断路器电机控制回路接触器的故障分析

2010-08-29鲁小荣徐健涛

科技传播 2010年18期

鲁小荣，徐健涛

河南平高电气股份有限公司技术中心，河南平顶山 467001

0 引言

接触器是一种自动化切换器，用来接通或断开交直流主电路或大容量控制电路的负载，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备等。接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令，主触点一般只有常开接点，而辅助触点具有常开和常闭功能的接点。接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一。接触器的触点具有良好的导电性和耐高温烧蚀性，小型接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。因此，接触器广泛应用于各电气控制回路，接触器使用过程中的一些问题就暴露出来了。

1 现场出现的问题

根据湖南长沙榔梨变现场反馈：ZF11-252（L）220kV GIS 在现场调试期间，控制断路器油泵电机的接触器（A9-30-10+CA5-22M AC220V ABB）有8只烧损（总共用24只接触器），其中2个间隔共6只全部损坏，剩余2只分别在2个不同的间隔。

2 原因分析

2.1 针对损坏的接触器检查情况

破坏性的打开接触器，查看触点和线圈情况。从触点损坏情况看，触点并未完全烧毁，且靠近触点的塑料有发热变形痕迹。查看线圈情况，线圈完好，也没有明显发热痕迹。同时，由于现场电机控制原理回路中，使用接触器的（1，2）、（3，4）常开触点，对应触点烧毁的端子均有发热造成临近塑料变形的情况。

2.2 检查事故发生时上级小型断路器的脱扣情况

接触器所在控制回路的上级电源处设有小型断路器，型号为：C65N-D 型/1P 16A 施耐德生产厂家。根据现场人员反应，接触器损坏时小型断路器并未出现脱扣现象。

2.3 核查该电站断路器电机控制原理回路

该电站断路器电机控制原理回路如图1所示：

下图表示了A 相电机控制回路，B 相和C 相的回路与A 相相同，-KM 为额定电流9A的3 极交流接触器，其中主触点（1，2）和（3，4）用于电机主回路，电机-M1 选用S568BJ01 AC220V 800W 天津安全电机厂家的，现场实测电机回路电流5.8A。其工作原理：在正常运行时，由于断路器操作储压器内的油压降低至油泵启动油压时，油压开关-KP5A 接点接通，接触器-KM 受电吸合，触点（1，2）及（3，4）接通，储能电机-M1 受电启动。

同时，经与ABB 接触器厂家和电机厂家交流沟通，均称此电机回路中元件的选型无问题；与此同时，此电机控制回路采用标准设计，回路及回路中的所有元件均有大量的运行业绩（2005年开始一直使用此配置），未出现故障；甚至，该产品在出厂前100次的出厂实验中，断路器电机控制回路的接触器未出现此问题。

图1

2.4 排查现场电源质量

用万用表测量接触器工作回路的电压，显示正常。但据电站相关人员介绍，此站调试阶段所用的交流电源由临时电源提供。虽然从表测的数值上看没问题，但电源存在波动的可能性大。

根据以上元件查看可以得出：对应触点烧毁的端子处临近塑料变形情况判断，此处曾有过较大的热量积累，从接线端子损坏照片也可看出，热量是从内部触点传导到外部端子，只有回路短路或触点虚接才能造成上述情况。然而，根据现场描述情况，接触器损坏时小型断路器并未脱扣跳闸，可排除短路电流损坏接触器的可能。由此可判断此损坏应属触点颤动或虚接，使动静触点压合不紧发热，最终烧毁，但由于线圈并未损坏，故只有线圈电压超出可靠工作范围时，才会造成接触器触点的颤动或虚接。该接触器的线圈电压要求可靠工作范围85%～110%Un，即在线圈电压低于187V 或高于242V时触点就可能出现颤动或虚接现象。

根据电机控制回路可以得出：当A、B、C 相电机接入回路时，三相电机功率为2 400W，对电源有很大的冲击。若电源质量不好（容量小或频率不稳定、谐波分量大等），由于电机与接触器使用同一电源，而电机功率远大于接触器线圈功率，引起接触器线圈两端电压下降，从而引起-KM 接触器（1，2）、（3，4）触点颤动或虚接，导致接触器烧损。

根据现场提供的电源可以得出：临时电源非工业用电电源，电源质量不高，电源波动易造成接触器触点损坏。