開關直流接觸器選型不當引發(fā)誤原因分析

　　1　引言

　　直流接觸器是電力自動控制系統(tǒng)及電力拖動中應用最普遍的一種低壓電器，它作為開關的啟動元件和執(zhí)行元件，可以對電氣回路進行遠距離的起動、停止的控制。從結構上講，直流接觸器具有工作可靠性高，使用安全以及方便檢修維護等特點；從經(jīng)濟上講，價格低廉。但在檢修過程中，如果更換直流接觸器時選型不當，極有可能引起電氣回路的拒動或誤動，甚至引發(fā)大的電網(wǎng)事故，尤其是對擔負煤礦供電的變電站的安全運行將構成巨大的威脅。

　　2　事故舉例

　　我廠35kV 變電站擔負著對晉城無煙煤礦業(yè)集團公司老區(qū)3 個礦的供電任務。2002 年8 月，該變電站的一臺處于熱備狀態(tài)的少油開關發(fā)生了一次突然自行合閘的事故。運行人員通過控制開關遠方手動分閘。分閘后，此開關再次自行合閘，而且出現(xiàn)反復重復分閘合閘的情況。此臺開關所帶線路為空線路，對側無負荷，未造成事故。

　　3　原因分析

　　我廠的這臺開關是SN10—35 Ⅰ型，其保護裝置采用常規(guī)的電磁式繼電保護。

　　針對上述控制回路，首先對控制開關KK 和防跳中間繼電器TBJ 進行了檢查和試驗。檢查發(fā)現(xiàn)，合閘回路和分閘指示燈回路沒有問題。原因估計出在合閘接觸器HC 上。經(jīng)詢問，事故前，廠繼電保護人員曾因故障而更換了合閘接觸器，更換后的合閘接觸器型號為CZO—40/ 20 型直流接觸器。其額定參數(shù)為：額定電壓220V ，線圈匝數(shù)24000 匝，電阻2200Ω。更換后，對開關進行了多次合分閘的試驗，一切正常，開關能正常動作。原先的合閘接觸器型號為CZO—40/ C 型直流接觸器，其額定參數(shù)為：額定電壓220V ，線圈匝數(shù)4200 匝，電阻288Ω。因更換后的接觸器參數(shù)不同于原接觸器，因此懷疑動作電壓存在差異，對兩種接觸器的性能進行了試驗。結果為：CZO—40/ C 最小動作電壓為90V ，最小動作電流為0. 3A ， CZO —40/ 20 最小動作電壓為117V ，最小動作電流為0. 05A。無論何種接觸器，其動作原理都是相同的，都是通過套在磁軛或鐵芯上的線圈通過電流后產(chǎn)生磁勢，進而吸引活動銜鐵，直接或通過杠桿傳動使動、靜觸頭接觸，繼而通電，接觸器是否動作取決于電磁線圈產(chǎn)生磁勢的大小。

　　而電磁線圈產(chǎn)生的磁勢F 與電磁線圈的匝數(shù)N 和所通過的電流I 成正比， 其關系為： F = N I 根據(jù)上式，可計算出兩個直流接觸器的最小動作磁勢。對于CZO —40/ C： F = N I = 4200 ×0. 3 = 1260 (安匝) 對于CZO —40/ 20 ： F = N I = 24000 ×0. 05 = 1200 (安匝) 正常情況下合開關時，控制開關KK的5～8 接點閉合，在控制電壓為220V 時，兩個直流接觸器所產(chǎn)生的磁勢分別為：對于CZO —40/ C： F合= N I合= 4200 ×220/ 288 = 3208 安匝>1260 安匝，接觸器能可靠動作；對于CZO —40/ 20 F合= N I合= 42000 ×220/ 2200 = 2400 安匝>1200 安匝，接觸器也能可靠動作。在分閘指示燈回路中串有電阻R，阻值為2500Ω，通過指示燈回路，流經(jīng)接觸器線圈的激磁電流變小，直流接觸器線圈產(chǎn)生的磁勢也變小，在控制電壓為 220V 時，兩個直流接觸器產(chǎn)生的磁勢分別為：對于CZO —40/ C： F = N I = 4200 ×220/ (2500 + 288) = 331 安匝< 1260 安匝，接觸器不動作；

　　對于CZO —40/ 20 ： F = N I = 42000 ×220/ (2500 + 2200) = 1123 安匝< 1200 安匝，接觸器不動作�？梢钥闯觯�正常情況下合開關時，兩個直流接觸器所產(chǎn)生的磁勢遠大于各自的最小動作磁勢，都能可靠動作。而在分閘指示燈回路中，CZO —40/ C 直流接觸器產(chǎn)生的磁勢遠小于它的最小動作磁勢，接觸器不動作，但CZO —40/ 20 型接觸器所產(chǎn)生的磁勢已非常接近于最小動作磁勢，處于臨界狀態(tài)，如果控制回路電壓高于220V ，就有可能使CZO —40/ 20型接觸器誤動，從而引起開關誤合閘。經(jīng)過了解，開關誤合閘時，蓄電池所帶的控制回路上有調整電壓在工作，使得控制電壓達250V ，按250V 計算： CZO —40/ 20 的磁勢為： F = N I = 4200 ×250/(2500 + 2200) = 1276 (安匝) > 1200 (安匝) 接觸器動作。 CZO —40/ C 的磁勢為： F = N I = 4200 ×250/(2500 + 288) = 377 (安匝) < 1260 (安匝) 接觸器不動作。可以看出，當控制回路電壓在220～250V 之間波動時，CZO —40/ 20 型直流接觸器有時動作有時不動作，控制電壓在正常的220V 時，接觸器能正常分合，從而掩蓋了問題。

　　4　預防措施

　　無論更換的直流接觸器的電阻變大或變小都有可能埋下事故隱患，因此在檢修更換接觸器時，一定要謹慎行事，不能輕易變換型號。即使更換為原型號的設備，也必須做好相應的試驗。考慮到控制電壓