380 V交流接觸器不能復歸的實例分析

林西國，楊倩

(華電國際鄒縣發電廠，山東 鄒城 273522)

1 故障現象

2009年某電廠對空壓機油泵控制回路進行改造：一是敷設長達400 m的4×2.5 mm2的控制電纜，在控制回路中增加了空壓機高壓斷路器跳閘聯鎖回路;二是取消了控制變壓器，將控制電源由控制變壓器供電改為直接從主回路供電，控制電壓由220 V改為380 V。在高壓斷路器聯鎖回路接點斷開時，380 V接觸器KM線圈上的電壓達420 V,遠大于接觸器KM的返回電壓190 V，接觸器不能復歸。

2 常見交流接觸器不能順利復歸的原因

接觸器不能正常復歸，主要表現在延時復歸和不復歸2個方面。

交流接觸器延時復歸的主要原因為：彈簧壓力過??；觸頭熔焊；機械可動部分卡住或傾斜；啟用的接觸器鐵芯表面防銹油脂較多或使用一段時間后有油污，造成灰塵黏著；E形鐵芯壽命終了時，磁系統中柱鐵芯無氣隙，剩磁過大，使鐵芯不能釋放。

交流接觸器不能復歸的主要原因為：回路錯誤或寄生，接觸器線圈電壓保持在額定電壓；控制電纜過長，回路電容大，與接觸器參數配合不當，接觸器的線圈分壓大于其返回電壓。

3 檢查和處理過程

空壓機的啟停方式有3種：方式1是空壓機控制系統通過DCSH接點遠方啟動；方式2是在就地控制箱處通過合閘按鈕HA及跳閘按鈕TA進行就地啟停；方式3是整個控制回路受空壓機高壓斷路器DL聯鎖，即斷路器合閘后，油泵停運。改造后的控制回路如圖1所示。

圖1 油泵控制回路

調試過程中發現：高壓斷路器DL在停運位置，啟停方式1及方式2工作正常；油泵正常運行后，利用高壓斷路器DL聯鎖其油泵跳閘回路異常，出現不能停運的現象。

對交流控制回路各點電壓進行檢查后發現: A1對地電壓UA1、C1對地電壓UC1均為220 V,電壓正常；而A2對地電壓UA2高達520 V,A1，A2之間即DL接點兩端的電壓UA1-A2高達610 V，遠遠超過380 V控制電壓；A3和A5間的電壓即接觸器KM上的電壓達420 V,遠大于接觸器KM的返回電壓190 V，接觸器不返回。

為徹底排查，先后進行了以下工作：(1)在斷路器接點上并聯1副相同的DL常閉接點；(2) 對長電纜屏蔽線單端接地、兩端接地、不接地3種狀態進行分析。排查結果見表1。

表1 不同處理方案對UA2的影響

由表1可知：電纜屏蔽是否接地對回路的影響極??；而并聯接點對回路的電壓影響較大，UA2由520 V升為680 V。由此可知，電纜對回路的影響是主要原因。

4 原因分析及處理

(1)電纜芯線間容抗。聯鎖接點斷路器DL通過電纜連接至就地控制箱，電纜規格為4×2.5 mm2,電纜耐壓1 000 V，長400 m，電纜分布電容較大。電纜的線間電容約為0.3 μF/km，DL接點之間的容抗為-j26.5 kΩ。

(2)接觸器的阻抗。目前使用的接觸器線徑變細、體積大大減小，為滿足節能要求并產生足夠大的電磁力，線圈匝數增多，線圈阻抗較原來有較大變化。經實測，目前使用的CJX8-9型380 V交流接觸器KM的返回電壓為190 V，線圈直流電阻為1.625 kΩ；受鐵芯氣隙的影響，接觸器不吸合時感抗為j2.8 kΩ，吸合時感抗為j28.0 kΩ。

(3)油泵開啟后，如高壓斷路器合閘，其常閉接點DL打開，聯鎖油泵電機停運，聯鎖接點間的電容和交流接觸器的阻抗形成串聯回路。電纜間分布電容容抗與線圈的電感線圈感抗相互抵消，整個電路呈諧振狀態，內部出現過電壓，如A1，A2之間即DL接點兩端的電壓UA1-A2高達610 V；回路電流增大，接觸器線圈上的分壓明顯增大，大于其返回電壓190 V，接觸器不能復歸?？刂苹芈泛唸D如圖2所示。

圖2 控制回路簡圖

由以上分析可知，接觸器不能復歸主要是受電纜分布電容的影響。經計算，在380 V控制回路中，保證該型接觸器能夠順利返回的電纜長度約100 m，而現場通過縮短電纜消除諧振的方法不可行，可以通過改變回路參數降低接觸器線圈電壓。取2個可行的方案，即降低接觸器阻抗和并聯1 個接觸器。

方案1：將接觸器更換為其他型號阻抗小的接觸器，但需要重新測定新型號接觸器的阻抗、返回電壓，安裝尺寸及接點形式也需要認真考慮，相對較為復雜。

方案2：在該接觸器上并聯另一接觸器，回路中的功耗略有增大，但使其阻抗大幅降低，約為原來交流阻抗的50%。

為使接觸器盡快投入工作，現場采用了方案2?，F場在原接觸器上并聯了一個同型號接觸器，油泵電機在各種方式下均啟停正常，再沒有出現接觸器不返回的現象，問題得到妥善解決。

5 注意事項

380 V交流控制回路中，由于電纜電容容抗和接觸器的感抗在回路中串聯，一旦電纜過長，回路容易出現諧振狀態，導致回路內部過電壓，接觸器不能正常復歸，嚴重時會導致電纜絕緣擊穿、接觸器燒毀，因此現場應用時，應當注意以下幾點：

(1)盡量避免使用長電纜,電纜長度限制在50 m以內；

(2)控制電纜額定電壓，盡量選擇耐壓1 000 V的電纜；

(3)回路設計時，盡量采用較低的控制電壓(如220 V，110 V交流電壓)或采用隔離變壓器降壓，避免采用380 V交流電壓。