用指示灯消除控制电缆感应电压的影响

2017-07-31牛艳伟

电力安全技术 2017年6期

关键词：拉绳芯线管状

牛艳伟

(国家电投集团河南电力有限公司开封发电分公司，河南开封 475002)

用指示灯消除控制电缆感应电压的影响

牛艳伟

(国家电投集团河南电力有限公司开封发电分公司，河南开封 475002)

以某电厂输煤系统7号皮带管状输送机开关在运行中时有跳闸现象发生为例，分析了控制电缆感应电压产生的原因，介绍了降低感应电压的原理，并利用经常用到的指示灯消除了感应电压带来的不良影响，在设备运行中取得了良好的效果。

感应电压；控制电缆；指示灯

0 引言

随着电厂自动化程度的提高，很多控制系统采用远方集中控制，因此不可避免地接入了长距离的控制电缆，在电缆上产生了较高的感应电压，影响了电气设备的正常工作。

控制电缆实际上是自然形成的电容器，电缆中的芯线导体相当于极板，芯线导体外包裹的绝缘层相当于电容的介质，所以电缆相当于电容量随长度变化的分布电容。由于分布电容的存在，同一根电缆中的通电芯线会给其他芯线带来感应电压。如果控制电缆不是很长，这种感应电压就不明显，也不会造成恶劣后果；当控制电缆较长时(即电容量较大)，受到其他外部因素的影响，就会产生明显的感应电压，造成现场就地控制开关误动及人员触电，给生产和运行人员带来安全隐患。由于这种感应电压不可能被完全消除，因此只能采取措施，降低其产生的不良影响。

1 皮带管状输送机开关跳闸问题

某电厂输煤系统7号皮带管状输送机开关在运行中时有跳闸现象发生，影响正常供煤。皮带管状输送机开关在跳闸时没有人为发出跳闸指令，其保护也没有动作。经检查，开关的跳闸回路所接入的电缆、盘内线、跳闸端子均绝缘良好，接线正确无误。

7号皮带管状输送机开关分闸的条件有：

(1) 远方输煤程控发出跳闸指令；

(2) 就地操作分闸按钮；

(3) 电动机保护装置动作发出跳闸脉冲；

(4) 皮带管状输送机事故拉绳继电器常开触点动作接通跳闸回路。

在排除前3个引起开关跳闸的条件后，判断为开关“偷跳”，初步怀疑是由于事故拉绳继电器LSJ瞬时动作，造成常开接点闭合，接通了跳闸回路。事故拉绳继电器LSJ的型号为：施耐德RXM4AB2P7 220 V50/60 HZ 6 A/250 V，线圈为交流220 V。

2 拉绳继电器控制原理及开关跳闸原因

2.1 拉绳继电器控制原理

拉绳继电器控制原理如图1所示。该继电器的线圈一端接在交流220 V的N上，另一端串接事故拉绳开关的常开接点后，接到交流220 V的火线L上。事故拉绳开关沿7号皮带管状输送机(全长约为200 m)两侧布置，每隔50 m布置1个，其接线方式为每个拉绳开关的常开接点并接。在7号皮带管状输送机两侧的任何位置拉动该拉绳开关的拉绳，使其常开接点闭合，事故拉绳继电器的线圈就会励磁，满足第4个跳闸条件，使7号皮带管状输送机开关分闸。但这样就导致了该拉绳继电器线圈的非接地端接入了大约150 m的控制电缆，电缆型号为ZR-KVV-4×1．5。

2.2 开关跳闸原因分析

用万用表测量拉绳继电器线圈的非接地端接入电缆的对地电压为AC 47 V，拉绳继电器的动作电压为AC 127 V、返回电压为AC 64 V。初步判断为：感应电压较高，造成拉绳继电器瞬时动作，导致7号皮带开关跳闸。

图1 拉绳继电器控制原理

若将长控制电缆连接拉绳开关接点两芯间的分布电容用等效电容C0表示(由于控制电缆的电阻和感抗值远小于容抗值Xc，可以忽略不计)，R，XL分别为继电器线圈的电抗和感抗，Uc、UL分别为等效电容电压和继电器线圈两端电压。

拉绳继电器控制原理等效电路如图2所示。电缆的等效电容量与电缆的长度成正比，即电缆越长，电容量越大，流过电容C0与继电器线圈的电容电流就越大；线圈两端的感应电压UL与流过的电流成正比，即当流过的电流增大时，UL值则随着增高。当感应电压UL大于继电器的动作电压时，即使控制继电器的常开触头处于断开位置，继电器的线圈仍然能励磁动作，从而造成7号皮带管状输送机开关“偷跳”。

图2 拉绳继电器控制原理等效电放

3 降低感应电压或抗感应电压干扰的方法

(1) 在工程设计时，应考虑长控制电缆感应电压带来的干扰，尽可能地减小控制电缆的长度。

(2) 选用介电强度更好的交联聚乙烯绝缘或乙丙橡皮绝缘的控制电缆。

(3) 在生产现场敷设电缆时，应严格按照电缆安装规程规定及反措要求施工。如采用动力电缆与控制电缆分层敷设，在电缆末端尽可能减少无屏蔽电缆芯线的长度，并使屏蔽层可靠接地等方法来减小感应电带来的影响。

(4) 在继电器或接触器的一端接有长控制电缆时，应选用动作功率较大的继电器或接触器。

(5) 将控制电缆的备用芯线一端可靠接地，以降低电缆的感应电压。

(6) 控制电缆的芯线较多时，可采用调整运行中带电芯线与所用的不带电芯线的相对位置，以降低电缆的感应电压。如尽量避免将电缆的中心芯线作为运行中长期带电的芯线来使用。

(7) 将接触器或继电器的线圈两端并联电阻，以减小线圈两端的感应电压。

(8) 将接触器或继电器的线圈两端并联电容，来减小线圈两端的感应电压。

作为生产设备的维护人员，常常面临设备已经投入运行，电缆已经敷设完毕，或者生产现场处于复杂的电磁环境等情况，使用方法(1)—(4)时，需要耗费大量的人力物力，或者已不允许改变生产环境；使用方法(5)和(6)后，感应电压可能降低了一些，但仍然达不到要求；使用方法(7)和(8)时，可利用电阻、电容分流原理以减小流过继电器或接触器线圈的感应电容电流，从而降低线圈两端的感应电压，使其低于继电器或接触器的动作电压，以保证继电器或接触器正确分合。

4 具体解决措施

根据上述(7)的方法，拟采用指示灯来降低感应电压。

具体措施是：采用1个上海二工电器厂生产的普通指示灯，型号为AD16-220/S31，交流额定电压为220 V，将其一端接在拉绳继电器线圈的非接地端，另一端接在N上，如图3所示。接入指示灯后，用万用表测量拉绳继电器线圈的非接地端接入电缆的电压为AC 27 V。经过长时间运行后，7号皮带管状输送机开关没有再发生“偷跳”现象。

图3 并联指示灯后

采用指示灯来降低感应电压，其等效原理如图4所示。指示灯实际上相当于电阻，具有接线简单方便、价格便宜的优点，且在生产维护工作中方便取用，节省了大量的人力物力。

5 结束语

目前，该电厂在实际生产中将指示灯应用于拉绳继电器，经过2年多时间的观察，已有效解决了感应电压带来的干扰。但使用指示灯还存在以下隐患：当指示灯开路(或短路)时，会失去防止误动作用(或造成该保护失效)；拉绳继电器线圈在电源断开瞬间，继电器两端产生的反电势会很高(达额定电压的几倍)，灯泡长期承受这种通电及反电势冲击，不可避免地会加速老化，无法鉴定其使用寿命，存在一定的安全隐患。因此，今后将改用适当阻值的电阻并联，以进一步提高安全性。