楊躍進(jìn),李長學(xué)（四川省雅安水文水資源勘測局，四川雅安，625000）

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論纜道控制系統(tǒng)常見故障分析與維修

楊躍進(jìn),李長學(xué)
（四川省雅安水文水資源勘測局，四川雅安，625000）

摘要：本文通過纜道控制系統(tǒng)常見故障分析，對變頻器、交、直流接觸器、微型繼電器性能分析，如何選型、安全使用、注意事項(xiàng)作了介紹。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；常見故障；分析與維修

“軟故障”只有通過原理圖分析才能找到故障的大致部位，再根據(jù)系統(tǒng)中各用電器工作方式，找到故障具體部件，其實(shí)排除故障的方法是很簡單的。

如附圖，水文纜道控制系統(tǒng)內(nèi)部圖看似復(fù)雜，其核心件是變頻器和PLC件，由于孌頻囂和PLC件，設(shè)計(jì)完美，保護(hù)裝置完善，不易損環(huán)。外部電路主要有：變壓器提供低壓控制電源和臥式直流接觸器給變頻器供電，變頻囂輸出經(jīng)交流接觸器給測流、取沙電機(jī)供電，PLC智能控制給相應(yīng)功能部份提供回路，達(dá)到智能測流、取沙的目的?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)行前，當(dāng)合上電源總開關(guān)，指示燈亮，只能說明控制系統(tǒng)供電正常。當(dāng)變頻器不供電時(shí)，先目測，聽不到接觸器吸合聲，斷電用萬能表測線圈阻值已斷路，其他元件正常，這就是控制系統(tǒng)“接觸器”損環(huán)的硬故障。

在實(shí)際使用中，交、直流接觸器，常出現(xiàn)線圈斷線，觸點(diǎn)燒蝕故障。表現(xiàn)為不上電、接觸不良或粘連，導(dǎo)致控制系統(tǒng)工程不能工作或者不能正常工作，特別是高洪水測流、取沙過程中危害性相當(dāng)大的。使用中發(fā)現(xiàn)接觸器工作時(shí)好時(shí)壞，一定要換新。

1　交、直流接觸器各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

交流接觸器的電磁鐵心采用的是E型插片式結(jié)構(gòu)，有些類似常用的E型變壓器鐵心，由于交變電流會在鐵心中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，導(dǎo)致鐵心產(chǎn)生熱量，采用溥片可以減少渦流產(chǎn)生的熱量。同時(shí)為了防止熱量傳導(dǎo)到電磁線圈上，引起線圈的過熱燒壞，常常把線圈繞在骨架上和鐵心隔離。另外由于交流有過零問題，在電磁鐵末端加有短路環(huán)，防止銜鐵振動和交流噪音的產(chǎn)生。老式水文纜道控制臺多采用交流接觸囂。

直流接觸器的電磁鐵由于通的是直流電，磁通恒定，不會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗等問題，所以鐵心直接用軟鐵制造，不會發(fā)熱，甚至直接把線圈繞在磁鐵上以利線圈散熱，所以直流接觸器比交流接觸器體積小，便于控制臺優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于其他電器干擾小，所以新式水文纜道控制臺，多采用直流接觸囂。

2　滅弧設(shè)計(jì)上的異同

交流接觸器的觸點(diǎn)滅弧采用雙斷口設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)是為了增加觸點(diǎn)距離有利于滅弧，同時(shí)有陶瓷式滅弧罩和棚片式滅弧罩輔助滅弧，再者交流有過零現(xiàn)象，對滅弧效果也有一定的作用。

直流接觸器的觸點(diǎn)產(chǎn)生的電弧更加穩(wěn)定和強(qiáng)烈，尤其是當(dāng)負(fù)載為大電流感性負(fù)載（測流、取沙電動機(jī)），其斷開瞬間產(chǎn)生的反電動勢，強(qiáng)大的電弧導(dǎo)致觸點(diǎn)及線圈燒環(huán)。這就是水文纜道控制臺常遇到的特殊性故障：上次操作正常結(jié)束，下次開機(jī)所有操作功能失效的原因。即停機(jī)斷電瞬間產(chǎn)生的反電動勢，強(qiáng)大的電弧導(dǎo)致直流接觸器燒環(huán)。由此可以看出：直流接觸器滅弧工藝流程比交流接觸器復(fù)雜得多，造價(jià)也就高得多，電路設(shè)計(jì)復(fù)雜化，否則“特殊性故障常會發(fā)生”。

3　從結(jié)構(gòu)上和滅弧效果看出，兩者不能直接代換使用

直流接觸器可以代換交流接觸器，是因?yàn)橹绷鹘佑|器其滅弧能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過交流接觸器，但其控制部分須改為直流方可。否則直流接觸器線圈必定過熱燒環(huán)。所以，水文纜道控制臺中，常用交流接觸囂，控制3kw電動機(jī)供電。反之，交流接觸器要代換直流接觸器，其負(fù)載不能是大電流感性負(fù)載，不然觸點(diǎn)可能在短時(shí)間內(nèi)燒環(huán)。水文纜道控制臺上，常用直流接觸器控制3.7Kw變頻器供電。而變頻囂，不是大電流感性負(fù)載，所以交流接觸囂代替直流接觸囂是可行的。川西水文水資源勘測局，生產(chǎn)的kc—1型控制臺，就是這種基本型式，在水文站擁有量大，凡遇到變頻囂不供電，電動機(jī)轉(zhuǎn)動異常，首先檢查直流接觸囂和交流接觸囂好壞，保證“手到病除”。條件許可，也可用交流接觸囂直接代替直流接觸囂，就不會出現(xiàn)“放置”損壞的特殊性故障，用交流接觸囂代替直流接觸囂，必須注意以下幾點(diǎn)，否則新的“故障”發(fā)生。

⑴交流接觸器的選型

交流接觸器選型的第一個(gè)步驟是選型號。型號不適用使用類別時(shí)，即使接觸器額定電流滿足要求也會觸頭燒環(huán)。對于水文纜道控制測流取沙儀器前行、后退、下降、上升等頻繁啟動和制動的負(fù)載，最好是選用CJ12系列單斷點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)接觸器，這種接觸器有一個(gè)特點(diǎn)：三相獨(dú)立。每相有一個(gè)大的滅弧罩，滅弧能力強(qiáng)。另外，該系列接觸器，斷開時(shí)反作用力大，有利于迅速切斷負(fù)載電源。鉛魚上、下運(yùn)行更靈活。

交流接觸器選型的第二個(gè)步驟：選擇接觸器額定電流。同樣的負(fù)載電流，選用的接觸器容量越大，工程造價(jià)越高，對接觸器容量也是一種浪費(fèi)。

⑵按電機(jī)負(fù)載選用

一般負(fù)載用交流接觸器選用電機(jī)啟動電流的1.3倍即可。對于水纜道頻繁啟動用接觸器，應(yīng)選用電機(jī)啟動電流的1.7倍為宜。

⑶按交流接觸器的電壽命選用

交流接觸器的觸頭壽命和分?jǐn)嚯娏饔嘘P(guān)。交流接觸器在使用手冊中會提供分?jǐn)嚯娏鱅c與觸頭壽命關(guān)系曲線。對于Ic～壽命曲線有兩種用法：第一種是先按負(fù)載類別選容量，再在Ic～壽命曲線上找出對應(yīng)運(yùn)行電流的電壽命，看是否符合要求。第二種是按運(yùn)行電流Ic和電壽命在某條曲線上有交會點(diǎn)，確定這個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的曲線即為所選交流接觸器型號。

⑷交流接觸器在使用中，首先是觸頭要保持清潔，絕對不允許涂油，觸頭表面出現(xiàn)小珠，應(yīng)即時(shí)清除。滅弧室應(yīng)保持完好，如觸頭表面有炭化膜時(shí)，用0號紗布清除。若觸頭燒損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)即時(shí)更換。更換困難時(shí)，若接觸不良，可并聯(lián)使用；若“粘連”可串聯(lián)使用。特別是“粘連”故障，在漂浮物過多的洪水中，對測洪中的水文纜道，危害性很大。

災(zāi)后重建，智能纜道在雅安水文局使用很多。從目前使用中，確有智能效果，減輕了測驗(yàn)人員勞動強(qiáng)度，提高了資料質(zhì)量。由于使用時(shí)間短，目前只有丹巴水文站PLC中開關(guān)電源壞了，經(jīng)拆開檢查，很快找到故障原件，換上同型號故障排除。流沙河站控制系統(tǒng)如圖1所示，12V繼電器常出現(xiàn)接觸不良，開始采用直接換新的方法，后在原理圖上看到此繼電器只用了一組觸點(diǎn)，將另一組觸點(diǎn)并聯(lián)使用，徹底解決了因電流過大燒壞觸點(diǎn)根本性問題。由于流沙河站屬于卵石河床，智能纜道測流過程中，常遇到卵石頂住鉛魚尾葉，鉛魚“托板”“懸空”，智能系統(tǒng)檢測不到河底信息，繼續(xù)“下放”，稍有不意，纜道就會“拉垮”，特別是中高洪水尤其注意再注意，低水位時(shí)，大的卵石測驗(yàn)人員目測可避開。所以設(shè)備先進(jìn)，人的監(jiān)測是關(guān)鍵！

⑸纜道控制系統(tǒng)中的電動機(jī)也很關(guān)鍵，最常見的故障是，電機(jī)溫度偏高，分析與檢修1、定子繞組局部短路。應(yīng)找到短路點(diǎn)并予以解決，否則易燒壞繞組；2、繞組絕緣不良。應(yīng)進(jìn)行干澡處理；3、超載運(yùn)行。應(yīng)調(diào)整負(fù)載，加裝滑輪組或加裝平衡錘；4、環(huán)境溫度過高。應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)等措施來降低環(huán)境溫度；5、電機(jī)風(fēng)道堵塞。應(yīng)疏通風(fēng)道；6、電機(jī)端電壓過高。盡可能避開低谷期用電；7、制動失靈。對于電磁制動三相異步電動機(jī)，通電制動器工作，聲音很響亮的，如果聽不到清脆聲直接檢測勵(lì)磁電壓在170V上下5V內(nèi)，否則整流器損壞。換上同型號整流器即可排除故障。

圖1.　ELD智能纜道控制系統(tǒng)

圖2.　KC-1變頻纜道控制系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

[1]隋鐵成;水文纜道測深的不確定性[J];吉林水利;2003年10期

[2]張廣林;王恬;李鑫;李向鵬;;自動調(diào)節(jié)拉偏索長度的水文纜道簡要[J];河南水利;2005年04期

纜道控制系統(tǒng)常見故障有：供電異常、控制異常、運(yùn)行中損環(huán)、接觸不良等。本文介紹的常見故障是指：“硬故障”和“軟故障”兩種。如控制臺電源指示燈不亮，變頻器不供電，或供電正常，鉛魚不運(yùn)行等，纜道操作員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