低压开关常见故障及排除方法

0 引言

开关电器的种类很多， 有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器等， 其故障形式是多种多样的。我们分析最常见的故障和查找方法。

1 触头过热

触头发热主要是因电流流过触头， 在触头间有功率损耗（如接触电阻损耗、电弧能量损耗）所致。触头一般发热是正常的， 严重发热（过热）则是一种故障。

触头过热故障的主要原因应从以下几方面查找。

1. 1 触头接触压力降低

在使用过程中， 触头的弹簧因受到机械损伤而变形； 或者在电弧作用下， 高温使弹簧退火； 动触头压力降低； 或者触头本身变形， 例如刀开关中静触头的两瓣向外张开， 使触头接触压力降低。

1. 2 触头表面氧化或有杂质

许多金属氧化物是不良导体， 会使触头接触电阻增大， 造成触头过热。运行时触头温度越高， 氧化越严重； 接触电阻越大， 温度升高越快。对于氧化严重的触头， 可用00 号金刚石砂纸轻轻打磨。不少触头在其接触面上镶有银块， 而银的氧化物是良导体， 可以不作处理。触头表面的尘埃、污垢一旦形成绝缘薄膜， 就会使接触电阻大大增加， 应定期清除。

1. 3 触头磨损量过多

长期使用的开关， 触头磨损超过一定量后， 压力减少， 也会使触头过热， 这时应对触头行程作适当的调整。

2 灭弧系统故障

灭弧装置是开关的重要组成部分， 尤其是对断路器、熔断器显得更加重要。

如果开关不能正常灭弧， 将导致开关损坏， 进而使电气装置发生更大的故障。灭弧系统故障的主要原因如下所述。

2. 1 灭弧罩受潮

灭弧罩通常由石棉水泥板或纤维板制成， 容易受潮。受潮以后， 绝缘降低， 电弧不能被拉长。同时， 电弧燃烧时， 在电弧高温作用下使灭弧罩内水分汽化，造成灭弧罩上部空间压力增大， 阻止了电弧进入灭弧罩， 延长灭弧时间。这种故障比较容易判断。正常时， 电弧喷出灭弧罩的范围很小， 还会听到清脆的声音。如果电弧喷射范围很大， 并且听到软弱无

力的“卜卜”声， 以及触头烧毛严重、有灭弧罩烧焦等现象，就说明灭弧罩已经受潮。这时只要将灭弧罩烘干即可。

2. 2 灭弧罩炭化

灭弧罩在高温情况下， 其表面被烧焦， 形成一种炭质的导电桥， 对灭弧很不利， 应及时处理。处理的方法可用细锉轻轻地将其锉掉， 但不能增加粗糙度，因为毛糙的表面会增大电弧的阻力。

2. 3 磁吹线圈短路

为了将电弧引入灭弧罩中， 一些开关常用磁吹线圈。这种线圈一般采用空气绝缘， 不另外增加绝缘材料。如果线圈受到碰撞变形， 导电灰尘积聚太多， 就会出现线圈线路或匝间短路， 使线圈不能工作， 降低了开关的灭弧性能。

2. 4 灭弧栅片损坏

金属灭弧栅片损坏脱落、锈蚀， 使电弧不能顺利拉入栅片中， 影响灭弧效果， 因此， 应该及时修补。灭弧栅片外表看似铜质， 其实绝大部分是钢质的， 仅在表面镀了一层铜。损坏的栅片可用普通白铁片代替。

2. 5 灭弧触头的故障

灭弧触头起招引电弧的作用， 是保护主触头的。

它的基本工作程序是： 先于工作触头闭合， 后于工作触头打开。如果磨损严重或装配不合理， 将失去其作用， 因此， 应定期检查调整。

2. 6 绝缘油质量下降

开关中的绝缘油往往兼有灭弧、冷却及绝缘作用。绝缘油质量下降（主要是水分、杂质增加） , 绝缘性能下降， 对于灭弧极不利， 甚至可能引发爆炸、向外喷油等类严重事故。因此， 应定期检查， 进行过滤或更换。

3 吸引电磁铁故障

吸引电磁铁是许多自动开关（如接触器、断路器）操动装置的主要组成部分之一， 它起到使开关自动接通或断开的作用。在交流电路里， 铁芯中的磁通是交变的， 吸力也是交变的， 这将使衔铁产生振动， 开关工作不可靠。为了克服这一缺点， 在铁芯端面装有一短路环， 由于短路环中感应电流产生的感应磁铁与铁芯中的主磁铁相位有差别。这样， 合成磁通任何时候都不等于零， 衔铁就不振动了。

电磁铁常见故障及原因如下。

3. 1 噪声很大

正常运行的电磁铁只发出均匀、调和、轻微的工作声音， 如果噪声很大， 说明有故障， 其原因如下：

铁芯与衔铁端面接触不良。由于端面磨损、锈蚀， 或者存在灰尘、油垢等杂质， 端面间空气隙加大，电磁铁的励磁电流增加， 振动剧烈， 使噪声加大。

铁芯与衔铁端面是经过精加工的， 一般不能使用锉刀、砂布等工具磨平， 只要用汽油、煤油清洗即可。

如果使用锉刀、砂布修理， 可按下列方法进行： 首先在端面上衬一层复写纸， 衔铁吸合后， 端面凸出部分在复写纸上印有斑点， 然后轻轻将斑点锉去， 重复几次后， 即可将端面整平。

短路环损坏。短路环是专为防止振动而设置的，短路环断裂或者脱落。将使铁芯因振动而发出噪声。

一经查出， 只要用铜质材料加工一个换上即可。

电压太低。加在线圈上的电压太低， 一般低于额定电压的85%, 就使得吸力不足， 励磁电流增加， 噪声也增大。

运动部分卡阻。衔铁带动开关的运动部分存在卡阻时， 反作用力加大， 衔铁不能正常吸合， 产生振动与噪声。因此， 应经常在运动摩擦部位加注几滴轻油， 如机油、变压器油等。

3. 2 线圈过热甚至烧毁

线圈过热的原因是由于线圈中流过的电流， 较长时间超过额定值， 而线圈中电流的大小与加在线圈两端的电压有关， 与衔铁带动的负载有关， 而主要是与磁路所需要的线圈励磁电流有关。衔铁打开时， 空气距离大， 磁路磁阻大， 产生相同磁通所需要的线圈励磁电流大； 衔铁闭合后， 磁路磁阻小， 励磁电流小得多。据计算， 衔铁启动时的励磁电流比闭合时要大几十倍。线圈长时间过热是线圈烧毁的主要原因。大致原因有以下几个方面。 开关操作频繁， 需要频繁启动， 线圈中频繁地受到大电流的冲击。

衔铁与铁芯端面接触不紧密， 大的空气气隙使线圈中的电流较额定值大得多。

衔铁安装不好， 铁芯端面与衔铁端面没有对齐，使磁路磁阻增大， 线圈中电流增加。

传动部分出现卡阻电磁铁过负荷， 不能很好地吸合。

线圈电压过低， 带动同样负载， 线圈中的电流必然增加。

线圈端电压过高， 铁芯磁通饱和， 同样引起铁芯过热。

线圈绝缘受潮， 存在匝间短路， 也会使线圈中的电流增加。

4 熔断器的故障

熔断器是电路中最简单的一种保护电器， 它串接在电路中使用， 可以用来保护电气装置， 防止过载电流和短路电流的损害， 其结构由熔体、连接熔体的触头和外壳等组成。有些熔断器还有简单的灭弧装置，用以提高熔断器的灭弧能力。由于熔断器结构及维护简单， 体积小， 在低压配电装置中被广泛应用， 在3~ 35 kV 的高压电网中， 也被广泛用来保护电压互感器和小容量电气设备。

熔体一般制成三种形状， 即丝状、片状和笼状。

铅锡熔体一般做成丝状； 锌锡熔体一般做成片状； 银熔体做成丝状或片状； 铜熔体可做成丝状、片状和笼状。

当电路中的电流， 即两个熔断器熔丝的电流达到一定值时， 熔丝将熔断。熔断器的故障主要表现于熔丝经常非正常烧断、熔断器的连接螺丝钉烧毁、熔断器使用寿命降低。查找熔断器的故障应考虑以下情况。

4. 1 熔丝选择是否合理

熔断器的熔丝应根据负载大小和负载的性质选择。

（ 1）电热照明类负载， 按照负载的额定电流选择，即熔丝的额定电流大于等于负载的额定电流。

（ 2）为异步电动机类选负载选择熔丝时， 应考虑其额定电流， 要比电动机的额定电流大一些。

（ 3）多台电动机总熔丝的额定电流应考虑容量最大的一台电动机额定电流的2~ 3倍与其他各台电动机的额定电流之和。

（ 4）变压器高压侧跌落熔丝额定电流的选择应考虑变压器合闸时的励磁电流， 一般为额定电流的2~ 3倍。熔丝规格偏小， 势必使熔丝非正常熔断。例如，容量为3 kW 的三相电热器和三相电动机， 如果熔丝规格一致， 对电热器可能是合适的， 而电动机启动时，熔丝就会非正常熔断。

（ 5）配电变压器的高低压侧熔体额定电流的选择对于容量在100 kVA 及以下的配电变压器， 其高压侧熔体额定电流应按照变压器高压侧额定电流的2~ 3倍选取。

对于容量在100 kVA 及以上的配电变压器， 其高压侧熔体额定电流应按照变压器高压侧额定电流的1. 5~ 2倍选取。

低压熔断器额定电流可按变压器低压侧额定电流的1. 5倍选取。

（ 6）熔断器的额定电流应大于或者等于熔丝的额定电流。常常有这种情况， 熔丝是合适的， 但熔断器的熔盒偏小。这样， 熔断器的散热条件差， 也容易使熔丝非正常熔断。

4. 2 熔丝安装不合理

熔丝端头绕向应正确， 如果重叠或绕反， 将使熔丝与熔断器端子接触不良或接头发热， 使熔断器非正常熔断。

安装时， 熔丝拉得太紧使熔丝截面积减小， 或者熔丝过于弯曲使熔丝的发热量增加， 均会使熔丝非正常熔断。

一根熔丝不够， 需用多根熔丝时， 一般不能将其绞扭成一股使用， 因为这样会降低熔丝的总容量， 也可能造成非正常熔断。

固定熔丝的螺钉必须加平垫片， 有的还需要加弹簧垫片， 否则也容易造成熔丝非正常熔断。

装有石英砂的熔断器， 更换熔丝时， 需要换全部石英砂。新的石英砂必须干燥， 纯度不应低于95% 。

否则， 也将因熔断器灭弧能力降低而使熔丝非正常熔断。

4. 3 熔断器在使用中应注意的事项

应正确选择熔体， 保证其工作的选择性。

熔断器内所装熔体的额定电流只能小于或者等于熔断器的额定电流。

熔体熔断后， 应更换相同尺寸和材料的熔体， 不能随意加粗或减小， 更不能用不易熔断的其他金属丝去更换， 以免造成事故。

安装熔体时， 不应碰伤熔体本身。否则可能在正常工作电流通过时烧断， 造成不必要的停电。

熔断器的熔体两端应接触良好。

更换熔体时， 要切断电源， 不能在带电情况下拔出熔断器， 更换时， 工作人员要戴绝缘手套， 穿绝缘靴。