船舶常用电气元件

第 1 篇船舶电气管理常识第6章船舶常用电气元件

第 6 章船舶常用电气元件

船舶的电气控制系统，无论是简单还是复杂，都可以分解为一个个的电气元件。要

想掌握船舶电气控制系统的使用和维修，必须从掌握电气元件的常用知识开始。本章主

要介绍电气控制系统中常用的元件的基本原理与结构、一般的维护方法及常见故障的处

理，以让广大设备管理人员能熟悉电气元件的性能与作用，方便控制系统出现故障时的

分析与查找，及解决故障。由于电气元件的种类繁多，形式各异，本章只介

绍一些常见的电气元件，各位可在工作实践中不断学习，认识与熟悉更多的电气元件。

6.1接触器

6.1.1接触器的介绍

接触器是电力系统中最重要的元器件，它的作用是将电网上的电力连接到负载上，是

负载与电网间的桥梁。接触器是利用电磁原理通过可动衔铁的运动，带动触头的通

断进行工作的，其结构可分为电磁系统、主触头、灭弧装置、释放弹簧（辅助触头）等

部分。一般情况下，通过该元件的电流比较大，在接通和断开时，会产生较大的电弧。

为了降低电弧对绝缘材料和触头的损坏，接触器常装有不同种类的灭弧装置，并把三相

电路隔开，触头的容量也根据不同的负载而不同。在大电流电路的通断时，要求动作果

断，所以吸合线圈产生的磁力较大，内部弹簧的弹力较大。为了方便控制，

在接触器上还附有不同的辅助触头，随主触头的动作而动作，辅触头分为常开、常闭、延时开、延时闭等多种形式。接触器分为交流接触器与直流接触器两大类。直流接触

器与交流接触器结构上的区别主要在电磁铁的区别，直流电磁铁是由整块软钢制成的

铁芯，而交流电磁铁是由硅钢片叠成的铁芯。

1.交流接触器

交流接触器的线圈为电压线圈，当线圈外加交流电压时，若忽略线圈内阻，则U ≈E＝ 4.44 fNΦ m ( 式中 : f 为电源频率； N 为线圈匝数；Φ m为交变磁通最大值)由于f 与 N 是常数，所以磁通NΦm＝ U／ 4.44 f 为常数，由于磁阻与气隙成正比，交流接触

器在线圈刚通电时，衔铁未合上前因存在气隙，磁阻较大，故线圈内的瞬间电流很大，

衔铁吸合后，气隙基本消失，磁阻较小，电流自动降到额定电流。因此对于交流接触

器，当衔铁卡住或衔铁吸合不紧密时，都有可能烧毁接触器。

交流接触器可分为单相接触器与三相接触器两类，单相接触器的铁芯上端平面装

有短路环，用于削弱颤动减少噪声。三相交流接触器的铁芯上不需装设短路环。目前

船舶设备所使用的接触器一般为单相交流接触器( 注：三相接触器不是指触头对数，而是指电压线圈接的是三相电压）。

2.直流接触器

在直流接触器的电磁机构中，线圈为直流线圈，如果电压不变，则线圈内电流不

变，从而磁势不变，故称为“恒磁势电器” 。直流接触器产生的磁场是稳定的，不会产

生涡流损耗，因而铁芯是整块软钢制成的。

图 1-6-1经济电阻与经济线圈接线原理图

直流接触器在线圈电压为额定值时衔铁能可靠吸合，当电压降到额定值的10%－20%时，衔铁释放。为保证衔铁可靠释放，常在铁芯端面加装非磁性垫片，以减少剩

磁，避免被衔铁粘住。直流接触器的吸合电流大大高于维持电流，为减少吸引线圈的

功率损耗和发热，当铁芯吸合后，借助自身的常闭辅助触头串入经济电阻或经济线圈，

如图1-6-1 所示（目前市场上直流接触器常采用双线圈型，一个启动线圈，一个经济线圈，

有三个抽头，在更换直流接触器或线圈时一定要按说明书要求接线，避免接错

线而造成接触器的损坏）。

6.1.2接触器的维护

做好接触器的维护工作，可以保证其工作的可靠性，延长其使用寿命。主要的维

护工作建议如下：

1．三个月清除接触器上的油垢和灰尘。

2．每三个月检查各紧固件，防止松动。

3．有轴承，应每三个月加润滑油。

4．六个月检查、调整接触器触头的压力、开距、超行程，使之保持在规定的范围之内。

5．每三个月检查灭弧室内情况，清除积灰，防止短路。

6．每三个月检查触头情况，必要时对触头清洁、研磨。

7．常使用时应检查接触器的温度、声音，如有异常及时处理。

6.1.3常见故障及处理方法

1.接触器不能吸合

产生接触器不能吸合的原因有许多，可通过下列检查来判断故障的原因。首先检

查接触器的线圈上是否有工作电压，如没有工作电压，则是控制系统发生了故障，检

查排除控制系统的故障；如果接触器的线圈上有正常的电压，则在断开电源、接线的

情况下用万用表检查线圈的电阻，以判断线圈是否断路。在线圈发生断路后，更换线

圈。有时发生故障测量工作电压偏低，此时可能是控制系统发生了故障，也有可能是

控制线圈内部短路造成的。有时也会发生接触器机械部分的卡死，此时可用手动压接

触器的动触头的方法来判断。如发生机械卡死或阻滞，则拆检接触器，活动部位加润

滑油，仍然卡死时则更换接触器。

2.接触器吸合后不能脱开

产生接触器不能脱开的故障时，首先检查线圈上的电压是否已断开，如仍然有电

压则检查控制系统。如是接触器本身的原因，则检查触头是否熔焊，弹簧压力是否过

小，机械部分是否发生卡阻或卡死。根据故障的原因更换零件，必要时更换同型号接

触器。

3.线圈过热或烧毁

发生线圈过热或烧毁故障时，首先应检查电源电压是否和线圈的技术参数接近，

电压过高或过低都会造成线圈过热或烧毁；其次要检查电磁铁是否完全吸合，电磁衔

铁接触面如不能完全吸合，此时一般伴随着电磁铁交流噪音大的特征，最后检查活动

部件是否卡住。发生线圈烧毁时重绕或更换同型号线圈。如果线圈过热则在活动部位

清洁加油，衔铁接触面打磨清洁，调整电压值与线圈额定电压一致。

4.电磁铁交流噪音大

发生电磁铁交流噪音大时，检查线圈电压是否偏低，如果电压正常，则检查电磁

铁是否完全吸合，衔铁接触面是否平整，是否有锈斑或有异物，短路环是否断裂，活

动部件是否卡住，弹簧压力是否偏大，根据不同的原因分别进行处理。

5.相间短路

接触器长时间使用后，易产生相间短路，这是因为接触器在通断时都产生电弧，高

温的电弧会使触头的金属蒸发，金属蒸汽凝结在灭弧罩内及静触头的底座胶木上容易形

成短路；底座胶木也会因长时间的高温工作而老化、碳化，造成短路；尘埃及水气、油

垢等也会破坏相间绝缘。由于相间短路造成的危害较大，小则接触器烧毁，大则整个系

统烧毁，为防止相间短路，应做好平时的日常维护保养，特别是接触器触头的保养及内

部的清洁工作。接触器发生相间短路时，有时用一般的万用表来测量相间

电阻无法测出，此时要用兆欧表对相间电阻进行测量，测量值一般在 0.1MΩ以内。发现静触头的底座胶木有老化、碳化现象时，建议立即更换静触头的底座胶木或接触器

整体换新。

6.缺相

由于接触器内三付（或更多）主触头闭合或断开时，总有一定的时间差，这就造

成了晚吸合或先断开的触头拉弧严重，损坏也相对严重，触头损坏后会使拉弧更严重，这样形成了恶性循环，如果未能及时发现，易造成缺相故障。缺相后如果系统的保护

功能失效，有可能损毁负载。为减少缺相故障的产生，应定期检查接触器的触头并保

养，检查动触头的行程和超行程，进行必要的调整，以减少闭合或断开时触头之间的

时间差。

7.触头损坏

触头损坏的形式有触头熔焊、触头过热灼伤、触头过度磨损等。造成这些故障的原

因主要有以下几方面：操作频率太高、负载过大、输出短路、触头表面有金属颗粒或有

异物、三相动作严重不同步、断相工作、超行程太短、缺少保养等。发生触头损坏时，

需及时更新触头，并查出发生损坏的原因。发生三相动作严重不同步及超行程太短时，

在更换触头后对触头的超行程进行调整，使符合规范要求；对于触头表面有金属颗粒或

有异物时，可以加强平时的保养，必要时缩短保养周期来解决；发生负载过大或输出短

路时，必须查出负载过大或输出短路的原因，并进行处理后方可继续使用；如果是断相

工作，先查出断相的位置，处理后才可使用；如果是操作频率太高造

成触头损坏，则在平时的使用中要注意，如无法避免频繁操作，则必须缩短保养周期，必要时更换较大容量的接触器。

6.1.4接触器检修后的检查与试验