摘要：中頻爐被廣泛應(yīng)用于金屬冶煉行業(yè)，但由于該設(shè)備電氣保護(hù)較多，控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，導(dǎo)致故障頻率較高，嚴(yán)重影響了設(shè)備能力的發(fā)揮。本研究工作針對(duì)中頻爐常見電氣故障，如何進(jìn)行排查消除故障進(jìn)行了分析，對(duì)中頻爐設(shè)備故障維修有一定的啟發(fā)意義，減少了中頻爐故障發(fā)生的機(jī)率，降低了維修成本，提高了設(shè)備完好率。

關(guān)鍵詞：中頻爐;可控硅;電容器;電抗器;感應(yīng)線圈

1 可控硅故障

1.1 直流硅故障

檢查直流電壓是否達(dá)到500V左右，如果達(dá)不到500V則說明有只整流硅壞了，如果整流硅壞了，則逐一拆除六組整流硅控制輸出線，每拆下一組檢查直流電流是否發(fā)生變化，如果沒有發(fā)生變化則說明這組對(duì)應(yīng)的可控硅壞了，如果發(fā)生變化則說明這組對(duì)應(yīng)的可控硅是好的，重新裝上后，再拆另一組整流硅控制輸出線看電壓表是否有變化，重復(fù)以上方法依次檢查完六組可控硅即可排除故障。

1.2 逆變硅故障

中頻爐不能正常啟動(dòng)，而且出現(xiàn)不均壓故障報(bào)警，這就說明逆變有可控硅壞了，這時(shí)應(yīng)使用萬用表量2KΩ擋測(cè)量逆變硅，數(shù)值為零，則說明逆變硅已經(jīng)被擊穿，如果測(cè)量結(jié)果為不通則說明逆變硅正常。造成可控硅損壞原因有以下幾點(diǎn)：（1）晶閘管的冷卻水路不通或水量小，晶閘管發(fā)熱使關(guān)斷時(shí)間增大而導(dǎo)致不能關(guān)斷，造成逆變顛覆現(xiàn)象，此時(shí)，應(yīng)該檢查水路并將其疏通;（2）脈沖變壓器發(fā)生老化現(xiàn)象，使逆變硅時(shí)常發(fā)生脈沖信號(hào)提前觸發(fā)的現(xiàn)象，造成逆變換流失敗，遇到此現(xiàn)象應(yīng)該定期及時(shí)更換脈沖變壓器;（3）水冷電纜斷股接觸不良，造成大電流突然斷開回路，使平波電抗器產(chǎn)生很高的自感電勢(shì)，從而產(chǎn)生逆變和整流晶閘管被擊穿的現(xiàn)象，處理此現(xiàn)象應(yīng)更換水冷電纜;（4）中頻爐在運(yùn)行過程中阻容吸收回路電容器、恢復(fù)二極管、電阻器損壞或開路，可控硅在反向關(guān)斷時(shí)，承受反向電壓的瞬時(shí)電壓過高，或電容通過晶閘管放電電流過大，都會(huì)造成可控硅損壞，遇到此現(xiàn)象要檢查阻容吸收回路是否完好。

2 電容器故障

電熱電容器耐壓降低或者電容器底座因灰塵、水、油等雜質(zhì)都會(huì)造成電熱電容器發(fā)生放電現(xiàn)象。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)拆掉電容器上的銅板，并用1000V兆歐表檢測(cè)。如果絕緣良好表明電容器完好，如果絕緣較低，應(yīng)及時(shí)清理電熱電容器底座上的灰塵、水、油污等雜質(zhì)或者更換電容器。測(cè)量前和測(cè)量后，一定要將電容做放電處理。循環(huán)水管路不通暢，電容器不能有效散熱，超過一定的臨界溫度會(huì)導(dǎo)致絕緣發(fā)熱損壞，應(yīng)及時(shí)疏通水路或者更換電容器。

3 感應(yīng)線圈故障

中頻爐重新筑爐襯后若烘爐時(shí)間不夠，會(huì)在升功率燒結(jié)過程中發(fā)生感應(yīng)線圈匝間或?qū)Φ卮蚧?，?yán)重的還會(huì)產(chǎn)生過流跳閘現(xiàn)象，為減少類似故障，爐體在筑爐后一定要嚴(yán)格遵守烘爐操作規(guī)程，確保烘爐時(shí)間。冷卻水管堵塞、供水壓力不足或水質(zhì)渾濁會(huì)影響感應(yīng)線圈冷卻效果，時(shí)間久了就導(dǎo)致感應(yīng)線圈溫度高絕緣老化，最終發(fā)生打火或匝間短路釀成事故，所以在生產(chǎn)過程中要加強(qiáng)點(diǎn)巡檢，各種保護(hù)要齊全，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)要受控。每次筑爐后烘爐前還要對(duì)漏爐報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，保證報(bào)警系統(tǒng)正常，否則會(huì)發(fā)生穿爐事故。

4 電抗器故障

中頻爐啟動(dòng)后，電抗器聲音特別大、沉悶，電壓升起時(shí)很不穩(wěn)定，有顫抖。不時(shí)有過流或過壓故障，有時(shí)甚至燒壞逆變管或主斷路器跳閘，但斷開逆變電路整流部分是好的。這種故障多數(shù)是電抗器有問題：a.電抗器的電感量比正常的大，出現(xiàn)磁路飽和，起不到續(xù)流濾波作用，也不能隔開交流和直流端的電流，電抗器線圈匝數(shù)比正常的多。b.電抗器氣隙板比正常的要薄，電感量變大，此時(shí)要加厚氣隙板。c.電抗器的線圈匝間有滲水、匝間絕緣降低出現(xiàn)打火放電現(xiàn)象。

5 設(shè)備不能正常啟動(dòng)故障

出現(xiàn)設(shè)備不能正常啟動(dòng)，可能是逆變可控硅擊穿、水冷電纜開路、感應(yīng)器匝間短路、補(bǔ)償電容擊穿、觸發(fā)回路不正常等原因，對(duì)于該種故障，只有修復(fù)損壞部位才能恢復(fù)。負(fù)載阻抗不匹配，重載不好啟動(dòng)，可通過增大電抗器間隙、減小換流電感值、諧振回路套接磁環(huán)、電抗器逆變側(cè)并接沖磁電阻、電抗器兩端并接旁路電阻、改變恒流啟動(dòng)值、增大中心頻率VCO電壓值等辦法來解決，但最好的辦法是減少補(bǔ)償電容或增加感應(yīng)器匝數(shù)來調(diào)整負(fù)載阻抗。由于換流電感和逆變輸出至補(bǔ)償電容引線電感的存在，重載時(shí)，負(fù)載阻抗逆變換流時(shí)間增大，原先調(diào)好的小角度會(huì)變小，此時(shí)可能出現(xiàn)升功率至一半時(shí)逆變顛覆，所以，空載調(diào)小角度時(shí)，應(yīng)偏大一點(diǎn)為好。

6 設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)的故障

6.1過流保護(hù)動(dòng)作，晶閘管和快速熔斷器燒毀

過流保護(hù)是為了向電網(wǎng)釋放平波電抗器的能量，整流橋由整流狀態(tài)轉(zhuǎn)到逆變狀態(tài)，這時(shí)如果α>120度，就有可能造成有源逆變顛覆，燒毀多只晶閘管和快速熔斷器，開關(guān)跳閘，并伴隨有巨大的電流短路爆炸聲，對(duì)變壓器產(chǎn)生較大的電流和電磁力沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞變壓器。出現(xiàn)類似故障要檢查電腦板，更換電腦板中損壞元件，條件許可的話直接更換電腦板。

6.2直流電壓波動(dòng)，設(shè)備伴隨有吱吱的聲音

這種故障較難排除，多發(fā)生于設(shè)備的某部件內(nèi)部高壓打火、連接銅排接頭螺絲松動(dòng)造成打火、斷路器主接頭氧化導(dǎo)致打火、補(bǔ)償電容接線樁螺絲松動(dòng)引起打火、補(bǔ)償電容內(nèi)部放電阻容吸收電打火、爐體感應(yīng)線圈對(duì)爐殼或爐底板打火、爐體感應(yīng)線圈匝間打火或起弧、固定爐體感應(yīng)線圈的絕緣柱因高溫炭化放電打火等。發(fā)現(xiàn)類似故障只能按照以上分析進(jìn)行排查即可處理。

6.3設(shè)備工作正常，但功率上不去

設(shè)備正常運(yùn)行，功率調(diào)不上去，主要是以下幾方面的原因：（1）功率給定電位器損壞或斷線，這樣只需更換電位器或重新焊接線頭即可恢復(fù)正常。（2）過電流保護(hù)動(dòng)作。a.由于一次過電流保護(hù)或二次過電流保護(hù)設(shè)定值低，造成的多電流保護(hù)電路動(dòng)作的現(xiàn)象，此時(shí)，應(yīng)該放大電流保護(hù)設(shè)定值。②由于電路干擾造成的過電流保護(hù)電路動(dòng)作的現(xiàn)象，應(yīng)該在電路中加入平波電抗器來消弱電路的干擾。（3）負(fù)載輕導(dǎo)致直流電壓和中頻電壓達(dá)到額定值，但中頻電流卻很小，并且中頻功率達(dá)不到額定值，發(fā)生此現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)增加電容容量，從而提高中頻功率。（4）由于感應(yīng)線圈匝間短路或者感應(yīng)線圈對(duì)地短路，從而造成過壓保護(hù)電路或過流保護(hù)電路動(dòng)作的現(xiàn)象發(fā)生。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查感應(yīng)線圈以確保線圈匝間清潔，并清理感應(yīng)線圈周圍弧光粉及灰塵。（5）逆變晶閘管出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)該拆掉晶閘管，并用萬用表量其陰陽極電阻或者在啟動(dòng)中頻后用示波器測(cè)量?jī)删чl管兩端電壓波形，并觀察波形是否是處于一條直線。若是一條直線則證明此晶閘管已經(jīng)被擊穿，應(yīng)該及時(shí)更換逆變晶閘管。（6）逆變晶閘管發(fā)生關(guān)不斷的現(xiàn)象。應(yīng)該在啟動(dòng)中頻后用示波器測(cè)量此晶閘管兩端，觀察其電阻是否為零，由此可確定此晶閘管運(yùn)行時(shí)是否關(guān)不斷，如果關(guān)不斷，應(yīng)及時(shí)更換逆變晶閘管。（7）發(fā)生逆變晶閘管沒觸發(fā)導(dǎo)通的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該使用示波器測(cè)量此晶閘管的兩端的電壓波形，若波形為正弦波則證明此晶閘管沒有導(dǎo)通，應(yīng)檢查脈沖變壓器波形是否正常。

7 結(jié)語

造成設(shè)備故障的原因較多，逐一排查起來不容易。不同的故障原因也會(huì)造成相似的故障現(xiàn)象。如果不能深入了解中頻爐的基本原理，就不能透過現(xiàn)象看到產(chǎn)生故障的本質(zhì)原因。本文通過對(duì)中頻爐常見故障及排除辦法進(jìn)行了分析，為中頻爐常見故障排除指定了方向。

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作者簡(jiǎn)介：何宏（1974-12-26），男，漢族，云南省楚雄州祿豐縣人，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，研究方向：中頻爐常見電氣故障研究。