主スイッチとその制御回路の保守と修理
一、船舶用主スイッチ制御回路の保護機能原理分析
以 DW98型自動空気遮断器 例として。このモデルは半導体トリップ装置を保護装置として採用しており、低電圧遅延、特大短絡瞬時、短絡短遅延、過負荷長遅延の4種類の保護機能を実現できる。
1. 電圧低下遅延トリップ保護
1. 電圧低下遅延トリップ保護電源供給： 発電機の電圧は変圧器B₁で降圧され、ZLブリッジ整流、Rz/C₈フィルタリング、W₅電圧安定化を経て、トランジスタの直流安定化動作電源を供給する。
信号形成： 電圧 UAᴄ は B₁ の第1次巻線で降圧され 15V となり、D₁₅ による半波整流と C₅ によるフィルタリングを経て、R₂₀ 分圧器で低電圧直流制御信号が抽出される。この信号は発電機電圧に比例する。
動作ロジック：
- 正常状態： R₂₀の電圧がW₄を破壊し、BG₅が飽和導通状態となり、短絡遅延コンデンサC₆が作動する。これにより出力回路に信号が伝達されない。
- 電圧不足状態： 電圧が設定値（例：65% U₀）を下回ると、W₄が遮断され、BG₅が遮断される。電源はR₂₁/R₂₂を介してC₆/C₇を充電する。
- 遅延選択： 0.5秒、1秒、3秒、5秒。コンデンサ電圧がバイポーラトランジスタBTのピーク値に達すると、SCRが導通し、電圧低下トリップ装置Sが失電してトリップする。
2. 過電流トリップ保護
電流変成器LH₁～LH₃により三相電流を検出し、ブリッジ整流及びフィルタ処理を経て、三組の並列分圧器により低電圧直流信号に変換される：
- 特大短絡瞬時： R₂₂、R₂₃、R₃信号検出。電流速断保護を利用し、設定値は通常(5～10) IK。
- 短絡短時間遅延： R₄、R₂₇、R₅ 信号検出。定時限特性を有し、遅延時間 0.2～0.6秒、設定値 (3～5) IK。
- 過負荷長時間遅延： R₂₈、R₆ 信号検出。C₃ 充電の逆時限特性（過負荷が大きいほど遅延が短い）を利用し、設定値 (1.0～2.5) IK。
二、主スイッチの日常メンテナンス
主スイッチの動作状態は以下の通りです：勤務地（主接点が閉じた）、試験位置（主回路が切断され、二次回路が接続される）および切断位置（完全な安全隔離）。
1. 定期メンテナンス規定
| 周期 | プロジェクト内容 |
|---|---|
| 6か月ごとに | 可動部に潤滑グリースを塗布；ネジを締め付け；接点厚さを測定（1/3以下に減った場合は交換）；消弧室を清掃；閉路コイルを点検。 |
| 2年ごとに | 脱落電流設定値と遅延時間を校正する。 |
| 寿命後期 | 機械寿命の3/4が使用済みの場合、校正作業は年1回に変更すべきである。 |
2. メンテナンス点検リスト
- 外観検査： 外装にひび割れ、錆、過熱痕跡がないことを確認する。ハンドル、ボタンはスムーズに動作する。
- 洗浄・潤滑： 精密電気用洗浄剤を使用して接点の酸化層を除去する；駆動部品には専用グリースを塗布する。
- 絶縁試験： メガオームテスター（500V/1000V）を使用して測定した場合、絶縁抵抗は 1 MΩ。
- 機能テスト： 手動開閉の滑らかさを検証し、保護装置のトリップ感度を模擬する。
三、 よくある故障と修理
1. 閉路できない
機械： 蓄能スプリングの故障または機構の固着を確認する。
電気： 閉路コイルの抵抗（数十～数百オーム）および制御電源電圧をテストする。
2. 異常トリップ
誤動作： リレーの設定不良または外部干渉。
実際の故障： 負荷側接地または短絡の調査。
3. 接点の焼損
軽度の焼損はサンドペーパーで研磨可能。深刻な場合は接点を交換し、発熱による火災を防止すること。
4. 制御回路のトラブルシューティング
テスターの導通テスト機能で端子台やコネクタを順次点検する。対地短絡の場合はセグメント分離法位置決め。
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