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低压电器的故障分析和解决办法
作者：车壮
来源：《中国新技术新产品》2015年第24期
摘 要：电气控制中各种低压电器经长期使用或使用不当，或动作过于频繁，或日常维护不当以及自然磨损等，都会在运行中产生故障而影响正常工作，因此，必须及时做好检查和维修工作。有触点动作的低压电器一般主要包括触头系统、电磁系统、灭孤装置三部分，因此，在检查和维修工作中主要分析低压电器的触头系统、电磁系统以及灭弧装置的常见故障及其解决办法。
关键词：触头；线圈；衔铁；灭弧罩 中图分类号：TM52 文献标识码：A 一、触头系统的故障和维修
继电器、接触器、主令电器等低压电气设备的主要部件是触头系统，它负责接通和断开线路电流的功能，是容易损坏的部分，触头系统的常见故障一般有：触头过热、触头磨损和熔焊等。
（一）触头过热
触头通过电流时会发热，而发热的程度与触头的接触电阻有直接关系，接触电阻越大，发热程度越高，甚至将动、静触头熔焊（温度上升超过了许可值时）在一起。触头的结构形式如图1所示。造成触头过热的原因有以下几个方面。
1 动、静触头压力不足。电器使用时间长，或受到机械损伤等原因而使弹簧变形、变软而弹性减小造成压力不足；还有因动、静触头磨损变薄，导致触头的压力减小。这两种情况都会造成触头间接触电阻增大，引起触头发热。处理方法：重新调整或更换弹簧，检查触头有无松动，如有应加以紧固，防止触头跳动；检查有无机械损伤导致的弹簧变形而造成触头压力减小，如有应调整弹簧压力，使触头接触良好。触头压力测量方法：（1）触头初压力的测量。在动触点和支架之间放置一张厚度约0.1mm，宽度比触头略宽些的纸条。纸条在弹簧作用下被压紧，此时用手拉纸条。当纸条可拉出而且有拉力感时，可认为初压力比较合适；（2）触头终压力的测量。将纸条夹在动、静触头之间，当电器通电动静触头吸合后，纸条能拉出且有拉力感时可认为终压力比较合适。对于100A以上大容量的电器，可以用同样方法进行测试，纸条拉出时如果有撕裂现象可认为初、终压力比较合适。如经过调整弹簧而触头压力值仍不能恢复时，则弹簧或触头必须更换。
2 动、静触头表面接触不良。触头表面氧化会使触头接触电阻增加，导致触头过热。解决方法：检查触头表面氧化情况和有无污垢。如有积垢，清除触头表面的积垢（灰尘或油污），
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如有氧化层，用小刀刮去表面氧化层（注意：银触头表面的氧化层对接触效果影响不大，不必刮去）。
3 触头被电弧灼伤或表面烧毛。触头被电弧灼伤或表面烧毛也会引起接触电阻增加，使触头过热。解决方法是：用小锉或小刀修整触头表面，不必将触头表面修整得过分光滑。因为触头表面过分光滑会使接触面减小，接触电阻反而增大；同时触头锉削过多，影响了其使用寿命。同时，也不允许用砂纸或砂布修磨，因为砂纸或砂布修磨触头时会使砂粒嵌在触头表面，触头的接触电阻反而增加，造成触头过热。另外，由于用电设备及线路产生过电流的故障，也会使触头过热，这种原因引起的故障，必须从线路和用电设备中找出原因，排除故障。 （二）动、静触头磨损
触头的磨损有两种情况，一种是机械磨损，即由于动、静触头频繁的闭合产生的撞击和触头接触面的相对滑动磨擦所造成；另一种是电磨损，即由于动、静触头间电弧或电火花的高温导致触头金属气化和蒸发所造成。触头在长期使用过程中，其厚度越用越薄，如果触头磨损到只剩下原厚度的1/2～2/3 时，必须更换触头。若触头磨损过快，应查明原因，排除故障。 （三）动、静触头熔焊
动、静触头表面融化后焊接在一起而无法自行断开的现象即触头熔焊。当动、静触头闭合时，由于撞击和振动，在动、静触头的小间隙中可产生温度大约3000℃～6000℃的短电弧。从而导致触头表面被灼伤以致熔化，使动、静触头焊接在一起。这种故障应及时排除，否则会造成事故。触头熔焊的原因大都是触头弹簧损坏，触头的初压力太小（这就需要调整触头压力或更换弹簧），或触头容量太小，或因线路发生过载。当电流大于触头额定电流10倍以上时，触头将会熔焊。触头熔焊后，必须更换触头。触头熔焊若因触头容量太小而造成，更换时触头容量必须选大一级及以上。 二、 电磁机构的故障及维修
电磁机构一般由铁芯、衔铁和线圈等组成，其结构形式如图2所示。它的故障一般如图2所示。
（一）衔铁噪声大
低压电器在工作时其电磁机构发出轻微的嗡嗡声是正常的。若声音过大或者声音异常，说明电磁机构发生了故障。衔铁的剧烈振动将导致衔铁和铁芯加速损坏，同时还会使线圈过热，甚至烧毁线圈。衔铁噪声大的原因一般有以下几个方面。
1 衔铁与铁芯的接触面不良或衔铁歪斜。铁芯和衔铁经过多次碰撞后，其接触面就会磨损和变形；另外当接触面有尘垢、油污、锈蚀时，接触面也会接触不良，吸合时会产生较大的振动并发出噪声。解决方法：铁芯和衔铁接触面若有油污等杂质，要进行清洗。若铁芯和衔铁端
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面磨损或变形，必须先确定铁芯和衔铁端面的接触情况。检查方法：在两个端面间放一张软纸板，然后给线圈加上额定电压，衔铁吸合后，在软纸板上将会印下痕迹，可以据此判断其端面的接触情况。若接触面紧贴的面积占80%以上，可继续使用，否则必须进行修整。一般可用平细挫打磨修整端面，直到铁芯和衔铁接触面符合要求。如果动铁心歪斜或松动，应加以校正或紧固。
2 短路环损坏。当低压电器使用很长时间以后，铁芯和衔铁经过多次碰撞，在铁芯端面内的短路环容易断裂。铁芯和短路环结构如图3所示。短路环损坏后，铁芯在交变电流的作用下会产生强烈的振动同时发出较大的噪声。短路环损坏后，应按照其原来的尺寸用铜板或粗铜丝做成方截面换上。然后，给线圈加上额定电压进行试验，合格后方可使用。
3 机械方面原因。如果电磁系统的活动部分运动受到卡阻或者触头系统的弹簧压力过大，都会使衔铁不能完全吸合，都会产生强烈的振动和噪声。另外，如果电压太低，也会使衔铁噪声大，甚至使线圈过热或烧毁。 （二）衔铁吸不上
当线圈通电后，衔铁和铁芯没有吸合，必须立刻断开电源，以免线圈烧坏。衔铁不吸合的原因可能是线圈引出线的连接处脱落，或线圈内部断线，或电磁系统的活动部分卡阻，或电压太低。如果衔铁没有振动和噪音，大多是前二种原因；如果衔铁有强烈振动和噪声，则多数是后二种原因。要根据实际情况，及时处理。 （三）线圈的故障和维修
1 线圈故障。线圈的主要故障是所通过的电流过大以致线圈过热甚至烧毁。其原因有以下几个方面：（1）线圈匝间短路。线圈受到机械损伤或者绝缘损坏，会造成线圈匝间短路或碰地，在线圈中会产生很大的短路电流，温度会急剧上升，并将热量传递到邻近线匝，使故障扩大，从而导致整个线圈烧毁。（2）衔铁和铁芯间闭合时有间隙。当线圈电压为一定值时，线圈的阻抗越大，通过电流越小；阻抗越小，通过电流越大。而阻抗的大小是受磁路空气间隙大小影响的，空气间隙越大，线圈阻抗越小，通过电流越大。如果衔铁与铁芯不能完全吸合，线圈电流将增大，导致线圈过热甚至烧毁。（3）电源电压低。电压低也会引起衔铁吸合不紧密而产生振动，严重时衔铁因吸力不足不能吸合，将造成线圈过热而烧毁。（4）操作频率太高。因衔铁每吸合一次，线圈就要受到一次大电流的冲击，如果超过额定操作频率，线圈就会在连续承受大电流的冲击下造成线圈过热。
2 线圈修理。如果因短路线圈烧毁，必须重新绕制。不同电器线圈的线径、匝数在电工手册中可以查到。如果在接近线圈端头处短路且匝数不多，而其余部分完好，则拆去已损坏的这几圈即可，该线圈可以继续使用，不会影响线圈的使用。 （四）灭弧装置的检修