两级跑偏开关FAK-P350T/2KB是带式输送机等设备中常用的保护装置,主要用于检测输送带的跑偏情况,当输送带偏离正常位置时,开关动作,发出警报或停机信号,从而避免设备损坏或物料撒落。在实际使用过程中,有时会出现行程不稳定的现象,即开关动作点不固定,有时过早动作,有时延迟动作,甚至不动作。这种不稳定性会直接影响设备的安全运行。本文将从电气角度对这一故障进行分析。
行程不稳定指的是开关的触发位置发生变化,不能稳定在设定的跑偏角度上。从电气角度看,这通常意味着开关内部电气元件的状态输出出现了异常波动。虽然机械部分的磨损或安装松动也可能导致类似现象,但本文重点讨论电气方面的原因。
一、内部微动开关的故障
微动开关是两级跑偏开关的核心电气部件,负责在机械机构动作后接通或断开电路。其工作稳定性直接决定了整个开关的行程稳定性。
1.触点氧化或烧蚀:微动开关的触点在长期使用中,特别是在带负载通断时,会产生电弧。电弧会氧化触点表面或造成烧蚀,使触点接触电阻增大。当接触电阻不稳定时,即使机械机构到达了同一位置,电路的通断状态也可能时好时坏,表现为行程不稳定。轻微的氧化可能导致信号时断时续,严重的烧蚀则可能造成完全不通。
2.簧片疲劳或变形:微动开关内部的簧片负责提供触点的压力和复位力。长期频繁动作或超过额定电流使用,可能导致簧片金属疲劳,弹性减弱。弹性不足会使触点压力减小,接触不可靠,同样会引起接触不良。如果簧片因外力或过热发生微小变形,也会改变其动作特性,导致触发点偏移。
3.内部机构卡滞:微动开关内部的小型传动机构如果进入灰尘、油污,或者因环境潮湿而生锈,可能导致机构动作不灵活,出现卡滞现象。这种情况下,机械推杆的行程与微动开关触点的动作不能保持同步,表现为有时能顺利触发,有时则不能,造成行程不稳定的假象。
二、接线端子与线路问题
开关与外部的电气连接点是故障的高发区域,连接可靠性对信号稳定性至关重要。
1.接线端子松动或氧化:开关的接线端子如果未拧紧,或者在设备振动下逐渐松动,会导致导线与端子之间的接触电阻增大且不稳定。电流通过不稳定的连接点时,会产生电压降波动,严重时导致控制回路误判。同样,在潮湿或腐蚀性气体环境中,端子金属表面氧化也会加剧接触不良。
2.导线内部损伤:连接跑偏开关的电缆如果安装不当,例如弯曲半径过小、被长期拉扯或受压,内部铜丝可能发生部分断裂。这种断裂有时是隐性的,外表绝缘层完好,但内部导线仅剩少数几根铜丝连接。设备运行时振动,会使这些残余连接点时通时断,导致信号极不稳定。这种故障排查起来较为困难。
3.外部电磁干扰:如果信号电缆与动力电缆(如电机电缆)长距离并行敷设,且未采取屏蔽措施,动力电缆中的大电流会产生强烈的电磁场,对信号线造成干扰。这种干扰可能引入异常电压信号,使PLC或保护器接收到错误的跑偏信号,从而表现为开关误动作或动作不稳定。
三、环境因素对电气性能的影响
跑偏开关的工作环境往往比较恶劣,环境因素会直接或间接影响其电气性能。
1.温度变化:较大的温度波动会影响电气元件的性能。例如,温度升高可能导致微动开关的塑料壳体轻微变形,改变内部机构的配合间隙;也可能使金属簧片的弹性系数发生微小变化。这些都会影响触点的动作点。温度变化还会影响导线的电阻值以及端子氧化速度。
2.湿度过高:环境湿度过高是电气故障的常见诱因。潮湿空气会侵入开关内部或接线盒,在绝缘表面形成凝露,降低绝缘电阻。这不仅可能引起漏电流,造成信号异常,更会加速端子和触点的氧化腐蚀进程,埋下接触不良的隐患。
3.粉尘与腐蚀:在煤炭、水泥、矿山等场合,空气中弥漫着导电性粉尘或腐蚀性气体。粉尘积聚在接线端子或开关内部,在潮湿环境下可能形成导电通路,引起短路或信号泄漏。腐蚀性气体会侵蚀金属触点和端子,导致接触电阻迅速增大且不稳定。
四、排查与处理建议
当遇到FAK-P350T/2KB行程不稳定的故障时,可以按照以下步骤进行电气方面的排查。
1.初步检查与清洁:首先切断设备电源,确保安全。打开跑偏开关的接线盒盖,观察内部是否有明显的进水、积尘、锈蚀痕迹。用干燥的压缩空气或软毛刷小心清理粉尘和杂物。检查所有接线端子,用合适的螺丝刀重新紧固一遍,确保连接牢固。
2.电阻测量法:使用万用表的电阻档,可以有效地判断通路状态和接触电阻。将开关动作机构固定在某一位置(例如一级跑偏位置),测量其对应的输出触点(常开或常闭)之间的电阻。正常状态下,通路的电阻值应接近零欧姆,断路则电阻无穷大。用手轻微晃动导线和开关本体,同时观察万用表示数,如果电阻值发生剧烈跳动,则说明存在接触不良点。此法可用于检查微动开关触点和接线端子。
3.模拟动作测试:在断电情况下,手动缓慢推动跑偏开关的摇臂,模拟输送带跑偏的过程。同时用万用表电阻档监测输出触点的通断变化。观察开关是否在设定的角度范围内稳定地接通或断开。如果在同一位置反复推拉摇臂,通断状态不一致,则基本可判定是微动开关内部故障。
4.替换法验证:如果通过上述检查怀疑是开关本体故障,最可靠的方法是使用一个同型号、确认良好的新开关进行替换。更换后,如果行程不稳定现象消失,则证实原开关内部存在电气故障。对于因电磁干扰导致的问题,应检查电缆敷设路径,将信号电缆与动力电缆分开走线,或采用屏蔽电缆并将屏蔽层可靠接地。
两级跑偏开关FAK-P350T/2KB的行程不稳定故障,其电气根源多集中于内部的微动开关、外部的接线端子与线路,以及所处的工作环境。系统的排查应从简单的清洁紧固开始,逐步运用测量和测试手段定位故障点,最终通过维修或更换解决问题,确保设备保护系统的可靠运行。