电气触点上的常见故障和维护方法

十一、电气触点上的常见故障和维护方法

1.概述

电气触点是隔离开关(刀开关)、断路器、接触器等电器的核心部件,至少由动触点、静触点、弹性组件三部分组成。电力线从静触点方向进,从动触点方向出。通过控制动触点、静触点的合/分,实现电力的接通/分断操作。弹性组件一般有两个作用:一是在接通瞬间避免动/静触点的跳动,二是为动/静触点的分断储存势能(隔离开关、刀开关等例外)。

2.常见故障

常见故障有:接触不良;动/静触点熔合,不能分离;触点不平,有毛刺;触点接通瞬间严重短路;触点分断电流瞬间空气开关跳闸或熔断器的熔体烧断;分断电流瞬间发出类似短路的响声等。

3.故障原因

接触不良、触点熔合等故障是接触电阻增大所致。毛刺、触点接通瞬间三相严重短路、分断电流瞬间空气开关跳闸或熔体烧断、分断电流瞬间发出类似短路的响声等故障是电弧所致。

所谓电弧,就是空气导电。电弧的产生有一个比较复杂的过程,出现在电气触点切换电流瞬间。从实践的角度可以这样认识:在触点将要断开的时刻,触点间接触压力F降低,接触电阻R急剧上升。根据公式U=IR,触点间电压随之急剧上升。根据电功率计算公式P=I²R,触点间热量急剧上升。触点间空气在高温高电压的作用下电离导电产生了电弧。这也是空气开关得名的原因。

电弧会产生高温,触点经过一定次数的通/断,在触点表面会出现毛刺。根据电弧产生的原理,灭弧只有借助电磁力和降温两种手段。

(1)借助电磁力灭弧

电气触点“借力”的方法有去离子栅、桥式、磁吹式三种,如图1-9所示。

图1-9　电气触点“借力”的三种灭弧方法

①去离子栅灭弧。

所谓去离子栅,就是电弧在去离子栅上感应出相反的电势,通过这个电势和电弧电流产生电磁力,把电弧吸引到灭弧罩上,加速电弧的熄灭。去离子栅灭弧方法应用在空气开关上。在检修空气开关的过程中,如粗心大意,没有安装去离子栅灭弧罩,空气开关接通瞬间,触点会因产生电弧而造成三相严重短路。

②桥式灭弧。

桥式灭弧通过两对触点实现,电弧A、电弧B的电流方向相反,根据电流异向相斥的原理,通过电弧A、电弧B间的电磁力向两边吹灭电弧。桥式灭弧方法应用在控制开关、继电器和AC380V/75A及以下的接触器上。

③磁吹式灭弧。

把和动触点相连的导体制成类似线圈状的连续几圈环形,用以产生磁场,触点上通过的电流在这个磁场的作用下产生电磁力,通过这个电磁力“吹”灭电弧,这就是磁吹式灭弧。磁吹式灭弧方法应用在100A以上的交流接触器等低压电器上。

(2)降温灭弧

①弹性组件的储能。

触点的分断电流越大,则弹性组件的储能就应越大,切换所需时间就越少,这样就可以限制触点分断操作积累的热量,有利于灭弧。

②使用灭弧罩。

去离子栅灭弧罩相对最小,就是由一排平行并列的铁片组成,形成栅栏式结构,可以将电弧分割成数段,加速电弧的熄灭。这种方法常用于空气开关触点的灭弧。

桥式灭弧采用的是三相一体式灭弧罩,该罩是由陶制材料做出的。曾出现过因有机粉尘等物质电离,在灭弧罩上吸附一层导电的碳膜,灭弧罩上相间是有隔离层的,但通过这层碳膜,在灭弧瞬间造成相间爬电短路。出现触点分断电流瞬间,空气开关跳闸或熔断器的熔体烧毁等故障。

磁吹式灭弧方式使用栅栏式结构灭弧罩,每一副触点对应一只灭弧罩,可以将电弧分割成数段,加速电弧的熄灭。当灭弧罩脱落,触点分断电流瞬间发出类似短路的爆炸响声。

4.电气触点的维护方法

不可以轻易锉或擦触点表面,因为电气触点表面有一层耐高温涂层。只有当电气触点表面出现明显毛刺,以降低接触电阻为目的时,才进行处理。处理时用锉刀,最好不用砂纸,防止砂纸上的颗粒留在触点上造成接触不良。锉时要细心,即:一要锉平整,二要尽量少破坏,三要在触点的下方铺上报纸,回收金属粉末,以免由此造成其他短路故障。

检修空气开关不能粗心大意,要确认去离子栅灭弧罩是否安装到位。三相一体式灭弧罩上有电离的碳膜状组织时,要及时去除或更换灭弧罩。灭弧罩损坏或脱落,及时更换或恢复。