论缆道控制系统常见故障分析与维修

杨跃进,李长学（四川省雅安水文水资源勘测局，四川雅安，625000）



论缆道控制系统常见故障分析与维修

杨跃进,李长学
（四川省雅安水文水资源勘测局，四川雅安，625000）

摘要：本文通过缆道控制系统常见故障分析，对变频器、交、直流接触器、微型继电器性能分析，如何选型、安全使用、注意事项作了介绍。

关键词：控制系统；常见故障；分析与维修

“软故障”只有通过原理图分析才能找到故障的大致部位，再根据系统中各用电器工作方式，找到故障具体部件，其实排除故障的方法是很简单的。

如附图，水文缆道控制系统内部图看似复杂，其核心件是变频器和PLC件，由于娈频嚣和PLC件，设计完美，保护装置完善，不易损环。外部电路主要有：变压器提供低压控制电源和卧式直流接触器给变频器供电，变频嚣输出经交流接触器给测流、取沙电机供电，PLC智能控制给相应功能部份提供回路，达到智能测流、取沙的目的。控制系统运行前，当合上电源总开关，指示灯亮，只能说明控制系统供电正常。当变频器不供电时，先目测，听不到接触器吸合声，断电用万能表测线圈阻值已断路，其他元件正常，这就是控制系统“接触器”损环的硬故障。

在实际使用中，交、直流接触器，常出现线圈断线，触点烧蚀故障。表现为不上电、接触不良或粘连，导致控制系统工程不能工作或者不能正常工作，特别是高洪水测流、取沙过程中危害性相当大的。使用中发现接触器工作时好时坏，一定要换新。

1　交、直流接触器各自的结构特点

交流接触器的电磁铁心采用的是E型插片式结构，有些类似常用的E型变压器铁心，由于交变电流会在铁心中产生涡流和磁滞损耗，导致铁心产生热量，采用溥片可以减少涡流产生的热量。同时为了防止热量传导到电磁线圈上，引起线圈的过热烧坏，常常把线圈绕在骨架上和铁心隔离。另外由于交流有过零问题，在电磁铁末端加有短路环，防止衔铁振动和交流噪音的产生。老式水文缆道控制台多采用交流接触嚣。

直流接触器的电磁铁由于通的是直流电，磁通恒定，不会产生涡流和磁滞损耗等问题，所以铁心直接用软铁制造，不会发热，甚至直接把线圈绕在磁铁上以利线圈散热，所以直流接触器比交流接触器体积小，便于控制台优化设计，对于其他电器干扰小，所以新式水文缆道控制台，多采用直流接触嚣。

2　灭弧设计上的异同

交流接触器的触点灭弧采用双断口设计，这样设计是为了增加触点距离有利于灭弧，同时有陶瓷式灭弧罩和棚片式灭弧罩辅助灭弧，再者交流有过零现象，对灭弧效果也有一定的作用。

直流接触器的触点产生的电弧更加稳定和强烈，尤其是当负载为大电流感性负载（测流、取沙电动机），其断开瞬间产生的反电动势，强大的电弧导致触点及线圈烧环。这就是水文缆道控制台常遇到的特殊性故障：上次操作正常结束，下次开机所有操作功能失效的原因。即停机断电瞬间产生的反电动势，强大的电弧导致直流接触器烧环。由此可以看出：直流接触器灭弧工艺流程比交流接触器复杂得多，造价也就高得多，电路设计复杂化，否则“特殊性故障常会发生”。

3　从结构上和灭弧效果看出，两者不能直接代换使用

直流接触器可以代换交流接触器，是因为直流接触器其灭弧能力远远超过交流接触器，但其控制部分须改为直流方可。否则直流接触器线圈必定过热烧环。所以，水文缆道控制台中，常用交流接触嚣，控制3kw电动机供电。反之，交流接触器要代换直流接触器，其负载不能是大电流感性负载，不然触点可能在短时间内烧环。水文缆道控制台上，常用直流接触器控制3.7Kw变频器供电。而变频嚣，不是大电流感性负载，所以交流接触嚣代替直流接触嚣是可行的。川西水文水资源勘测局，生产的kc—1型控制台，就是这种基本型式，在水文站拥有量大，凡遇到变频嚣不供电，电动机转动异常，首先检查直流接触嚣和交流接触嚣好坏，保证“手到病除”。条件许可，也可用交流接触嚣直接代替直流接触嚣，就不会出现“放置”损坏的特殊性故障，用交流接触嚣代替直流接触嚣，必须注意以下几点，否则新的“故障”发生。

⑴交流接触器的选型

交流接触器选型的第一个步骤是选型号。型号不适用使用类别时，即使接触器额定电流满足要求也会触头烧环。对于水文缆道控制测流取沙仪器前行、后退、下降、上升等频繁启动和制动的负载，最好是选用CJ12系列单断点，旋转结构接触器，这种接触器有一个特点：三相独立。每相有一个大的灭弧罩，灭弧能力强。另外，该系列接触器，断开时反作用力大，有利于迅速切断负载电源。铅鱼上、下运行更灵活。

交流接触器选型的第二个步骤：选择接触器额定电流。同样的负载电流，选用的接触器容量越大，工程造价越高，对接触器容量也是一种浪费。

⑵按电机负载选用

一般负载用交流接触器选用电机启动电流的1.3倍即可。对于水缆道频繁启动用接触器，应选用电机启动电流的1.7倍为宜。

⑶按交流接触器的电寿命选用

交流接触器的触头寿命和分断电流有关。交流接触器在使用手册中会提供分断电流Ic与触头寿命关系曲线。对于Ic～寿命曲线有两种用法：第一种是先按负载类别选容量，再在Ic～寿命曲线上找出对应运行电流的电寿命，看是否符合要求。第二种是按运行电流Ic和电寿命在某条曲线上有交会点，确定这个点所对应的曲线即为所选交流接触器型号。

⑷交流接触器在使用中，首先是触头要保持清洁，绝对不允许涂油，触头表面出现小珠，应即时清除。灭弧室应保持完好，如触头表面有炭化膜时，用0号纱布清除。若触头烧损严重时应即时更换。更换困难时，若接触不良，可并联使用；若“粘连”可串联使用。特别是“粘连”故障，在漂浮物过多的洪水中，对测洪中的水文缆道，危害性很大。

灾后重建，智能缆道在雅安水文局使用很多。从目前使用中，确有智能效果，减轻了测验人员劳动强度，提高了资料质量。由于使用时间短，目前只有丹巴水文站PLC中开关电源坏了，经拆开检查，很快找到故障原件，换上同型号故障排除。流沙河站控制系统如图1所示，12V继电器常出现接触不良，开始采用直接换新的方法，后在原理图上看到此继电器只用了一组触点，将另一组触点并联使用，彻底解决了因电流过大烧坏触点根本性问题。由于流沙河站属于卵石河床，智能缆道测流过程中，常遇到卵石顶住铅鱼尾叶，铅鱼“托板”“悬空”，智能系统检测不到河底信息，继续“下放”，稍有不意，缆道就会“拉垮”，特别是中高洪水尤其注意再注意，低水位时，大的卵石测验人员目测可避开。所以设备先进，人的监测是关键！

⑸缆道控制系统中的电动机也很关键，最常见的故障是，电机温度偏高，分析与检修1、定子绕组局部短路。应找到短路点并予以解决，否则易烧坏绕组；2、绕组绝缘不良。应进行干澡处理；3、超载运行。应调整负载，加装滑轮组或加装平衡锤；4、环境温度过高。应加强通风等措施来降低环境温度；5、电机风道堵塞。应疏通风道；6、电机端电压过高。尽可能避开低谷期用电；7、制动失灵。对于电磁制动三相异步电动机，通电制动器工作，声音很响亮的，如果听不到清脆声直接检测励磁电压在170V上下5V内，否则整流器损坏。换上同型号整流器即可排除故障。

图1.　ELD智能缆道控制系统

图2.　KC-1变频缆道控制系统

参考文献

[1]隋铁成;水文缆道测深的不确定性[J];吉林水利;2003年10期

[2]张广林;王恬;李鑫;李向鹏;;自动调节拉偏索长度的水文缆道简要[J];河南水利;2005年04期

缆道控制系统常见故障有：供电异常、控制异常、运行中损环、接触不良等。本文介绍的常见故障是指：“硬故障”和“软故障”两种。如控制台电源指示灯不亮，变频器不供电，或供电正常，铅鱼不运行等，缆道操作员稍加分析就能排除故障。

Common failure analysis theory of cable tunnel control system and ma intenance

Yang Yuejin,Li Changxue
(yoann hydrology and water resources survey of sichuan province,sichuan ya 'an,625000)

Abstract：Common fault analysis in this paper,through the cable tunnel control system,the inverter,ac,dc c ontactor,miniature relay performance analysis,how the selection,safe use,points for attention are introduce d.

Keywords：control system;Common faults;Analysis and maintenance