保护电路及变压器从主电路中拆除,只有这样检查的结果才是正确的,因为这些电路都是直接接在主电路中,通过线圈形成回路,会使测出的数据不准确,造成误判,另一方面,在测试中,一般会施加较高的电压,有可能会击穿保护电路和二次侧元件。

    (4)对各保护装置的检查:现在使用的真空开关,一般都会配置综合保护装置,其保护内容包括:漏电、过载、短路、过压等保护电路,其中漏电保护及过电压保护电路一般在设备出厂时都已经调整好,设备如没有出现大的损坏和其它特殊原因,一般不要自行调试。对短路保护电路及过载保护电路则相反,要根据现场实际情况进行现场设置。视开关用途作相应的整定,一般用作配电开关,则可靠系数取下限或中间,用作启动开关,特别是用于启动重负荷的,如刮板运输机、皮带运输机等,则可靠系数应取上限值,在特殊情况下,可作适当调整,以避免因整定值偏小,但又频繁启动造成的误动作,另一方面,整定值也不能整定得太大,太大则不能起保护作用。

    4 常见故障的分析和处理办法

    4.1 三相同步性差

    (1)产生的原因:影响开关同步的原因主要有以下几方面,一是真空度的好坏,二是弹簧的弹力,三是电磁力,三者的关系是:终压力=真空吸力+电磁力-弹力。

    要使终压力相等,就要要使真空吸力,电磁力和弹力的合力相等,但在实际使用中,这三者都是变化较大的,真空吸力因动触头的不停运行,真空度的减小,真空吸力会逐步下降,电磁力经过长久的吸释,也会变化,弹力更是因井下恶劣环境,弹簧变质而变化。

    (2)处理办法:在现在,一般没有精确的测试仪器,大都是以比较法来进行判断,一般是选一完好的新管子与待修管进行比较,具体做法是:弹簧一般是外置的,可以拆下来通过外观检查和进行对比,以确定其好坏。对电磁力,一般情况下是一样大的,因为在一个电磁系统中,最后就是通过挤压动触头的力的大小来判断待修管的好坏,如终压力的差别不大,可以通过调节弹簧的螺帽来达到平衡,如终压力差别太大,就需要更换真空管。

    4.2 过电压保护电路失效

    (1)产生的原因:对高压开关来说,由于使用的是压敏电阻,当电压过大时,常会被击穿,特别是在雷雨天更是如此。对低压电路来说,常遇到的是阻容电路中的电容被击穿,电路脱焊等情况。

    (2)处理办法:对压敏电阻来说,一定要选用质量较好,过电压能力较强的产品。对阻容吸收电路来说,要经常检查各焊点是否结实,电容的容量是否达到标称值,因为容量下降,保护作用将会随之下降,而电阻的损坏一般较少,只要外观没有破损和烧坏迹象,用万用表测量一下即可。

    4.3 触头分断不灵活

    (1)产生原因:真空开关的电磁系统,为了能满足强力吸合,弱力维持,一般是采取双衔铁吸合,单衔铁维持,而且采用的是直流系统,这样的方式,好处是吸力大,且稳定,但却容易产生一个问题,就是直流吸合,时间久了,会产生剩磁,当剩磁达到一定程度后,衔铁会出现不能分断的情况。

    (2)处理办法:对衔铁要经常进行检查,并注意观察分断时的动作情况,当发现有分断困难时,就应立即进行处理,处理方法主要有:一是对衔铁的接触面进行“粗化”处理,即让接触面适当的粗糙,以避免因接触面太光滑,接触太好,造成磁通量太大,对衔铁有磁化作用。二是对衔铁进行去磁,即通以反向直流电,达到消磁的目的,三是对弹簧进行调整,使分断灵活。

    4.4 综合保护装置失效

    (1)产生原因:由于综合保护装置一般都是电子元件组成,因此对振动,强磁场,潮湿,过电流等异常情况较为敏感,而这些情况在井下的恶劣生产环境中却是经常出现的,因而也容易发生故障。

    (2)处理办法:综合保护装置一般是盒式插入件,并有固定装置,因此在插入后,一定要作好固定,防止晃动。开关防爆腔内,如开关正常运行,一般不会出现潮湿情况,但长期不用,闲置井下,则就相反,很容易在腔内形成高潮湿区,为此,对长期闲置的开关,在使用前要进行全面检查,将保护装置取出放在干燥通风的地方让其干燥后再插入,通电后,要对各种保护功能进行试验,以确保完好,动作灵敏可靠。

    4.5 电磁铁不能正常吸合或吸合不平稳

    (1)产生原因:不能吸合的主要原因是变压器烧坏、整流二极管损坏,电容损坏等。变压器和整流二极管坏,则电磁铁一般无反应,电容坏,则吸合不稳定,甚至会出现振动。

    (2)处理方法:变压器被烧坏,一般是副边线路有短路现象,不能简单的更换变压器,以防更换后继续再烧坏,要对线路进行全面检查,确定无短路情况后才能更换。对整流二极管的检查,是用万用表的电流档测量正极是否有交流电压,如有为正常,用直流档测二极管的负极,看是否有直流电压,如有直流电压,说明二极管正常,但如直流电压数值较低,说明电容器有问题,需查明电容器是否完好。

    真空开关就其工作原理及使用环境等因素来看是很适用于煤矿井下,特别是真空管通断电流时火花不外泄,负荷能力强,操作寿命长,维修量小,工作稳定性高,重量轻等优点符合煤矿井下生产的特殊要求。了解真空开关的原理,掌握其设备作用和维护特点,是机电工作者的基础工作,只有这样才能充分发挥设备的优越性,延长设备的维修周期,为煤矿安全生产服务。

     
    (文/小编)
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