中頻爐常見故障淺析

徐必文

（陜汽集團陜西金鼎鑄造有限公司，陜西 寶 雞 7 22408）

中頻熔煉爐逐漸成為鑄造行業的首選熔化爐，它具有操作方便、節能等特點。但相對于沖天爐、電弧爐、工頻爐，它的維修難度較大。為此，將部分維修經驗總結如下。

一、開機后設備不能正常啟動

1.故障1

故障現象：啟動時直流電流大，直流電壓和中頻電壓低，設備聲音沉悶并啟動過流保護。

分析處理：逆變橋有一橋臂的晶閘管可能短路或開路造成逆變橋三臂橋運行。用示波器分別觀察逆變橋的4個橋臂上的晶閘管管壓降波形，若有一橋臂上的晶閘管的管壓降波形為一線，該晶閘管已穿通；若為正弦波，該晶閘管未導通，更換已穿晶閘管，并查找晶閘管未導通的原因。

2.故障2

故障現象：啟動時直流電流大，直流電壓低中頻電壓不能正常建立。

分析處理：補償電容短路。斷開電容-查找短路電容-更換短路電容。

3.故障3

故障現象：重載冷爐啟動時，各電參數和聲音都正常，但功率升不上去，過流保護。

分析處理：

(1)逆變換流角太小。用示波器觀看逆變晶閘管的換流角，把換流角調到合適值。

(2)爐體絕緣阻值低或短路。用兆歐表檢測爐體阻值，排除爐體的短路點。

(3)爐料鋼鐵相對感應圈阻值低。用兆歐表檢測爐料相對感應圈的阻值；若阻值低重新筑爐。

4.故障4

故障現象：零電壓掃頻啟動電路啟動困難。

分析處理：

(1)電流負反饋量調整不當，檢查電流互感器同名端。

(2)檢查信號線是否過長過細。

(3)檢查中頻變壓器和隔離變壓器，特別要注意變壓器匝間短路，重新調整電流負反饋量，更換已損壞的部件。

5.故障5

故障現象：零電壓它激掃頻啟動電路啟動困難。

分析處理：

(1)掃頻起始頻率選擇不合適，重新選擇起始頻率。

(2)掃頻電路有故障，用示波器觀察掃頻電路的波形和頻率，排除掃頻電路故障。

6.故障6

故障現象：啟動時各電參數和聲音都正常，升功率時電流突然消失，電壓到額定值過壓過流保護。

分析處理：檢查負載銅排接頭和水冷電纜。

二、設備能啟動但工作狀態不對

1.故障1

故障現象：設備空載能啟動，但直流電壓達不到額定值，直流平波電抗器有沖擊聲并伴隨抖動。

原因分析：關掉逆變控制電源，在整流橋輸出端上接上假負載，用示波器觀察整流橋的輸出波形，可看到整流橋輸出缺相波形，缺相的可能原因如下。

(1)整流觸發脈沖丟失。

(2)觸發脈沖的幅值寬度太窄，導致觸發功率不足，造成晶閘管時通時不通。

(3)雙脈沖觸發電路的脈沖時序不對或脈沖丟失。

(4)晶閘管的控制極開路、短路、接觸不良。

2.故障2

故障現象：設備能正常順利啟動，當功率升到某一值時過壓或過流保護。

原因分析：分兩步查找故障原因。

(1)先將設備空載運行，觀察電壓能否升到額定值；若電壓不能升到額定值并且多次在電壓某一值附近過流保護，可能是補償電容或晶閘管的耐壓不夠所致，但也不排除是電路某部分打火造成的。

(2)電壓能升到額定值，可將設備轉入重載運行，觀察電流值是否能達到額定值；若電流不能升到額定值，并且多次在某一值附近過流保護，可能是大電流干擾所致，要特別注意中頻大電流的電磁場對控制部分和信號線的干擾。

三、設備正常運行時易出現的故障

1.故障1

故障現象：設備運行正常，但在正常過流保護動作時燒毀多只KP晶閘管和快熔。

原因分析：過流保護時為了向電網釋放平波電抗器的能量，整流橋由整流狀態轉到逆變狀態，這時如果α＞120°，就有可能造成有源逆變顛覆，燒毀多只晶閘管和快熔，開關跳閘，并伴隨有巨大的電流短路爆炸聲，對變壓器產生較大的電流和電磁力沖擊，嚴重時會損壞變壓器。

2.故障2

故障現象：設備運行正常，但在高電壓區內某點附近設備工作不穩定，直流電壓表晃動，設備伴隨有吱吱的聲音，容易造成逆變橋顛覆燒毀晶閘管。

原因分析：這種故障多發生于設備的某部件高壓打火，可根據情況對應處理，常見打火情況如下。

(1)連接銅排接頭螺絲松動造成打火。

(2)斷路器主接頭氧化導致打火。

(3)補償電容接線樁螺絲松動引起打火，補償電容內部放電阻容吸收電打火。

(4)水冷散熱器絕緣部分太臟或炭化對地打火。

(5)爐體感應線圈對爐殼、爐底板打火，爐體感應線圈匝間距太近，匝間打火或起弧，固定爐體感應線圈的絕緣柱因高溫炭化放電打火。

(6)晶閘管內部打火。

3.故障3

故障現象：設備運行正常但不時地可聽到尖銳的嘀嘀聲，同時直流電壓表有輕微擺動。

原因分析：用示波器觀察逆變橋直流兩端的電壓波形，一個周波失敗或不定周期短暫失敗，并聯諧振逆變電路短暫失敗，可自行恢復。周期性短暫失敗一般是逆變控制部分受到整流脈沖的干擾，非周期性短暫失敗一般是由中頻變壓器匝間絕緣不良產生。

4.故障4

故障現象：設備正常運行一段時間后出現異常聲音，電表讀數晃動設備工作不穩定。

分析處理：主要是設備電氣元器件的熱特性不良所致，可把設備的電氣部分分為弱電和強電兩部分，分別檢測。先檢測控制部分，可預防損壞主電路功率器件，在不閉合主電源開關的情況下，只接通控制部分的電源，待控制部分工作一段時間后，用示波器檢測控制板的觸發脈沖，看觸發脈沖是否正常。在確認控制部分正常的前提下，啟動設備，不正常現象出現后，用示波器觀察每只晶閘管的管壓降波形，找出熱特性差的晶閘管；若晶閘管的管壓降波形都正常，這時就要注意其他電氣元件是否有問題，如斷路器、電容器、電抗器、銅排接點和主變壓器。

5.故障5

故障現象：設備工作正常但功率上不去。

原因分析：設備工作正常只能說明設備各部件完好，若功率上不去，則說明設備各參數調整不合適。影響設備功率的主要原因如下。

(1)整流部分沒調好，整流管未完全導通，直流電壓沒達到額定值影響功率輸出。

(2)中頻電壓值調得過高或過低影響功率輸出。

(3)截流截壓值調節不當使得功率輸出低。

(4)爐體與電源不配套嚴重影響功率輸出。

(5)補償電容器配置得過多或過少都得不到電效率和熱效率最佳的功率輸出，即得不到最佳的經濟功率輸出。

(6)輸出回路的分布電感和諧振回路的附加電感過大，影響最大功率輸出。

6.故障6

故障現象：設備運行正常但在某功率段升降功率時，設備出現異常聲音抖動，電氣儀表指示擺動。

原因分析：這種故障一般發生在功率給定電位器上，功率給定電位器某段不平滑跳動，造成設備工作不穩定，嚴重時造成逆變顛覆，燒毀晶閘管。

7.故障7

故障現象：設備運行正常但旁路電抗器發熱燒毀。

原因分析：造成旁路電抗器發熱燒毀的主要原因如下。

(1)旁路電抗器自身質量不好。

(2)逆變電路存在不對稱運行，其主要原因來源于信號回路。

8.故障8

故障現象：設備運行正常，經常擊穿補償電容。

原因分析：故障原因如下。

(1)中頻電壓和工作頻率過高。

(2)電容配置不夠。

(3)在電容升壓電路中，串聯電容與并聯電容的容量相差太大，造成電壓不均擊穿電容。

(4)散熱不好擊穿電容。

9.故障9

故障現象：設備運行正常但頻繁過流。

原因分析：設備運行時各電參數波形聲音都正常，但頻繁過流。當出現這樣的故障時要注意，是否是由于布線不當產生電磁干擾和線間寄生參數耦合干擾，如強電線與弱電線布在一起，工頻線與中頻線布在一起，信號線與強電線、中頻線匯流排交織在一起等。

四、直流平波電抗器

故障現象：設備工作不穩定，電參數波動，設備有異常聲音，頻繁出現過流保護和燒毀快速晶閘管。

原因分析：直流平波電抗器易出現的故障如下。

(1)用戶隨意調整電抗器的氣隙和線圈匝數，改變電抗器的電感量，影響了電抗器的濾波功能，使輸出的直流電流出現斷續現象，導致逆變橋工作不穩定，逆變失敗燒毀逆變晶閘管。隨意調整電抗器的氣隙和線圈匝數，會在逆變橋直通短路時降低電抗器阻擋電流上升的能力，燒毀晶閘管；改變電抗器的電感量則會影響設備的啟動性能。

(2)電抗器的線圈若有松動，在設備工作時電磁力使線圈抖動，電感量突變，在輕載啟動和小電流運行時易造成逆變失敗。

(3)器線圈絕緣不好，對地短路或匝間短路、打火放造成電抗器的電感量突跳和強電磁干擾，設備工作不穩定產生異常聲音頻繁，過流燒毀晶閘管。造成線圈絕緣層緣差和短路的原因如下。

①散熱差，溫度過高導致絕緣層絕緣變差打火炭化；

②電抗器線圈松動，線圈絕緣層與線圈絕緣層之間線圈絕緣層與鐵心之間，相對運動摩擦造成絕緣層損壞；

③在處理電抗器線圈水垢時，把酸液滲透到線圈內酸液腐蝕銅管并生成銅鹽破壞絕緣層。

五、晶閘管

1.故障1

故障現象：更換晶閘管后一開機就燒毀晶閘管。

分析處理：設備出故障燒毀晶閘管，在更換新晶閘后不要馬上開機，首先應對設備進行系統檢查排除故障在確認設備無故障后開機，避免出現再次燒毀晶閘管的象。在壓裝新晶閘管時一定要注意壓力均衡，否則就會成晶閘管內部芯片機械損傷，導致晶閘管的耐壓值大幅降，出現一開機就燒毀晶閘管的現象。

2.故障2

故障現象：更換新晶閘管后開機正常，但工作一段間再次燒毀晶閘管。

分析處理：發生此類故障的原因如下。

(1)控制部分的電氣元器件熱特性不好。

(2)晶閘管與散熱器安裝錯位。

(3)散熱器經多次使用或壓裝過小臺面晶閘管，造成熱器臺面中心下凹，導致散熱器臺面與晶閘管臺面接觸良而燒毀晶閘管。

(4)散熱器水腔內水垢太厚、導熱差造成元件過熱毀。

(5)快速晶閘管因散熱不好溫度升高，同時晶閘管的斷時間隨著溫度升高而增大，最終導致元件不能關斷造逆變顛覆，燒掉晶閘管。

(6)晶閘管工作溫度過高，門極參數降低，抗干擾能下降，易產生誤觸發，損壞晶閘管和設備。

(7)查阻容吸收電路是否完好，這個應特別注意：逆吸收電容應用2 500V絕緣搖表充電，然后用導線就可對放電狀況，將容量失效的找出換掉，用萬用表可能測不存在故障。