直流接触器烧损原因分析及检修工艺

孙羽

摘 要：介绍了某型直流接触器的工作原理，分析了接触器烧损的原因，并对检修工艺提出了建议。

关键词：直流接触器；工作原理；烧损；检修工艺

随着近几年电力工业的迅猛发展，高电压等级输电线路的数量只增不减。任何一条线路发生故障都将会对输电系统乃至整个电网产生不良影响，尤以短路故障最为严重。当线路发生短路故障时，其相应的继电保护和安全自动装置必将动作。在继电保护装置切除故障后，尽可能迅速地确定故障点将有利于及时修复线路和恢复系统，使得接触器烧损的研究已然成为热点。

1 直流接触器的构造及工作原理

现阶段的接触器烧损研究主要围绕电力系统中的输电线路﹑配电线路和铁路系统中的牵引网线路展开。配电线路需要考虑线路末端带负荷或中间含变压器的影响，目前主要采用单端量法﹑行波法以及基于短路计算法。牵引网是特殊的电力网络，其接触器烧损研究不一定能适用于输﹑配电线路，具有明显的局限性。受天气的影响，在电力系统中担负着电能输送任务的高压输电线路发生故障的频率最高。既耗时又容易延误故障线路修复时间的目视检查不能用于长距离输电线路，输电线路接触器烧损装置的出现不但可以缓减人工巡线劳动强度，而且可以发现系统未知错误，对社会经济起着至关重要的作用。

直流接触器主要用于接通和断开电源线和负载。有很多类型的直流接触器，具体的结构也不同，但同样的工作原理。直流接触器主要由电磁系统、传输机构和灭弧装置组成。灭弧装置可分为磁淬火、永磁弧和机械牵弧3个，本文主要介绍了永磁弧。当铁芯线圈通电时，在磁通的作用下，将电枢的铁芯吸入，接触弹簧和弹簧的作用被压缩，将电枢的动触头与静触头的接触方向完全封闭。在同一时间，电路进行。当静态铁芯线圈切断，接触弹簧和动作弹簧时，动触头快速和静触头分离。

2 直流接触器烧损故障

故障测距方法问世至今，经历了从传统的故障分析法到现今的行波法以及智能法的发展过程。故障分析法是利用基本电路原理构造出以故障距离为未知量的方程后求解该方程来实现测距的一种通用方法。行波法依靠其高精确度的优势已经得到了广泛的应用，取得了较好的社会经济效益，目前仅主要研究其微弱暂态信号提取的可靠性等方面的问题。智能法（人工神经网络﹑数学形态法﹑聚类分析法等）主要处于理论研究，还没有取得实际效果。鉴于行波法的失效性和智能法的受限性，研究通用性较强的故障分析法显得十分重要。

在直流600伏总线中，电加热器是通过使用一种直流接触器，它已被使用了4年，并已进行了控制。接触器是受环境温度变化影响非常大，在运行时接触器经常发生故障，甚至烧毁。触头燃烧情况分析：静态接触燃烧，铜熔化，合金接触大部分燃烧壳附近的动触头与静触头全部烧毁，外部辅助触头全部烧毁，外部控制线和电源线的保险丝和形成珠，主触头的电路级保护出现烧损故障。

3 直流接触器烧损原因分析及试验验证

（1）原因分析。由于触头燃烧的优越的保护熔断器未能作用，因此排除由于外部负载短路引起的接触引起燃烧的可能性，通过实际负载为纯电阻和电流接触器的额定电流约一半，因此，排除了接触能力不足的可能性。推断触头损耗的原因：异物被卡在移动铁芯和外壳之间，因为在移动铁芯组件的上部设有接触器，其在接触点（即）之间的间隔距离上必然会导致；接触器主触头的电源极性反转，会引起电弧不能引入电弧熄灭室，延长灭弧时间，引起触头燃烧。这个问题发生，如果永久磁铁组件的极性是最引人注目的，当电弧灭火效果造成。

（2）试验验证。为了验证上述原因分析，分别进行了试验验证，试验时接触器主回路接额定阻性负载。触头开距不足试验：之间加人绝缘套管和控制接触长度约1 / 3的原始设计的铁芯组件和外壳移动，对接触器频繁开关操作，观察接触器断开时，拉弧现象，明显大于正常长度，打开接触器触点电腐蚀斑点，和接近导弧运动的弧迹的动、静触头。电源极性反接试验：将电源接触的通断线反向连接，频繁的开关触头，观察接触器有更明显的电弧，并在时间（（3秒）的弧连续，和令人眼花缭乱的力量，也在内部的接触器有白色烟雾，并伴随着气味，0.5小时后接触接触，看到严重受伤的静态和动态接触，工程塑料已出现，因为高温熔融现象。通过实验，可以得出如下结论：在正常使用情况下，核心部件和异物、干扰现象，导致触头断开，由于故障及时发现并导致损坏逐渐加重，直至完全燃烧；不排除在检修后的接触器、主电源线极性反向连接或永久磁铁的接触燃烧的可能性。

4 直流接触器检修建议

（1）接触器外观检查。标牌及符号应齐全、完整、清晰、正確；壳体及微动开关无破损；紧固件、永磁体、灭弧栅片齐全。

（2）蓄电池外部和槽箱应经常保持清洁和干燥。将镀镍部分擦净之后，必须涂以凡士林油，以防生锈。发现蓄电池外部有生锈痕迹时，应用布沾石油擦拭之，切不可用金属工具和砂纸打磨；随时检查橡胶垫，如发现损坏，应立即更换，每次充放电前应检查各极柱连接是否松动；电解液面应保持高出10-15毫米，如因蒸发而电解液不足时，可添加纯水补充，液面应保持有适量的液态石蜡，以防止电解液和空气中的二氧化碳之间起化学反应；在任何情况下不允许有明火靠近充电的蓄电池；蓄电池容量检查为放电电流与放电时间的乘积。

（3）检修电池之间连接条时要求：正负极正确；接触严密、接触电阻要小，不松动；将电池接线柱和连接条上氧化物用刮刀刮掉，在螺丝和螺丝帽上涂一层导电膏，拧紧螺帽后再涂一层导电膏。

（4）试验项目及要求。用极性笔测量永久磁性元件的极性，确保极性是正确的。用手来推动外部节点的核心部件的外架几次，应该没有阻塞现象发生。性能测试应按照产品说明书的要求，对接触器进行功率检测，需要满足手动要求。控制电路和辅助电路和主电路的电荷与主电路之间的绝缘电阻不低于 10MΩ。根据不同触头的压力表，所选的电压等级（压力等级为产品使用说明书），电气部分为接触器的接地和对方的工频试验电压1分钟，应无击穿、闪络现象。

（5）安装及连接。接线后，检查蓄电池的联接是否正确（前一只蓄电池的正极与后一只蓄电池的负极相连），检查每个电池是否都加入了电解液及液面高度是否符合要求（液面应与蓄电池侧面的电液标志线的上线为同一水面），用100A充电8小时（充电时要拧下塞子，虚放在孔上面），搁置1小时后，再用100A电流放电至单个电池电压为1.0V，如电流和放电时间的乘积未达到450AH，则反复进行充放电到合格为止，并作好记录。

（6）应用建议。直流接触器触头开距和压缩行程不合格应调整，触头开距不合格时调整铁板上的挡板厚度；触头压缩行程不合格时调整吸合铁板处的弹簧压缩钉。用毛刷清除灰尘；灭弧罩应完整，其卡环应能可靠夹住，弧角与静触头应有1-2mm间歇，吹弧线圈的绝缘良好，匝间无短路现象，并用布擦干净；动静触头的接触面应用挫及纱布将烧痕修整好，触头的四个边应有1-2mm圆角，烧痕严重的要及时更换；检查衔铁的变位弹簧应完好，衔铁在定位卡板上下之间应有1-2mm间隙，左右间隙不大于0.5mm，拆下返回弹簧用手按动闭合衔铁时，应无轻微卡涩现象；检查线圈的绝缘良好，无破损，无烧焦痕迹，接线完好，线圈的直流电阻、绝缘电阻及动作电压应符合要求；组装后用力按动衔铁，检查动触头在灭弧罩内无卡涩摩擦现象；测量触点闭合同期差、开距及压缩行程应符合要求。

参考文献

[1] 张敬获，陈德桂.直流接触器磁系统的动态特性计算及其可视化仿真[J].电工电能新技术，2003，22（3）：28-31.

[2] 周茂祥.低压电器设计手册[M].北京：新华书店北京发行所，1992；995-1130.