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1真空開關(guān)的工作原理
1．1真空的絕緣特性
實(shí)驗(yàn)表明．真空間隙擊穿電壓在初期隨真空度的提高而增大．當(dāng)真空度達(dá)到1O一1O托時(shí)，擊穿電壓即保持不變，這就是真空管真空度不能低于1O一1O托的原因。
1．2真空電孤的特點(diǎn)
電弧特性主要決定于金屬蒸氣的性質(zhì)。但大小不同的電流．其電弧的特點(diǎn)也不相同。電流在數(shù)千安以下的叫小電流真空電弧。目前礦井使用的真空開關(guān)一般都在數(shù)千安以下。故截流現(xiàn)象是普遍存在的。所謂截流現(xiàn)象就是小電流的真空電弧，當(dāng)電流小到一定值時(shí)，由于弧柱擴(kuò)散速度過快，使陰極班點(diǎn)附近的蒸氣壓降和溫度驟降，電弧難以維持而突然熄滅的現(xiàn)象。
2 真空開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)形式
2 1真空斷路器的觸頭
(1)材質(zhì)方面：用作觸頭的金屬材料可分為兩類：一類是耐弧，難熔的純金屬，如鎢、鉬等．另一類是由銅、鈕為主體的合金材料，目前常用的無氧銅就是這類合金。
�。�2）結(jié)構(gòu)方面：保持真空度的主要元件是波紋管。但真空管的體積盡可能小也是關(guān)鍵．為了減少體積，管內(nèi)只安裝了動(dòng)、靜觸頭而不設(shè)其它滅弧設(shè)施，提高滅弧能力僅通過對(duì)動(dòng)、靜觸頭的形狀設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。常見的外螺旋槽觸頭就是一種典型的形式。
2．2電路特點(diǎn)
(1)設(shè)置過電壓吸收電路：由于截流現(xiàn)象產(chǎn)生操作過電壓；在高壓開關(guān)中f6kv1加裝一組壓敏電阻。在低壓真空開關(guān)中加裝一組阻容過電壓吸收電路，使操作過電壓能被限制在一定范圍內(nèi)(一般為2．5—3．5倍相電壓值)。
(2)采用多種保護(hù)電路：脒80A開關(guān)(一般僅安裝熱斷電器)外．120A 以上開關(guān)一般都安裝電機(jī)綜合保護(hù)器。
3 投運(yùn)前檢查
根據(jù)我在現(xiàn)場(chǎng)使用情況來看。投運(yùn)前作下列檢查是必須的。
3. 1檢查各零部件是否完整．有無松動(dòng)現(xiàn)象
3．2檢查備參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)要求是否一致
�。�1）檢查近、遠(yuǎn)控開關(guān)是否處在要求的位置。
�。�2）變壓器電壓等級(jí)是否相同：主要是針對(duì)低壓開關(guān)控制變壓器原邊抽頭是否與現(xiàn)場(chǎng)電壓等級(jí)相同。
�。�3）檢查各保護(hù)裝置設(shè)置是否符合要求：真空開關(guān)一般都配置漏電、短路、過載、過壓保護(hù)等電路，而漏電保護(hù)電路及過電壓保護(hù)電路一般在出廠時(shí)都已調(diào)好，如無特殊原因不要自行調(diào)試。但對(duì)短路保護(hù)電路及過載保護(hù)電路則要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行設(shè)置，首先通過整定計(jì)算得出整定值，在具體整定時(shí)，應(yīng)視開關(guān)用途作相應(yīng)的調(diào)整，一般用作配電開關(guān)，則可靠系數(shù)取下限或中間，用作啟動(dòng)器，特別是用于啟動(dòng)重負(fù)荷如刮板運(yùn)輸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等，則可靠系數(shù)應(yīng)取上限值．這樣可避免出現(xiàn)因整定值偏小而頻繁動(dòng)作或因整定值偏大而不能起到保護(hù)作用。
3．3檢查絕緣性能是否良好
真空開關(guān)由于存在截流現(xiàn)象，即存在操作過電壓現(xiàn)象，為此雖然高壓開關(guān)裝設(shè)了壓敏電阻，低壓開關(guān)裝設(shè)了過電壓吸收電路，但這些保護(hù)電路在設(shè)計(jì)時(shí)只是將過電壓限制在一定范圍f2．5—3．5倍相電壓峰值)，而不是消除過電壓。因此，真空開關(guān)的絕緣性能必須符合規(guī)定要求，否則極易被擊穿。檢查時(shí)對(duì)地及相間絕緣都要檢查，值得注意的是在檢查相間絕緣時(shí)須將過電壓保護(hù)電路及變壓器從主電路中拆除，否則無法測(cè)出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
3．4真空開關(guān)的專項(xiàng)檢查
(1)真空度測(cè)試：用戶一般無專門的測(cè)試儀器，只能間接測(cè)量，方法有兩種：
(a)加高電壓進(jìn)行測(cè)試：對(duì)6kv高壓開關(guān)一般加2 3 kv工頻電壓持續(xù)1 rain無閃爍為合格． 對(duì)660v低壓開關(guān)加1 0 k v持續(xù)1 win無閃爍為合格。
(b)測(cè)接觸壓力(僅適用于低壓開關(guān))：先將接觸器閉合，然后將聯(lián)在真空管動(dòng)導(dǎo)電桿上的萬向節(jié)向下拉，與其它相比較，就可以初步了解真空度的好壞，因?yàn)檎婵展艿恼婵斩仁艿狡茐模軆?nèi)負(fù)壓減少，接觸壓力就會(huì)比正常管子小。
�。�2）三相觸頭同步性測(cè)試：由于真空管的觸頭接觸情況不能直接觀察到，故必須進(jìn)行測(cè)試，一般較簡(jiǎn)單的方法是在電源及負(fù)荷側(cè)串一小燈泡及干電池，手動(dòng)連桿使三相接觸器逐漸閉合，通過觀察燈亮的先后程度就可判斷其同步性，并逐步調(diào)好。
�。�3）阻容過電壓吸收電路測(cè)試：斷開負(fù)荷，且使真空接她器處于斷開狀態(tài)，用萬用表分別測(cè)定兩個(gè)電阻，注意在測(cè)量與電容并聯(lián)(約1．5 Mn1的電阻時(shí)，應(yīng)等表針完全穩(wěn)定后才能讀取數(shù)據(jù)，測(cè)量電容C(約為O．47 )時(shí)，如僅檢查好壞可根據(jù)萬用表電阻檔測(cè)量時(shí)指針是否有擺動(dòng)來確定．精確測(cè)量需要焊開連線才能測(cè)得。
4 井下使用及維護(hù)
4．1 防爆電氣設(shè)備入井前應(yīng)檢查其三證(產(chǎn)品合格證、防爆合格證及煤安標(biāo)志1齊全，否則不準(zhǔn)入井。
4．2 真空開關(guān)由于分?jǐn)嚯娏髂芰?qiáng)、壽命長(zhǎng)、重量輕，因此在重負(fù)荷、搬運(yùn)不方便的井下工作面應(yīng)優(yōu)先考慮使用，如刮板運(yùn)輸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等。
4．3 安裝完畢后，要對(duì)保護(hù)電路的有關(guān)整定值進(jìn)行認(rèn)真檢查并作好記錄。更換負(fù)荷時(shí)要重新整定。
4．4 入井使用半年后，應(yīng)運(yùn)回地面進(jìn)行檢修，重點(diǎn)檢查三相同步、各真空管的超行程、保護(hù)電路動(dòng)作值等項(xiàng)目，確保開關(guān)處于完好狀態(tài)。
5 難查故障分析及處理辦法
5．1過電壓保護(hù)電路故障
在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，本人曾作過調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)電工不知道截流現(xiàn)象，也就不知道有操作過電壓產(chǎn)生，對(duì)阻容保護(hù)電路不知有何作用，電氣設(shè)備被擊穿不檢查該保護(hù)電路，針對(duì)這一情況應(yīng)大力加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，特別是電子線路方面的技術(shù)培訓(xùn)。
5．2 真空管漏氣及彈簧反彈力過大
其故障現(xiàn)象表現(xiàn)為不能可靠吸合，原理是：完好的真空管由于負(fù)壓(大于1O“托1的作用會(huì)將動(dòng)觸頭吸向靜觸頭，但外加彈簧后，彈簧力大于吸力而使動(dòng)靜觸頭分開．閉合開關(guān)時(shí)外加電磁力，則動(dòng)靜觸頭的終壓力為：
F蛑 =F負(fù)壓+F磁——F_彈⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯(1)
顯然， 當(dāng)管子漏氣時(shí)F自 減小會(huì)引起F 的下降，達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)造成吸臺(tái)不穩(wěn)定。此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換管子。
5．3 彈簧反彈力過小及銜鐵有剩磁
其故障現(xiàn)象表現(xiàn)為接觸器不能釋放，由(1)式不難分析出，當(dāng)F彈下降F磁(此時(shí)應(yīng)為F磁)上升，達(dá)到一定程度會(huì)使接觸器不釋放，這時(shí)對(duì)電磁系統(tǒng)要進(jìn)行消磁．如需更換管子則還要調(diào)節(jié)三相管子同步。
總之．真空接觸器的壽命比空氣接越器的壽命要大得多，操作次數(shù)從幾萬次到幾十萬次． 在使用過程中不需要對(duì)觸頭進(jìn)行維修，而只是注意觀察其超行程、真空度等方面的情況。特別是對(duì)過電壓保護(hù)電路要經(jīng)常檢查。壓真空開關(guān)其保護(hù)電路一般采用箱式結(jié)構(gòu)較多．有條件應(yīng)有備用件．因?yàn)榫戮S修電子線路較為困難，一旦發(fā)生故障，可以只拆出保護(hù)電路到地面維修．對(duì)低壓開關(guān)來講，則可考慮更換機(jī)芯。這樣既簡(jiǎn)化維修．又減少停電時(shí)間。真空開關(guān)適用于煤礦井下． 特別是真空管通斷電源時(shí)火花不外泄，負(fù)荷能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)．維修量小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)符合煤礦井下生產(chǎn)的特殊要求。
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