林西國(guó)，楊倩

(華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273522)

1 故障現(xiàn)象

2009年某電廠對(duì)空壓機(jī)油泵控制回路進(jìn)行改造：一是敷設(shè)長(zhǎng)達(dá)400 m的4×2.5 mm2的控制電纜，在控制回路中增加了空壓機(jī)高壓斷路器跳閘聯(lián)鎖回路;二是取消了控制變壓器，將控制電源由控制變壓器供電改為直接從主回路供電，控制電壓由220 V改為380 V。在高壓斷路器聯(lián)鎖回路接點(diǎn)斷開時(shí)，380 V接觸器KM線圈上的電壓達(dá)420 V,遠(yuǎn)大于接觸器KM的返回電壓190 V，接觸器不能復(fù)歸。

2 常見交流接觸器不能順利復(fù)歸的原因

接觸器不能正常復(fù)歸，主要表現(xiàn)在延時(shí)復(fù)歸和不復(fù)歸2個(gè)方面。

交流接觸器延時(shí)復(fù)歸的主要原因?yàn)椋簭椈蓧毫^(guò)??；觸頭熔焊；機(jī)械可動(dòng)部分卡住或傾斜；啟用的接觸器鐵芯表面防銹油脂較多或使用一段時(shí)間后有油污，造成灰塵黏著；E形鐵芯壽命終了時(shí)，磁系統(tǒng)中柱鐵芯無(wú)氣隙，剩磁過(guò)大，使鐵芯不能釋放。

交流接觸器不能復(fù)歸的主要原因?yàn)椋夯芈峰e(cuò)誤或寄生，接觸器線圈電壓保持在額定電壓；控制電纜過(guò)長(zhǎng)，回路電容大，與接觸器參數(shù)配合不當(dāng)，接觸器的線圈分壓大于其返回電壓。

3 檢查和處理過(guò)程

空壓機(jī)的啟停方式有3種：方式1是空壓機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)DCSH接點(diǎn)遠(yuǎn)方啟動(dòng)；方式2是在就地控制箱處通過(guò)合閘按鈕HA及跳閘按鈕TA進(jìn)行就地啟停；方式3是整個(gè)控制回路受空壓機(jī)高壓斷路器DL聯(lián)鎖，即斷路器合閘后，油泵停運(yùn)。改造后的控制回路如圖1所示。

圖1 油泵控制回路

調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：高壓斷路器DL在停運(yùn)位置，啟停方式1及方式2工作正常；油泵正常運(yùn)行后，利用高壓斷路器DL聯(lián)鎖其油泵跳閘回路異常，出現(xiàn)不能停運(yùn)的現(xiàn)象。

對(duì)交流控制回路各點(diǎn)電壓進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn): A1對(duì)地電壓UA1、C1對(duì)地電壓UC1均為220 V,電壓正常；而A2對(duì)地電壓UA2高達(dá)520 V,A1，A2之間即DL接點(diǎn)兩端的電壓UA1-A2高達(dá)610 V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)380 V控制電壓；A3和A5間的電壓即接觸器KM上的電壓達(dá)420 V,遠(yuǎn)大于接觸器KM的返回電壓190 V，接觸器不返回。

為徹底排查，先后進(jìn)行了以下工作：(1)在斷路器接點(diǎn)上并聯(lián)1副相同的DL常閉接點(diǎn)；(2) 對(duì)長(zhǎng)電纜屏蔽線單端接地、兩端接地、不接地3種狀態(tài)進(jìn)行分析。排查結(jié)果見表1。

表1 不同處理方案對(duì)UA2的影響

由表1可知：電纜屏蔽是否接地對(duì)回路的影響極小；而并聯(lián)接點(diǎn)對(duì)回路的電壓影響較大，UA2由520 V升為680 V。由此可知，電纜對(duì)回路的影響是主要原因。

4 原因分析及處理

(1)電纜芯線間容抗。聯(lián)鎖接點(diǎn)斷路器DL通過(guò)電纜連接至就地控制箱，電纜規(guī)格為4×2.5 mm2,電纜耐壓1 000 V，長(zhǎng)400 m，電纜分布電容較大。電纜的線間電容約為0.3 μF/km，DL接點(diǎn)之間的容抗為-j26.5 kΩ。

(2)接觸器的阻抗。目前使用的接觸器線徑變細(xì)、體積大大減小，為滿足節(jié)能要求并產(chǎn)生足夠大的電磁力，線圈匝數(shù)增多，線圈阻抗較原來(lái)有較大變化。經(jīng)實(shí)測(cè)，目前使用的CJX8-9型380 V交流接觸器KM的返回電壓為190 V，線圈直流電阻為1.625 kΩ；受鐵芯氣隙的影響，接觸器不吸合時(shí)感抗為j2.8 kΩ，吸合時(shí)感抗為j28.0 kΩ。

(3)油泵開啟后，如高壓斷路器合閘，其常閉接點(diǎn)DL打開，聯(lián)鎖油泵電機(jī)停運(yùn)，聯(lián)鎖接點(diǎn)間的電容和交流接觸器的阻抗形成串聯(lián)回路。電纜間分布電容容抗與線圈的電感線圈感抗相互抵消，整個(gè)電路呈諧振狀態(tài)，內(nèi)部出現(xiàn)過(guò)電壓，如A1，A2之間即DL接點(diǎn)兩端的電壓UA1-A2高達(dá)610 V；回路電流增大，接觸器線圈上的分壓明顯增大，大于其返回電壓190 V，接觸器不能復(fù)歸?？刂苹芈泛?jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 控制回路簡(jiǎn)圖

由以上分析可知，接觸器不能復(fù)歸主要是受電纜分布電容的影響。經(jīng)計(jì)算，在380 V控制回路中，保證該型接觸器能夠順利返回的電纜長(zhǎng)度約100 m，而現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)縮短電纜消除諧振的方法不可行，可以通過(guò)改變回路參數(shù)降低接觸器線圈電壓。取2個(gè)可行的方案，即降低接觸器阻抗和并聯(lián)1 個(gè)接觸器。

方案1：將接觸器更換為其他型號(hào)阻抗小的接觸器，但需要重新測(cè)定新型號(hào)接觸器的阻抗、返回電壓，安裝尺寸及接點(diǎn)形式也需要認(rèn)真考慮，相對(duì)較為復(fù)雜。

方案2：在該接觸器上并聯(lián)另一接觸器，回路中的功耗略有增大，但使其阻抗大幅降低，約為原來(lái)交流阻抗的50%。

為使接觸器盡快投入工作，現(xiàn)場(chǎng)采用了方案2?，F(xiàn)場(chǎng)在原接觸器上并聯(lián)了一個(gè)同型號(hào)接觸器，油泵電機(jī)在各種方式下均啟停正常，再?zèng)]有出現(xiàn)接觸器不返回的現(xiàn)象，問(wèn)題得到妥善解決。

5 注意事項(xiàng)

380 V交流控制回路中，由于電纜電容容抗和接觸器的感抗在回路中串聯(lián)，一旦電纜過(guò)長(zhǎng)，回路容易出現(xiàn)諧振狀態(tài)，導(dǎo)致回路內(nèi)部過(guò)電壓，接觸器不能正常復(fù)歸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣擊穿、接觸器燒毀，因此現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)盡量避免使用長(zhǎng)電纜,電纜長(zhǎng)度限制在50 m以內(nèi)；

(2)控制電纜額定電壓，盡量選擇耐壓1 000 V的電纜；

(3)回路設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采用較低的控制電壓(如220 V，110 V交流電壓)或采用隔離變壓器降壓，避免采用380 V交流電壓。