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真空开关在煤矿中的应用与维修 1真空开关的工作原理 1．1真空的绝缘特性 实验表明．真空间隙击穿电压在初期随真空度的提高而增大．当真空度达到1O一1O托时，击穿电压即保持不变，这就是真空管真空度不能低于1O一1O托的原因。 1．2真空电孤的特点 电弧特性主要决定于金属蒸气的性质。但大小不同的电流．其电弧的特点也不相同。电流在数千安以下的叫小电流真空电弧。目前矿井使用的真空开关一般都在数千安以下。故截流现象是普遍存在的。所谓截流现象就是小电流的真空电弧，当电流小到一定值时，由于弧柱扩散速度过快，使阴极班点附近的蒸气压降和温度骤降，电弧难以维持而突然熄灭的现象。 2 真空开关设备结构形式 2 1真空断路器的触头 (1)材质方面：用作触头的金属材料可分为两类：一类是耐弧，难熔的纯金属，如钨、钼等．另一类是由铜、钮为主体的合金材料，目前常用的无氧铜就是这类合金。（2）结构方面：保持真空度的主要元件是波纹管。但真空管的体积尽可能小也是关键．为了减少体积，管内只安装了动、静触头而不设其它灭弧设施，提高灭弧能力仅通过对动、静触头的形状设计来实现。常见的外螺旋槽触头就是一种典型的形式。 2．2电路特点 (1)设置过电压吸收电路：由于截流现象产生操作过电压；在高压开关中f6kv1加装一组压敏电阻。在低压真空开关中加装一组阻容过电压吸收电路，使操作过电压能被限制在一定范围内(一般为2．5—3．5倍相电压峰值)。 (2)采用多种保护电路：脒80A开关(一般仅安装热断电器)外．120A 以上开关一般都安装电机综合保护器。 3 投运前检查 根据我在现场使用情况来看。投运前作下列检查是必须的。 3 1检查各零部件是否完整．有无松动现象 3．2检查备参数与现场要求是否一致（1）检查近、远控开关是否处在要求的位置。（2）变压器电压等级是否相同：主要是针对低压开关控制变压器原边抽头是否与现场电压等级相同。（3）检查各保护装置设置是否符合要求：真空开关一般都配置漏电、短路、过载、过压保护等电路，而漏电保护电路及过电压保护电路一般在出厂时都已调好，如无特殊原因不要自行调试。但对短路保护电路及过载保护电路则要根据现场需要进行设置，首先通过整定计算得出整定值，在具体整定时，应视开关用途作相应的调整，一般用作配电开关，则可靠系数取下限或中间，用作启动器，特别是用于启动重负荷如刮板运输机、皮带运输机等，则可靠系数应取上限值．这样可避免出现因整定值偏小而频繁动作或因整定值偏大而不能起到保护作用。 3．3检查绝缘性能是否良好 真空开关由于存在截流现象，即存在操作过电压现象，为此虽然高压开关装设了压敏电阻，低压开关装设了过电压吸收电路，但这些保护电路在设计时只是将过电压限制在一定范围f2．5—3．5倍相电压峰值)，而不是消除过电压。因此，真空开关的绝缘性能必须符合规定要求，否则极易被击穿。检查时对地及相间绝缘都要检查，值得注意的是在检查相间绝缘时须将过电压保护电路及变压器从主电路中拆除，否则无法测出准确数据。 3．4真空开关的专项检查 (1)真空度测试：用户一般无专门的测试仪器，只能间接测量，方 法有两种： (a)加高电压进行测试：对6kv高压开关一般加2 3 kv工频电压持续1 rain无闪烁为合格． 对660v低压开关加1 0 k v持续1win无闪烁为合格。 (b)测接触压力(仅适用于低压开关)：先将接触器闭合，然后将联在真空管动导电杆上的万向节向下拉，与其它相比较，就可以初步了解真空度的好坏，因为真空管的真空度受到破坏，管内负压减少，接触压力就会比正常管子小。 （2）三相触头同步性测试：由于真空管的触头接触情况不能直接观察到，故必须进行测试，一般较简单的方法是在电源及负荷侧串一小灯泡及干电池，手动连杆使三相接触器逐渐闭合，通过观察灯亮的先后程度就可判断其同步性，并逐步调好。 （3）阻容过电压吸收电路测试：断开负荷，且使真空接她器处于断开状态，用万用表分别测定两个电阻，注意在测量与电容并联(约1．5 Mn1的电阻时，应等表针完全稳定后才能读取数据，测量电容C(约为O．47 )时，如仅检查好坏可根据万用表电阻档测量时指针是否有摆动来确定．精确测量需要焊开连线才能测得。 4 井下使用及维护 4．1 防爆电气设备入井前应检查其三证(产品合格证、防爆合格证及煤安标志1齐全，否则不准入井。 4．2 真空开关由于分断电流能力强、寿命长、重量轻，因此在重负荷、搬运不方便的井下工作面应优先考虑使用，如刮板运输机、皮带运输机等。 4．3 安装完毕后，要对保护电路的有关整定值进行认真检查并作好记录。更换负荷时要重新整定。 4．4 入井使用半年后，应运回地面进行检修，重点检查三相同步、各真空管的超行程、保护电路动作值等项目，确保开关处于完好状态。 5 难查故障分析及处理办法 5．1过电压保护电路故障 在现场使用时，本人曾作过调查，结果发现大多数电工不知道截流现象，也就不知道有操作过电压产生，对阻容保护电路不知有何作用，电气设备被击穿不检查该保护电路，针对这一情况应大力加强技术培训，特别是电子线路方面的技术培训。 5．2 真空管漏气及弹簧反弹力过大 其故障现象表现为不能可靠吸合，原理是：完好的真空管由于负压(大于1O“托1的作用会将动触头吸向静触头，但外加弹簧后，弹簧力大于吸力而使动静触头分开．闭合开关时外加电磁力，则动静触头的终压力为：F蛑 =F负压+F磁——F_弹? ? ? ?? ? ?? ?(1)显然， 当管子漏气时F自 减小会引起F 的下降，达到一定程度时会造成吸台不稳定。此时应及时更换管子。 5．3 弹簧反弹力过小及衔铁有剩磁 其故障现象表现为接触器不能释放，由(1)式不难分析出，当F弹下降F磁(此时应为F磁)上升，达到一定程度会使接触器不释放，这时对电磁系统要进行消磁．如需更换管子则还要调节三相管子同步。 总之．真空接触器的寿命比空气接越器的寿命要大得多，操作次数从几万次到几十万次． 在使用过程中不需要对触头进行维修，而只是注意观察其超行程、真空度等方面的情况。特别是对过电压保护电路要经常检查。高压真空开关其保护电路一般采用箱式结构较多．有条件应有备用件．因为井下维修电子线路较为困难，一旦发生故障，可以只拆出保护电路到地面维修．对低压开关来讲，则可考虑更换机芯。这样既简化维修．又减少停电时间。真空开关适用于煤矿井下．特别是真空管通断电源时火花不外泄，负荷能力强，寿命长．维修量小，重量轻等优点符合煤矿井下生产的特殊要求。 | 
