斯特林制冷機上電接點壓力表屢損原因及改進方案
介紹了ZL2.8/194型斯特林制冷機工作時，電接點壓力表的故障現象，分析了控制電路的弊端，并提出了2種改進方案。
1.引言
彈簧管式電接點壓力表作為指示、控制 儀表廣泛用于自動對壓力進行區間控制的場 合。測量ZL2.8/194型斯特林制冷機四個缸平 均工作壓力的壓力表中，有一個YX-150型電 接點壓力表。利用表內上限可調電觸頭，控制 制冷機平均工作壓力的上限+值(2.7MPa)。正 常工作時，壓力表指針位于電觸點下面，當制 冷機因某種原因平均工作壓力超過額定值 時，壓力表指針與上限電觸頭相碰，電路接 通，通過控制電路切斷電機電源，制冷機停止 運轉[1]。圖1為制冷機控制電路原理圖。圖中， 交流接觸器型號是CJO-75TH， 1JS型號為SJS-5的時間繼電器，1hs1—4表示4 只水量訊號裝置行程開關串聯在一起，1hu代 表油壓訊號裝置行程開關，1hj表示電接點式 壓力表的電觸頭，1JOjD1JO2S兩個中間繼電 器，型號是JZ7-44TH。
2.故障現象
該型制冷機在一次工作時，突然自動 停機。經檢查，發現水量訊號裝置行程開關 lhs1—4常開觸頭閉合，冷卻系統水量正常; 制冷機油壓達0.16MPa時，行程開關1hu閉 合良好;時間繼電器和交流接觸器良好;制 冷機工質（氫氣）壓力超過2.5MPa(運行時， 壓力就會超過2.5MPa)，電接點式壓力表內 有明顯燃爆痕跡，只是制冷機位于KL-15 型制氧車內，水泵、壓縮機等其它設備噪音 較大，因而未曾聽見燃爆聲。說明電接點式 壓力表內產生過電火花。
3.故障原因
電接點式壓力表1hj觸頭是按圖1所示 的方法接入控制電路的。控制電路工作過 程為:合上自動空氣開關1DZ和組合開關 1K，同時啟動水泵，在4個冷卻器的水量達 到要求后，行程開關1hs1—4常開觸頭閉合， 使中間繼電器1J〇i線圈通電，常開觸頭閉 合，操作電路電源接通。在電動機1D定子繞 組由Y-A換接時(交流接觸器1匚3的主觸頭 斷開，1C2主觸頭閉合)，由于1匚2線圈通電， 其輔助常閉觸頭斷開，如果此時制冷機油 壓己經達到0.16MPa時，行程開關1hu閉合， Y- A換接成功，制冷機投入正常運轉。
從圖1中可以看出，壓力表的兩組觸頭 直接串聯在220V線路中，觸點所加電壓偏 高，加上兩組觸頭又是柔性接觸(不像理想 開關那樣合分干脆利落)，這樣在似接非接 時就會引發強烈的電火花；同時，接觸器在 得電即將吸合的瞬間，其鐵心呈開口狀態， 阻抗很小，通過壓力表觸頭的瞬態沖擊電 流很大[2]。因此，新表使用不久就會造成觸 點氧化燒蝕、接觸不良。輕則使接觸器發生 抖動，大大縮短壓力表和接觸器的壽命，重 則造成燃爆，甚至壓力超限后，壓力表指針 不能接通上限觸頭，以致引發重大事故。
由于壓力表帶電指針與上限給定電觸 頭相碰時會產生電火花，當壓力表的彈簧 管(波登管)漏氣時可能發生燃爆[3]。為確保 安全，不讓氫氣直接進入電接點壓力表。電 接點壓力表的安全裝置。氫氣的壓力通過 橡皮碗傳給其中盛裝的透平油，變為透平 油對壓力表的壓力。由于氫氣的滲透性很 強，在長期運行中少量氫氣會透過橡皮碗 漏到壓力表內。這個表內殘余壓力不影響 正常工作壓力指示，有此情況一般將表內 氫氣釋放，在橡皮碗內補充透平油。盡管考 慮了防止燃爆措施，但實際操作過程中，工 作人員給制冷機氣缸補氣速度過快(造成 壓力超限的多數直接原因），也不將表內氫 氣釋放，更談不上補充橡皮碗內透平油，所 以，容易發生上述事故。
4.改進方案
為減弱或消除壓力表指針與觸頭接通 產生的電火花，避免發生事故，對原控制電 路進行了必要的改動。這樣既保護了壓力 表和接觸器，延長使用壽命，又滿足飛機等 設備氧氣和氮氣的正常保障供應。
降低控制電路電壓的改進方案，即將 控制電路的電壓降為36V。為此需增加一只 380(220)V/36V的變壓器，同時把中間繼電 器和接觸器的線圈換為36V的，如虛線框內 所示。試驗結果表明，通過這種改進，在很 大程度上減弱了電火花，但由于對壓力表 觸頭的瞬態電流沖擊以及接觸器線圈施予 觸頭的反電勢沒能消除，所以本方案無法 徹底根除原控制電路的弊端。
采用直流弱電控制的改進方案。由時 基電路NE555及外圍元件構成雙穩態觸發 電路，帶動中間繼電器1JO2去控制接觸器 1C2。試驗結果表明，壓力表觸頭的工作電 壓僅十幾伏，通過的電流僅幾毫安，幾乎不 存在電壓、電流沖擊，有效地保護了觸頭， 避免了接觸器的抖動，大大延長了它們的 壽命，而且運行安全可靠。
5.結語
采用直流弱電控制的改進方案后運行 己有2年，至今運行良好，電接點壓力表安 然無恙。它不僅提高了裝備的可靠性，減輕 了工作人員的工作強度和心理負擔，還節 約了大量的維修經費，有效地提高了飛機 飛行的保障力度。
制冷送冷車、空氣壓縮機等裝備上面的 壓力或潤滑系統超限控制也用電接點壓力 表。該方案可直接用于它們的控制電路上。
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