低压电器故障分析与维修技术

傅文灿

（南安市人民政府办公室，福建 南安 362300）

0 引 言

低压电器主要由触头构件、电磁系统和灭弧装置3部分组成，所以故障分析和维修工作需要从这3个方面展开。低压电器工作过程中很容易发生故障，而导致故障发生的因素很多，需要逐一分析。只有明确故障发生的原因，才能做到具体问题具体分析，选择恰当的解决方式做好维修工作，提高低压电器的维修技术水平，使低压电器处于正常的工作状态。

1 低压电器发展前景和主要构成

相关的统计资料显示，2013年我国电力工程投资达到7 611亿元，同比增长2.9%以上，电网投资总规模3 894亿元，新能源和可再生能源发电装机占比达30%以上。电能可以通过低压电器分配而快速利用，因此电力的新建设备和设备更新给低压电气设备提供了巨大的市场需求。在我国电力事业快速发展的背景下，电力投资规模不断提高，发电设备装机容量迅速上升，新能源的发展推动着低压电器行业的整体发展规模。目前，我国各行各业应用低压电气设备普遍，如工业、农业、国防、交通和用电部门。电器元件的质量会直接影响低压供电系统的可靠性。伴随着低压电气设备的快速发展，国民经济和现代工业发展需求不断增高，各种新工艺、新技术、新材料层出不穷，使低压电器向智能化、可靠性更高、模块化、组合化、通用化以及小型化方向发展。但是，我国目前低压电器生产设备普遍存在规模较小、创新动力不足的问题，尤其是很多产品主要集中在低端市场，产品同质化严重，竞争非常激烈。此外，许多国际领先企业进入中国后，各种高端的低压电气设备抢占了本土市场，使得我国低压电气设备生产制造受到了巨大冲击。

通常来说，低压电器包括感测部分和执行部分。感测部分能够感知并测量外界信号，做出规律判断。自控系统中检测部分主要由电磁机组成，受控电器的感测部分主要以手柄操作为主，而执行部分能够根据电路的指令自行切断或接通。低压电器分为配电电器和控制电器，是电气设备组成的重要元件。

2 低压电器的常见故障

2.1 低压电器触头构件的故障

首先，低压电器的触头构件会出现温度过高的问题。当触头构件有电流经过时，会产生一定的热量。触头产生的热量与接触电阻阻值呈正相关关系，需要合理控制触头温度，否则会出现熔融现象。日常生活中，长时间使用低压电器会导致弹簧变形而影响弹簧的弹性系数，损害触头构件的动静触头，使得触头构件的压力较低。触头构件压力不足会对接触电阻产生较大的影响[1]。其次，低压电器触头构件的动静触头很容易出现故障。在低压电器的具体工作中，动静触头之间会出现多次接触和摩擦，长此以往会造成一定的机械损伤。同时，触头构件通电时，也会对动静触头造成一定的电损伤。

2.2 低压电器电磁系统的故障

首先，低压电器电磁系统的衔铁会发生故障。低压电器在运行过程中常常会出现声音异常的现象，这是电磁系统出现故障导致的。电磁系统的衔铁和铁芯发生碰撞时，会使接触不充分，也会造成衔铁的扭曲。低压电器声音异常也有可能是线路短路导致的。此外，声音异常现象也有可能是低压电器自身的因素造成的。例如，低压电器电压较低、弹簧压力较大等，都是声音异常的主要影响因素。其次，低压电器电磁系统中的线圈是发生故障的主要部分。电磁系统电流的变动会增加线路的温度，而线路温度异常是故障发生的主要因素。第一，电磁系统的损伤会破坏线圈，使线圈短路或者接触地面，增加线路中的电流引发高温而发生故障。第二，固定线圈两端的电压值时，电阻越大，通过的电流越小，电阻阻值与衔铁、铁芯之间的距离成反比，所以必须确保衔铁与铁芯的契合。第三，如果线圈两端的电压较低，会降低衔铁的吸附能力导致线圈发生故障。第四，衔铁的吸附会产生电流冲击，所以必须控制操作的频率，避免线圈发生故障。

2.3 灭弧装置经常发生的故障

灭弧装置在低压电器中占据着重要作用，是低压电器的重要组成部分。灭弧装置能够为出头的正常运转提供有力保障[2]。然而，低压电器的灭弧装置非常容易发生故障。首先，灭弧装置的灭弧罩受自身因素的影响，在具体工作中会出现受潮现象。灭弧罩是由水泥板制成的，所以受潮现象比较严重。这时电弧高温会使灭弧罩表面的水分蒸发，很大程度上增加了灭弧罩的表面压力。其次，灭弧罩在分断较大故障的电流时，电弧高温会导致灭弧罩碳化。再次，灭弧罩会出现破裂现象，影响低压电器的正常运行。最后，灭弧罩的灭弧栅片很容易脱落，进而对低压电器的灭弧装置产生不良影响。

3 低压电器维修的技术要点

3.1 低压电器触头构件故障的维修技术

当触头构件温度较高时，需要检查低压电器是否出现机械性损伤和是否存在弹簧变形的现象。如果存在问题，需要调整和更换弹簧，保证触头构件具有良好的接触。此外，应该检查触头构件是否松动，如果出现松动必须进行固定。低压电器的触头构件还有可能出现氧化现象，这种现象主要出现在触头表层。氧化现象会导致动静触头无法正常接触，从而增加了接触电阻，使低压电器在运行过程中产生大量的热量。维修过程中，需要检查触头表层是否存在灰尘，必须使用汽油等处理灰尘。如果氧化膜较少，可利用小刀刮除。在低压电器运行过程中，电量过大也会造成触头的损伤，触头表层会出现烧毛现象，直接使接触面产生较大电阻而产生较高的温度。这时需要利用小刀处理触头表层，注意表层不能过于光滑，否则会影响接触电阻。如果处理面积较大，会影响触头的使用时间。在触头处理过程中，不能使用砂纸进行打磨，沙砾遗留在触头表面也会增加电阻，导致电流过大。低压电器动静触头的摩擦会气化或者蒸发一些金属，所以当触头被磨损一半后需要及时更换。有时触头短时间内的磨损比较严重，需要及时排查原因，避免造成更严重的磨损现象。在低压电器的触头构件工作过程中，可能会出现弹簧损伤线路电流过大的问题。如果触头表面的温度较高，会在很大程度上改变触头的接触面积，甚至会使动静触头熔融在一起。所以，针对这种现象必须快速做出反应，采取积极的方法处理。动静触头熔融在一起时必须更换新的触头。如果触头容量不足，需要更换大一级的触头。

3.2 低压电器电磁系统故障的维修技术

在衔铁出现故障时，会出现衔铁扭曲问题。这时检查衔铁上是否有杂质，并及时清理杂质。低压电器运行时如果衔铁的声音异常，则需要用铜板代替衔铁，注意铜板的使用必须检测合格。衔铁声音异常也有可能是线圈问题导致的，所以当电流通过线圈时，如果衔铁与铁芯没有接触，必须切断电源[3]。在具体的维修工作中，需要根据现场的实际情况进行灵活处理。低压电器工作过程中，线圈也会出现故障，这主要是短路导致的。因此，维修工作可以从两个方面展开。一方面，如果线圈线路全部损坏，需要重新缠绕线圈，注意不同低压电器的线径和匝数不同，必须参考相应的说明书。另一方面，如果外圈的部分电路损坏，只需要更换外圈的线路即可，不会对整体的线圈产生影响。

3.3 低压电器灭弧装置故障的维修技术手段

低压电器的灭弧装置表面出现磨损，需要及时更换新装置。需要重视灭弧装置表面的清理工作，如果低压电器中设置了灭弧罩，具体工作中必须装配相应的灭弧罩。如果灭弧罩处于潮湿的环境，则需要烘干后再使用。如果灭弧罩出现碳化现象，则需要刮除上面的污垢。线圈出现短路现象时，需要使用工具将短路处拨开。弧角有脱落现象时，必须对其进行重新安装，避免对低压电器的运行产生影响[4]。灭弧装置在低压电器中发挥着重要作用，直接影响低压电器的正常运行，所以必须重视灭弧装置的维修。在灭弧装置中最容易出现故障的是灭弧罩，必须定期检查灭弧罩。检查工作中，需要检查灭弧栅片是否完整，清除表面的污垢，保证灭弧罩的外壳完整。外壳有裂痕时，必须进行更换。为了避免发生短路现象，有灭弧罩的灭弧装置必须使用灭弧罩。

3.4 电磁系统故障检测

检测电磁系统故障时，动静铁芯的端面出现接触不良或者铁心歪斜的情况很容易造成系统噪声过大或者引发线圈过热等问题。当衔铁出现巨大噪声时，必须及时拆下线圈，检查动静铁芯的接触面。存在油污或者不平整时，应立即清洗或者锉平。动铁芯出现松动歪斜的情况，则必须紧固校正。在断路环检查时，出现断裂的情况必须及时更换，或者利用粗铜丝敲打截面，按原尺寸安装即可。在电磁线圈断电后，衔铁没有立即释放，很可能是运动部位被卡住，或者铁芯气息间距过大导致剩磁过大。弹簧在长时间运行出现疲劳变形导致弹力不够或者与铁芯接触面有大量油污时，也可能导致衔铁无法立即动作，必须及时拆卸，更换弹簧。线圈故障检查时，由于线圈的主要故障是通过的电流过大而造成线圈过热出现烧毁的情况，必须要检查线圈绝缘、电源电压、动静铁芯接触情况。线圈因为短路烧毁，可以从烧坏的线圈中检测导线，数量也可以通过铭牌或手册上检测线圈的路径参数，根据铁芯的结住面制作模进行分析。线圈短路匝数不多或者短路点与接线头连接紧密，其余部分完好，则必须立即切断电源，避免线圈被烧毁。此外，也可从铭牌或手册上查出线圈的线径和匝数。按铁芯中柱截面制作线模，线圈绕好后先放在105～110 ℃的烘箱中3 h，冷却至60～70 ℃浸1010沥青漆，也可以用其他绝缘漆。滴尽余漆后，在温度为110～120 ℃的烘箱中烘干，冷却至常温后即可使用。线圈在通电后没有发生震动，则必须判断线圈连接线是否脱落。利用万用表检查线圈，通电后出现振动噪声的情况，则必须判断活动部位是否被卡住或者铁芯之间是否有异物，发现问题必须立即处理。

4 结 论

电气运行过程中会涉及很多低压电器，而低压电器在工作中很容易发生故障，降低了电气运行效率，须提高对低压电器故障分析和维修工作的重视，定期进行检查。对于可能存在问题的低压电器，需要采取恰当的措施进行维修，降低故障发生的可能性，为电气运行提供保障。低压电器的检查维修过程中必须重视故障的发生原因分析，只有确定故障的影响因素，才能采取合理的方法给予解决，从而很好地预防故障的发生。