劉鵬 陳中 趙勇超 黃身銀

摘要：本文以某核電站380V配電盤LC1-D80FW型接觸器控制回路中間繼電器觸點失效處理為案例，通過實驗分析控制回路中間繼電器觸點失效的可能原因及處理方法，為同類故障處理提供經(jīng)驗反饋。

關(guān)鍵詞：中間繼電器;觸點;接觸電阻

中圖分類號：TM58?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）04-0084-02

Abstract： This paper takes 380V switchboard LC1-D80FW type contactless control loop intermediate relay contact failure treatment as a case， analyzes the possible causes and treatment methods of control loop intermediate relay contact failure through experiments， and provides empirical feedback for similar fault treatment.

Key words： intermediate relay; Contact; Contact resistance

引言：和泉公司（IDEC）生產(chǎn)的RJ 2S中間繼電器廣泛應(yīng)用于380V配電盤接觸器控制回路，尤其是核級設(shè)備控制回路的中間繼電器要求應(yīng)具有非常高的可靠性。在日常運(yùn)行維護(hù)中，主要監(jiān)控中間繼電器的動作值和觸點接觸電阻，超標(biāo)則需要進(jìn)行維修或更換。對該型繼電器進(jìn)行可靠性研究，預(yù)測其剩余壽命，制定合理的管理策略，進(jìn)而提高設(shè)備可靠性，防止因中間繼電器故障對核安全造成影響。

1 案例背景

某核電廠的反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（REA）控制電機(jī)啟停控制回路采用RJ 2S CL-D100（DC110V）型中間繼電器。2020年2月，主控對3號機(jī)一回路進(jìn)行硼化操作，3REA003PO電機(jī)未預(yù)期啟動。檢查發(fā)現(xiàn)控制回路中間繼電器001XD常閉觸點2-3阻值（標(biāo)準(zhǔn)<5Ω）在0.08Ω至120Ω之間浮動。領(lǐng)取新備件校驗后更換該繼電器，電機(jī)啟動再鑒定合格。

2 觸點可靠性分析

2.1觸點失效機(jī)理。繼電器觸點失效是繼電器故障的常見模式，繼電器觸點失效機(jī)理主要有如下幾類：

（1）環(huán)境因素，具體又體現(xiàn)為：環(huán)境溫濕度、觸點環(huán)境的粉塵、化學(xué)污染、振動等;

（2）設(shè)計因素：繼電器選型不當(dāng);

（3）工作因素：長時間不動作，頻繁動作、觸點抖動;

（4）人員因素：維護(hù)策略不到位、維修技能不足、安裝不當(dāng)?shù)取?/p>

2.2 RJ 2S中間繼電器觸點失效分析。對故障更換下來的繼電器進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)工作觸點，即常閉觸點2-3觸頭發(fā)黑嚴(yán)重，觸腳圓盤有嚴(yán)重的灼燒痕跡，表面不光潔，而另一對非工作觸點則表面光潔，無發(fā)黑。

查詢歷史情況，電廠2016年11月，2019年6月和12月共計發(fā)生過3起因控制回路中間繼電器接觸電阻異常導(dǎo)致核島電機(jī)非預(yù)期啟動失敗。核島配電盤環(huán)境良好，使用壽命、溫濕度等因素滿足說明書要求，故首先排除了環(huán)境因素。

為了詳細(xì)分析故障的可能原因，在實驗室用不同批次的新備件搭建了模擬回路，進(jìn)行RJ 2S中間繼電器的常閉觸點2-3對回路進(jìn)行分合試驗。繼電器觸點呈以下特征：

（1）觸點啟動電流峰值、斷開時電壓峰值、斷開時電流峰值呈現(xiàn)明顯尖峰波形;

（2）穩(wěn)定運(yùn)行時流過觸點電流值超額定值;

（3）繼電器分?jǐn)鄷r產(chǎn)生明亮可視的弧光;

根據(jù)廠家提供的繼電器說明，結(jié)合實驗室數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論：

繼電器的觸點分合期間容量較大，分?jǐn)鄷r受到較大的反向沖擊電壓，造成嚴(yán)重拉弧;

繼電器常閉觸點通過穩(wěn)定運(yùn)行電流（0.21A）超出設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（0.1A）。

2.3繼電器失效原因試驗驗證。為進(jìn)一步驗證繼電器接點容量不足產(chǎn)生功能失效的機(jī)理，廠家采用不同類型的中間繼電器，搭配不同功率的接觸器，模擬現(xiàn)場回路，對其進(jìn)行分?jǐn)鄬嶒灒己酥虚g繼電器NC 觸點帶接觸器負(fù)載的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

根據(jù)GB/T 21711.1-2008/IEC61810.3-2003 標(biāo)準(zhǔn)，第14節(jié)電耐久性，檢測次數(shù)5萬次;試驗電壓：110%Us;

可以根據(jù)數(shù)據(jù)得出，現(xiàn)場使用的RJ 2S中間繼電器+LC1-D80FW 接觸器組合，在數(shù)萬次分?jǐn)嘀螅ぷ饔|點灼燒嚴(yán)重，大電弧的雙重作用下，實際壽命大幅降低。照片如下：

3 繼電器管理改進(jìn)措施

為解決繼電器觸點性能和回路不匹配問題，電廠制定了改進(jìn)措施：

（1）針對日常期間開展的LC1-D80接觸器回路的001XD繼電器檢查工作，NC觸點按照1Ω的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臨時控制，超出標(biāo)準(zhǔn)的需使用新的繼電器更換。

（2）調(diào)研其他核電站施耐德交流配電盤中使用到的RXM4AB2GD繼電器的現(xiàn)場使用情況和故障率，為繼電器換型做參考。

4 結(jié)語及建議

結(jié)合此次交流配電盤控制回路因中間繼電器觸點電阻超標(biāo)，偶發(fā)非預(yù)期動作情況，總結(jié)以下幾點同大家一起分享：

（1）中間繼電器觸點發(fā)黑失效時， 可能存在部分回路設(shè)計時存在電感參數(shù)選型的不合理，需核實繼電器的詳細(xì)參數(shù)，確認(rèn)是否存在超容問題。

（2）觸點元素分析、繼電器解體、高性能實驗儀器等對找出根本原因有重要支撐作用，電廠建設(shè)高性能實驗室具有較高價值;

（3）繼電器的維修管理應(yīng)建立預(yù)防性維修策略和設(shè)備分級管理，制定檢修項目和檢測標(biāo)準(zhǔn)，最大可能的降低繼電器故障對正常設(shè)備運(yùn)行的影響;

參考文獻(xiàn)：

[1]IDEC公司 RJ 2S型繼電器相關(guān)說明文件。