断路器故障与修理方法

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空气开关常见故障有触头系统和灭弧系统，现分别介绍如下。

" l  }2 v/ t! F# v   （一）触头系统
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! T  l3 Y6 o8 o' G. B7 P 1.触头压力不足。因长期使用，触头弹簧变形、氧化，张力消失或减退，因触头过热，使触头弹簧退火，都是触头压力不足的原因，对此要检查触头初压力和终压力是否符保要求。其方法可在动触头和支持板之间放入一张纸条，纸条在触头弹簧压力下被压紧，在动触头上装一弹簧秤，右手拉弹簧秤，左手轻轻拉纸条，当纸条刚可以抽出时，弹簧称上读数即为初压力。

7 I$ ^& J( K+ [' D* V# t# u 将开关合上，使触头闭合，纸条夹在动静触头之间，按测初压力的方法；当纸条刚可抽出时，弹簧称上读数就是终压力。

, T' H; r( T' H8 i3 h! @* `* R 触头压力也可以用下式估算：
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初压力=0.5*触头终压力，（公斤）
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终压力=2.25*触头额定电流（安）/100（公斤）

2 i: e* v7 x* \2 C' J 根据触头初、终压力的数值，可以重新配制弹簧，也可以自行绕制。自行绕制时，选择合适的琴钢丝，按同样的直径和匝数进行绕制，但往往由于绕制工艺问题，所得的弹簧力大小的差别，需要将弹簧的直径和匝数进行调节。调节的办法是：钢丝越粗，弹力越大；；弹簧外径越大，弹力越小；匝数越多，弹力越小。绕制时用一根圆铁棒在老虎钳上，再在圆铁棒上齐密缠绕，所用铁棒直径要比弹簧内径小一些，因绕好后弹簧直径会增大，绕好后的弹簧应热处理，否则无弹性。
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绕制弹簧:在台钳上用两块硬木板将钢丝夹紧，圆铁棒变成一个摇手柄，在一端开一个槽，将钢丝头钳入槽内，摇手柄将钢丝卷在铁棒上，匝与匝之间的节距，用厚度与节距相等的铁皮钳入匝与匝之间，用来控制节距。铁棒直径选用经验：直径0.9毫米以下钢丝应比弹簧直径小2毫米，0.9~1.63毫米的钢丝比弹簧直径小3毫米，1.63~2.6毫米的钢丝，圆铁棒直径应比弹簧直径小4毫米。
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2.触头表面氧化。金属的氧化层是一种不良导体。触头温度越高，氧化越严重，接触电阻越大，发热就更厉害，造成触头损坏。所以一般将触头设计成在闭合时有一滚动和滑动过程，便能自动消除氧化膜。对氧化严重的触头，最好将触头拆下放入硫酸中用刷子将氧化层刷去，然后放入碱水里中和，再用自来水冲干净。在应急的情况下，可用砂纸将氧化膜砂掉。触头上的油垢用四氯化或汽油清洗。

, o& \1 C- R' L) | 3.触头容量不够大。电流超过了额定值，引起触头发热。触头磨损过多，压力减小，也引起触头过热。必须引起触头过热。必须更换触头。
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; P; s8 O$ z7 F& x) i; t+ ]) w 4.触头烧坏。一种是因开关分断时，电弧在触头之间燃烧，使触头熔化。另一种是开关闭合时烧毛，因在闭合时动触头具有一定动能，当它与静触头相碰时，要发生跳动，而这时正是电动机起动之际，通过触头的电流很大，使触头在跳动的过程中形成电弧，将触头烧毛。跳动的原因是初压力太小，或断开很大的故障电流，这都是烧毛的原因。顺便指出，触头轻微的烧毛是一种正常现象。
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- g0 t5 p8 u% G/ U: P" M; Y 烧毛的触头表面会出现凸出的小点，造成触头接触不良，应细心把触头表面锉平，并要保持触头表面的形状和原来一样，切勿锉的太多，否则就不能使用。

* o* i9 D' J* D( c# t; o' ]; e; o 5.触头熔焊。严重的电弧会使触头熔化，熔化的金属在触头闭合后，使动静触头焊在一起，分断电路时，触头无法分开，这是严重的故障。其原因一方面是触头弹簧损坏，初压力太小；另方面可能是开关太小。当电动机在频繁起动时也可能造成熔焊的现象，在这种情况下，应选用性能更好的开关。
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6.触头磨损。主要由于电弧的高温使金属气化蒸发，触头厚度变得越来越薄，这种磨损是正常现象，所以触头使用日久应当更换。但不正常的磨损则是一种故障，必须排除。

故障性磨损的原因，一方面是触头弹簧的损坏，初压力不足；另方面是电源电压太低，电磁吸力不足，触头闭合后发生跳动；另一方面是电源电压高于吸引线圈的额定电压，开关闭合时触头动能加剧。磨损也增加。

磨损的触头，如果“超程”减少了一半，就需要更换新的。触头是易磨损零件，应有备品，无备件亦可制作，用紫铜（但不能退火），应按同样材料和形状去仿制，不能随意改动，如果新制触头重量与原来的重量增加许多，会加剧闭合时的触头跳动。
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7.触头状态的调整。修复后的触头一般应进行调整，调整的原则：预接触头应在主触头前接通；灭弧触头应在主触头后断开；动静触头应当对齐；非正常情况的接触，即宽度在5毫米之内的小面积接触，应调整成面接触，即不小于全部接触面积的2/3，且宽度应大于5毫米。检查触头接触情况的方法：在触头接接触面上垫一层复写纸和一张白纸，由于接触压力使复写纸在白纸上印有痕迹，以此判断接触情况。

8.消除触头的跳动。触头跳动是开关最常见的毛病，也是最难排除的故障。经过长期的实践，得出下面的经验：
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7 c7 P2 v) E. P; e7 y) I! @ 将经常跳动的开关触头拆下，按原样用弹性弱的材料（如紫铜等），比原触头重量增加10~15%（最好在试验中得出合适值），重新制作。但触桥应平直，不准有拱形。
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    (二）       弧系统；
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9 z. _' R& X. T$ C: S! J 开关分断，触头间产生电弧，在正常情况下，电弧很快进入灭弧装置中，迅速熄灭，从电弧开始燃烧到熄灭，只有0.01~0.02秒，如果灭弧系统发生故障，灭弧时间就延长了，甚至不熄灭。用下述现象判断灭弧时间。正常情况电弧喷出灭弧罩的范围很小，常听到一声清脆有力的声音；如果电弧喷射范围很大，听到一种软弱无力的卟卟声，并且伴随触目惊心头严重烧毛，灭弧罩烧焦，这是灭弧时间延长了，其后果会把开关烧坏，甚至引起爆炸事故。其原因的如下几个方面：
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3 M$ c5 ~, @* _# d. a1 s% s1 Y& h! G 1.灭弧罩受潮。如果灭弧罩是用石棉水泥制成，它会在空气中吸潮，另方面在使用时被雨水淋潮，故它的绝缘性能就降低；还会因潮气在电弧的高温作用下，弧罩内水分气化，罩内上部压力增加，电弧不能进入灭弧罩，所以电弧不能熄灭。对此应当立即烘干排除之。

; f/ e* z* }3 M, ^8 v& M) i! V% } 2.磁吹线圈匝间短路。在磁吹灭弧装置中，静触头附近都装有磁吹线圈，这种线圈是靠空气绝缘，在使用中如不小心，受到冲击或碰撞造成匝间短路，有效匝数减小，磁场减弱，磁吹能力不足，电弧不能迅速进入灭弧罩，灭弧时间延长。这种故障只要用螺丝刀将短路匝拨正消除即可。

3.灭弧罩碳化。在长期使用中，弧罩的电弧高温作用下，表面被焦化，形成一种碳质导电层，这对灭弧很不利，应及时消除。如果是石棉水泥灭弧罩可用细锉把烧焦的部分锉掉，或用小刀刮掉，但必须保证表面光洁度，因为毛糙的表面，会增大电弧运动的阻力，不利于灭弧。修好的灭弧罩，应吹刷干净，不能留有金属微粒或其它导电杂质。
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4.弧罩打破。没有弧罩的开关绝对不能使用，否则会造成相间飞弧，引起短路，应迅速配制。应急使用时，可用手工雕刻一个石棉水泥罩，但尺寸外型应和原来一样，无石棉水泥板用大理石也行。

2 D* ?9 O( h& D) A2 ]0 K! Q  a 5.弧角脱落。有些开关在动静触头上装有弧角，弧角的作用是引导电弧吹进灭弧罩，加速电弧熄灭。如弧角脱落，会使灭弧时间增长，必须将弧角装上。如已遗失可用紫铜作一个与原样相同的弧角来代替。
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  |; x" h$ r$ ^9 z# W$ p7 N 6.灭弧栅片脱落。灭弧罩上装有很多栅片，用来加强近极效应，促进电弧熄灭。如果栅片损坏或遗失，应当补上。从处面看，栅片是铜片做的，而实质上是铁片镀了一层铜，故栅片应当用铁片来制作。因为铜片是不能把电弧吸进灭弧室的，这样电弧不能熄灭，换栅片时应当注意。