消除感应电压 --应对感应电压对交流控制回路的影响

消除感应电压 --应对感应电压对交流控制回路的影响

金磊

中油电能热电一公司电控检修部 黑龙江大庆 163000

摘要：作为电气维护人员，每个人都知道，电与磁是相生相伴的。准确合理的把握电与磁互变，最大限度加以利用，使我们一直奋斗的目标。但是，在利用电与磁的过程中，依然会产生一些人们所不希望发生的问题，产生弊端。电气维修人员在日常生产维护消缺、技改调试过程中，时常遇到分、合闸指示灯同时发光，运行人员无法通过指示灯确认设备工作状态，增加了工作难度；长距离远程交流控制接触器，运行过程中无法停止运行，设备处于失控状态。导致执行机构机械部分及泵类设备由于气蚀而损坏。经查找原因，均是由于导线在接通交流电源后，导线周围存在感应磁场，从而影响到与其相近的导线，并在相近导线中产生出感应电压。当感应电压达到一定值时，交流接触器不能释放，就会导致上述情况的发生。因此，减少感应电压对控制设备的影响，势在必行。

一、现场工作中遇到的问题

我公司在燃油系统升级改造过程中，为了满足生产工艺的需求，方便及时调整启机用油量，在燃油泵房控制室增加了3个电动调整门。用于单元控制室远程调控。由燃油配电间供电，与调整门配套的电动执行机构为DZW60型多回转型，阀门行程控制器为计数器控制方式；配套的电动控制执行机构安装在泵房间，控制电缆型号为KVV22-8×1.5，交流接触器型号CJ20-25A，线圈电压AC220V。 在安装调试过程中，出现了送电后分合闸指示灯同时亮，接触器吸合正常。阀门行程到位后接触器线圈断电不释放，阀门电机继续运转，导致阀门过开，过关。机械部分出现裂痕，差点导致执行机构报废的恶劣情况。我们对回路进行了检查。接线正确，按钮触点动作良好，接触器触头完好，无熔焊粘连，无外部混入电源，单独送控制回路进行操作试验，开始几次分合试验，接触器动作正常，再进行试验时，再次出现接触器线圈失电后不释放的情况。我们使用万用表对电缆线芯进行了电压测量，控制回路断电后，控制回路电缆线芯对地有170V左右的电压，将线芯对地放电后，电压为零；再次将控制电源送电，不带电线芯对地电压开始为30V左右，并不断增大，两分钟后，电压增加到170V，并达到稳定。这个电压值正好与接触器释放电压值一致，由此我们判断出产生故障的原因为电缆内的感应电压引起的接触器不释放。

二、原因分析

从事电气工作人员都知道，电与磁是相依相伴的，在一定条件下，电能能产生磁场，而磁场同样会产生电能。在通交流电的导线周围同样存在着磁场，随着电流的变化，周围的磁场也会发生变化，而与之相邻的导线处在这个变化的磁场中，根据右手定则原理，我们知道，导线在变化的磁场中会产生出感应电势。

在实际工作中，我们现场设备使用的电容降压式指示灯，有时分、合闸指示灯会同时发光，有的两灯亮度一样，有的不一样。究其原因，就是由于线路中感应电势的存在导致的，而且线路越长，感应电越强。

三、应对方法

1、更换电缆

本次问题是由于设计单位在设计时，没有考虑到控制电缆过长，产生交流感应电的问题，没能在电缆设计时使用屏蔽电缆而造成的，若将现有控制电缆重新敷设，更换为屏蔽电缆。需要更改设计图纸，并购买电缆，时间上不允许。同时，也会造成巨大的浪费，这个方案行不通。我们对在用控制电缆的钢铠进行了接地处理，测量线芯对地感应电压降到160V左右，依然到不到要求，再将备用芯全部接地，线芯电压并没有什么变化。减少电缆的长度虽然可以降低感应电压，但是，在此并不适用。因此，在现有的条件下，通过改变电缆的方式降低感应电压是不可行的。

2、提高接触器线圈释放电压

一般规定，交流接触器线圈的释放电压不高于线圈额定电压的70%，220V线圈的释放电压为不高于154V,我们选了同样的接触器进行测试，释放电压高的也就在165V左右，与现场感应电压太接近，不能保证接触器跳闸，这个方案同样不可行。

3、交流接触器线圈并接电阻降压

在前面试验过程中，我们知道线芯内感应电压，可以通过将线芯接地，来实现感应电压的释放。也可通过接入电阻接地来降低感应电压，于是我们利用手中指示灯上的电阻进行试验，将线芯接入5KΩ电阻再接地，感应电压瞬间就降低至20V左右，完全可以满足现场的需要。

改完后，送电试验，交流接触器分合动作准确可靠，很好的解决了生产难题。但是在实际使用过程中，如果电阻选择太小，会导致电阻电流过大，电阻容易烧毁，电阻将失去作用，接触器线圈又回到不能释放的状态，导致设备失去控制，造成生产事故；电阻选择太大，会增加控制回路的功耗，不利于节能，同样存在安全上的隐患。这种方式应急可以，不适合长周期运行。

4、引入直流控制电源

我们知道在直流控制回路中，无论电缆的距离有多长，由于其不会产生交变磁场，因而在电缆线芯中都不会有感应电压的产生。 我们将远程控制部分改为直流操作，在控制室内直流110V电源屏内选取控制开关，用作控制回路的电源开关。在就地控制盘内安装三个线圈电压为直流110V的继电器，用作开门、关门、停止继电器，接入DCS指令，来实现远程操控。在设备检修期，我们对回路进行了改进，使用达到了很好的预期效果。

但是该方案也存在安全方面的隐患：由于该方案与现场其他设备的控制方式不同，随着时间的推移，运行人员与检修人员会在检修时忘记电源接线的特殊性，运行人员在停、送电时会漏停直流控制电源，导致检修人员检修时触电，或是检修人员误将直流电源接入至DCS控制系统中，造成控制模件损毁。在安全上存在瑕疵。同时，该方案不利于普及，对于没有直流电源的场所，不具有推广性。

四、结论

由于交流控制电缆中感应电的存在，进而存在造成安全隐患的潜在风险，严重时会造成事故，影响设备的安全运行。因此我们在日常生产维护中要引起足够的重视，在老旧设备改造时要尽量更换屏蔽电缆，现场条件具备时应采用直流电源控制方式。以降低感应电对设备安全运行带来的影响。

第 3 页