煤矿低压馈电开关故障探析

刘朝东

（河南省义马煤炭高级技工学校，河南 义马472300）

1 概述

矿用隔爆型真空馈电开关适用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，在交流50Hz，电压3300V、1140V和660V中性点不接地供电系统中，作为配电系统的总开关或分开关使用，也可用于大容量电动机不频繁起动的控制。当供电线路中出现过载、短路、漏电和欠压故障时，馈电开关能自动切断电源。可广泛应用于煤矿井下带式传输机、采煤机、刮板运输机、主扇、局扇、水泵、斜井绞车等设备的控制。

馈电开关是煤矿井下低压电网中的关键设备，其正常运行与否直接关系煤矿生产的安全性和连续性。快速准确的进行故障分析和处理，对保证机电设备的正常运行有着非常重要的意义。

现就馈电开关的常见故障及通过理论分析难以查找的故障进行探讨。

2 故障分析的一般原则

2.1 熟悉馈电开关的工作原理，尤其是控制电路

目前国内生产开关的厂家很多，但其基本原理大同小异，分析时首先应掌握其共性。而其共性最主要体现在几个线圈在开关所处不同状态是否带电。

合闸时：欠压线圈得电，分励（脱扣）线圈断电。

分闸时：按下分闸按钮，欠压线圈断电，分励（脱扣）线圈得电，欠压线圈、分励（脱扣）线圈同时作用，使断路器分闸。

合闸线圈仅在合闸时有电，合闸后断电，合闸后为机械保持。

分析原理时应根据以上各线圈在不同情况下所处状态为主线进行分析。

2.2 掌握馈电开关控制电路的特点

电路接通后：（1）保护器有电，进行绝缘监视；（2）绝缘若正常，保护器保护接点闭合，为合闸做准备（同时失压线圈有电，为合闸做准备，分励线圈无电）；（3）合闸后，合闸线圈有电，线路接通。合闸后，合闸线圈断电，机械保持；（4）当发生故障时或按下停止按钮，分励线圈有电，失压线圈无电，带动断路器跳闸。

3 馈电开关常见故障及处理

下面以KBZ系列馈电开关为例对其故障进行分析。

3.1 开关合闸后不动作

可能原因：（1）控制电路无电压（如按钮接点、接触器接点、熔断器熔断及变压器损坏等）；（2）控制电路接线不正确；（3）插头接线不正确；（4）线圈烧坏或断线；（5）整流桥击穿。

处理方法：（1）用万用表检查控制回路电源电压是否符合要求；（2）用万用表检查直流电源模块输出电压极性是否正确，调整接线；（3）用万用表欧姆挡检查线圈通断情况，根据检查结果确定是否更换线圈；（4）用万用表检查整流桥情况，判断整流桥是否击穿。

3.2 合闸动作但机械保持钩扣不住

可能原因：（1）控制电源电压过低；（2）合闸部分机构卡死；（3）真空开关管损坏；（4）保持钩不到位；（5）保持钩扣不住或无压释放线圈不吸合。

处理方法：（1）用万用表测量电源电压是否在额定控制电源电压的85%以上，否则调整控制电源电压；（2）检查电磁铁，衔铁吸合是否到位，否则调整电磁铁；（3）检查真空开关管有无裂纹、破损，有无负压。触头分闸转轴转动角度过小，则调整拉簧拉力；（4）保持钩拉簧力小，分闸转轴转动角度过小，转轴上恢复拉簧力过大，则调整拉簧或更换；（5）分闸转轴转动角度太小，转轴上恢复拉簧力小或欠压线圈烧坏，则调整拉簧或更换线圈。

3.3 不分闸

可能原因：（1）失压脱扣器不脱扣；（2）分励脱扣器不脱扣；（3）手动分闸不脱扣或机械机构卡死。

处理方法：重新调整断路器机械系统或润滑机构。

3.4 上电后系统没有反应

可能原因：（1）电源未接通；（2）CPU损坏。

处理方法：（1）检查电源；（2）更换CPU。

3.5 和上位机通讯失败，通讯指示灯不亮

可能原因：（1）地址设置不正确；（2）跳线设置不正确；（3）电缆接头或电缆故障。

处理方法：（1）检查上下位机的地址是否一致；（2）设置完地址后一定要给系统重新复位；（3）检查跳线设置和电缆连接是否正确。

3.6 运行状态显示不正确

可能原因：断路器的常开辅助触点设置有问题

处理方法：查看辅助触点的接触是否良好，正确设置触点状态。

3.7 字迹显示混乱

可能原因：（1）液晶损坏；（2）信号电缆连接不好。

处理方法：（1）检查液晶显示器是否损坏；（2）检查信号电缆的连接 按（“确认”＋“下行”）键复位。

4 理论分析不易查找的故障

4.1 越级跳闸故障

（1）漏电引起的越级跳闸。

1台变压器所接线路中是否有2台馈电开关设置成总开关。合闸后，前级跳闸。在同一供电系统中不能有2台或2台以上的开关设定在总开关（主馈电）状态，地面试验时建议关闭配电室的检漏继电器；否则开关工作不正常。

例如：图1中若KBSG－500／6为移动变电站，则630 A馈电就不能设为总开关，因为移动变电站低压侧开关相当于线路总开关。

图1

（2）同一线路（2台以上分馈电）为不同厂家产品造成灵敏性的差别引起越级跳闸。

图1中控制刮板机及皮带机的2台400A馈电开关为不同厂家生产，分馈电漏电动作带延时（瞬动、30ms、50 ms三档可调）。因延时时间为毫秒级，故国内产品一般还无法做到每次准确选择性跳闸。

（3）分支馈电选漏保护不起作用引起的越级跳闸。

（4）因高次谐波引发保护装置的信号紊乱（此项也可引起其他故障显示）。

4.2 阻容吸收装置损坏引起故障现象

（1）漏电保护 ：因过电压引起绝缘损坏。

（2）三相不平衡：因一相阻容吸收装置损坏。

（3）短路：因绝缘损坏而引起短路。

（4）在软启动器中阻容吸收装置损坏引会击穿可控硅。

5 关于选择性漏电保护的说明

矿用真空馈电开关的参数U0、I0可在“工厂菜单／出厂参数”中设置，分别对应零序电压门槛和零序电流门槛值。

加入这2个参数的目的是为了保证“选择性漏电保护”可靠动作和扩展应用范围。

只有在检测到相应的“选择性漏电保护”动作条件满足后，且故障发生时的零序电流和零序电压分别超过设定好的门槛值，才会导致“选择性漏电保护”发生。

出厂默认的U0、I0值如下：

mA 10 15 8电压等级／V 2 4 5出厂设置I0的值／V 380 660 1140出厂设置U0的值／

通常情况下，默认设置不需修改。

若遇到“选择性漏电保护”动作不正常，且检查外部选漏连接线路（如零序互感器、零序电压变压器及方向、漏电试验电阻等）都没有问题的情况下，可适当调节U0（零序电压）、I0（零序电流）的值来满足动作要求。

调节原则为：

若选漏动作电阻值偏大，I0、U0门槛值均应提高；反之，可以稍降低；而且，调整时应以调节I0门槛值为主。

当用户使用环境潮湿、电缆长度偏长，即电网电容偏大的情况下，应降低U0门槛值，可以稍提高I0门槛值；反之，应提高U0门槛值，可以稍降低I0门槛值。

若在大电机起动时，保护器受干扰易误动，应稍提高U0门槛值，而I0基本不变。

总之，提高U0、I0门槛值，使本支路保护器更难动作；降低U0、I0门槛值，使本支路保护器更易动作。

依据上述原则，合理调节U0、I0门槛值已经能够有效防止电机启动时选漏误动作情况。

此外，矿用真空馈电开关的其它故障还很多，只有在生产实际中不断摸索，不断总结，才能准确的排除故障，为煤矿安全生产保驾护航。

〔1〕张宏干，裴立瑞.采掘电钳工〔M〕.北京：煤炭工业出版社，2010.