北京水阻柜-鄂动机电-高压水阻柜原理

本文对因水阻柜故障引起的电动机无法启动、启动时跳闸和运行中水阻柜报警等现象加以总结。

1 无法启动

其原因主要是水阻柜无备妥信号，因为备妥信号只在电动机启动时有效，电动机启动完毕后有无备妥信号均可。故障的原因及解决方法分为以下几种。

1.1 液体温度超过设定值

水阻柜液体温度由温控仪检测，测温元件为Cu50热电阻；液体温度下限设定在5℃，上限设定在70℃。

（1）液体温度低于下限设定值：出现这种情况主要在冬季，长时间停机，液体可能会结冰，活动极板无法移动。同时温控仪将PLC电源断开，PLC失电，水阻柜无备妥信号输出。此情况下，可开启加热器。

（2）液体温度高于上限设定值：出现这种情况主要是电动机多次启动或在启动前液体温度已经接近上限设定值，在启动过程中液体温度上升，高于上限设定值（甚至会引起液体“开锅”，溢出箱体）。温控仪输出温度高信号给PLC,水阻柜无备妥信号输出，停车后无法再次启动。这时可让液体自然冷却或用冷却风机使其冷却，不过耗时过长；另一方法是将水阻柜中的液体抽出二分之一，加入凉水来降低水温，并再向液体中逐步添加Na2CO3，观察启动效果，满足启动电流≤1.3Ie即可。

（3）测温元件Cu50热电阻开路，温控仪显示温度超过上限设定值，更换Cu50热电阻即可。

1.2 水阻箱里的液位低

在夏季因为环境温度高或经常启动后溶液的温度升高造成水蒸发，水箱内液面如果低于水箱盖板100mm以下，也为继电器输出PLC液位低信号，水阻柜无备妥信号输出，停车后无法再次启动，一般加水至标准水位即可正常启动。

1.3 水阻柜复位后活动极板未回到上限（未移动）

停车后，水阻柜复位，活动极板要回到初始位置，为下一次启动做准备。如果水阻柜复位后活动极板为回到上限（未移动），PLC检测不到行程上限开关信号，水阻柜就无备妥输出。其原因是带动活动极板移动的丝杠滑丝、伺服电动机不转或行程上限开关坏。丝杠滑丝和行程上限开关坏时只能更换；伺服电动机不转，主要是复位接触器KM2坏或伺服电动机自身损坏。

1.4 PLC自检不正常

故障多发生在长时期停机再启动主机的时候。PLC内部编有自检程序，主要检测水阻柜有无报警信号，水阻柜若有报警信号，则PLC自检不能通过。

（二）利用供热系数Ｑ＝Ｋ·Ｆ·△Ｔ来计算 　　

一般来说，△Ｔ已经计算出来，Ｆ是散热面积，传热系数Ｋ，可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的，这种计算方法一般用在还没有经过热工检验，正在试制的散热器中。一般热工计算都采用热工检验报告中散热量与计算温度的关系来计算。 　　 还有很多用户和经销商会经常问我这样一个问题，那就是房间内应安装多少柱的散热器，又是根据什么计算出来的呢？下面我就给大家一一介绍： 　　 　　

1．房间的供暖热负荷 　　 　　

当室内温度存在差异时，热交换总是存在的。房屋通过墙、窗、门、屋顶、地面围护结构传出的热量及渗入的冷空气所需的热量为房屋的散热量。房间通过除供暖系统之外的其他途径（如太阳辐射、***、照明、电气用具、炊事等）所得到的热量称为得热量。在普通建筑物中，一般来说，其失热量大于得热量。为了使室内温度维持在人们生活、工作所要求的某个平均温度值，需要用供暖系统进行热补偿。房间失热量与得热量的差值称为房间的供暖热负荷。这些热量是供暖系统提供的。所以，通常亦称为供暖系统的热负荷或房屋耗量。 　　 　　

2．房屋供暖热负荷的估算 　　 　　

Ｑ＝ｑ×Ｆ式中Ｑ－房屋总耗热量（Ｗ） 　　 　　

ｑ－单位面积热指标（Ｗ／ｍ２） 　　 　　

Ｆ－房屋总面积（ｍ２） 　　 　　

但是在计算中应考虑到房屋的朝向的差别，外墙的差别，屋顶及地板的差别等因素，做相应的调整，其调节公式可表述为： 　　 Ｑｉ＝［1＋∑Ｂｉ］×ｑ×Ｆ 　　 　　

式中Ｑｉ－该房间的总热负荷（ｍ２） 　　 　　

Ｆ－单位面积热指标（Ｗ／ｍ２） 　　 　　

∑Ｂｉ－各房间修正系数总和 　　 　　

需要强调的是，采用耗热指标计算房间的热负荷，只能适应一般的概略计算，对于正规的工程设计或一些特殊建筑物，均应按照规范规定的计算方法进行仔细的计算，以求计算得更准确可靠一些。 　　 　　

同时还要考虑到地区、是否连续供暖等。如何取单位面积热指标来计算建筑物应安装多少散热器？这是由供暖工程师设计计算的。其计算很复杂，计算量也很大，一般人难以进行。因此，作为我们的一般人员，可用简单的经验数据来取单位面积热指标，然后再来计算。 　　 　　

下面我就讲一下具体怎么计算的问题。 　　 　　

房间的供暖热负荷应当由供暖散热器承担，以散热器向室内空间散发出的热量去补偿房间的耗热量，维持房间内空气的某一平均温度值，散热器的基本计算公式为N=QJ/QS 　　 　　

其中ＱＪ-房间的供暖热负荷（即房间失、得热量的差值） 　　 　　

Ｑｓ－散热器在供热条件下温差△Ｔ的散热量（Ｗ/柱） 　　 　　

ｎ－散热器的数量（柱数） 　　 　　

举个例子如下，以15平方米房间一间，采用中心距600ＭＭ铜铝复合74×60散热器。采暖设计的技术参数为进水温度为80摄氏度，出水温度为60摄氏度，室温为20摄氏度。 　　 　　

求温差△Ｔ＝（80摄氏度＋60摄氏度）／2－20摄氏度＝50摄氏度 　　 　　

计算在温差△Ｔ＝50摄氏度的散热量通过热工检验报告中查得散热量与计算温差的关系式为Ｑ＝5.8259×△Ｔ１．２６８（十柱） 　　 　　

当△Ｔ＝50摄氏度时，散热量Ｑ＝5.8259×50１．２６８＝831Ｗ（十柱） 　　 　　

房间供暖热负荷是这样估算的，根据公式Ｑ＝ｑ×Ｆ，我们选ｑ的上限７０Ｗ/平方米Ｑ＝70Ｗ/平方米×15平方米＝1050Ｗ，根据公式Ｎ＝ＱＪ/ＱＳ，Ｎ＝1050Ｗ÷83Ｗ/柱＝12.65柱≈13柱 　　 　　

在计算完成后，为了防止出现误差，再适当增加10%左右．

运行原理如下：电机开关柜合闸的同时，水阻柜接收到真空断路器运行信号，动极板自上而下开始运行，在设定的时间内电阻值逐渐下降，当电阻接近于零时，安装在水阻柜内的真空接触器吸合，电机启动完成，经过几秒后，动极板自动复位至原始状态，等待一下次启动。如水阻柜在预定的时间内起动没有完成就会发出一个故障报警信号，自动切断开关柜，确保电机不开路。

对于笼型电机而言，液体电阻起动柜有两种方案，对于星型接法的电机，如星点能够打开，原理与绕线电机水阻柜的原理基本相同，对于角型接法或星点不能打开的笼型电机，水阻柜只能串接在定子回路中，电机启动完毕后需要将水阻柜用断路器隔离开，以防水阻柜长期带电引发安全事故。目前，不少水阻柜生产厂家在设计及生产时为降低成本，水阻柜只采用一台真空断路器，电机启动完成后水阻柜任然带电，这是不安全的，万一水箱受损，液体***，必定引发安全事故。