ZJ40DBL 鉆機西門子變頻器維修實例

張 川

（大慶鉆探鉆井四公司裝備管理科，吉林松原 138000）

0 引言

大慶鉆探鉆井四公司ZJ40LDB 鉆機轉盤采用西門子6SE70 變頻器驅動，西門子變頻器具有調速性能優良、堅固耐用、維修方便等特點。該系列變頻器內部有完善的監測功能，在變頻器內外電路出現故障時執行斷電、停機保護動作，有效保護變頻器和電機。但實際應用中變頻器外部電路也會出現故障，變頻器保護電路無法保護，導致變頻器故障。

1 ZJ40DBL 鉆機變頻器外部控制電路

ZJ40DBL 鉆機轉盤采用變頻器驅動，鉆機司鉆控制臺有變頻控制裝置，供司鉆啟停轉盤，調速控制。簡化的控制電路如圖1 所示，電源模塊提供直流24 V 和10 V 電源，轉盤啟停控制接入CUVC 板X101:9 端口，轉盤正反轉控制接入X101:8 端口，變頻器故障復位控制接入X101:7 端口，轉盤急停控制接入X101:6 端口，轉盤速度控制由電位器提供0～10 V 電壓，接入X101:15、X101:16 端口，變頻器根據電壓大小進行速度控制。

圖1 轉盤變頻器控制電路

2 ZJ40DBL 鉆機變頻器故障處理

某天，維修人員接到井隊電話，報告說轉盤變頻器無法啟動，用微信視頻指導現場人員進行初步檢查。現場視頻顯示，變頻器上電時PMU 不顯示，打開變頻柜門后觀察CUVC 板，發現控制板有燒損痕跡，現場人員反映有很濃的焦糊味。根據故障現象判斷CUVC 板燒毀，現場人員無法解決，需要專業維修人員上現場解決該故障。

維修人員到井隊開始維修，由于CUVC 板燒毀，說明一定是由外部高壓電竄入造成。這類故障應首先排除變頻器外部電路故障，首先檢查轉盤電機冷卻風機電機，當風機啟動時，不運轉，發電機聲音突然增大，檢查后發現風機電機接地燒毀（風機采用100 A 斷路器直接控制），變頻房燈也不亮，檢查總電源，發現電源進線L2 相無電壓。檢查發電機后，發電機主斷路器中間觸頭無法接通，說明斷路器損壞，判斷風機損壞原因為發電機斷路器損壞后，造成電源缺相，又因100 A 斷路器無法保護風機電機，造成風機缺相燒毀。繼續檢查司鉆臺上轉盤控制柜，發現電源模塊0 V 端子用導線與控制箱外殼連接（非原廠接線）。高壓電竄入的原因找到，即發電機斷路器損壞→轉盤風機電機損壞（100 A 斷路器無法保護電機，電機燒毀后斷路器不斷電）→鉆機主體設備帶高壓電→高壓電經過電源模塊0 V 端進入CUVC 板→高壓電損壞CUVC 板。

排除外部電路故障后開始維修變頻器，根據經驗，高壓電進入變頻器CUVC 板后還可能損壞其他控制板。對變頻器控制部分進行拆解檢查，發現CUVC 板、EB1 板、IVI 接口板和電源板均有明顯燒毀痕跡，圖2 為高壓電竄入燒毀的控制板。更換損壞的控制板后，由于原來參數沒有備份，恢復參數耽誤了一些時間，重新設置變頻器參數后，完成變頻器維修工作。

圖2 高壓電竄入燒毀的控制板

3 本次維修的經驗教訓及預防措施

由于鉆井生產的特殊性，當設備出現故障時，現場人員為不耽誤生產，采取設備臨時變更措施，該鉆機的轉盤電機風機就是因控制保護電路損壞而采用100 A 空開臨時控制。變更后沒有及時恢復原來電路，造成風機燒毀。因此在設備維修中應恢復原電路功能，如做變更處理，應進行設備變更風險評估，采取對應措施，及時消除隱患。

對變頻器控制電路慎重進行接地處理，本次故障的高壓電就是電源模塊的臨時接地線竄入變頻器控制板。

設備安裝時應進行等電位接線，應使用25 mm2的銅導線對變頻房和鉆機主體進行等電位連接，如果該鉆機有等電位連接，就會避免因電機燒毀接地，設備帶電而損壞變頻器。

設備調試完畢后，應及時用電腦或操作面板OP1S（6SE7090-0XX84-2FK0）及時備份，以便今后維修時使用。

4 變頻器使用維護的其他注意事項

要給變頻器良好的使用環境，包括穩定的電源電壓、頻率，合適的溫度、濕度。其次應適當降低變頻器負荷，設置參數時對最大轉矩、最大電流等要留出一定余量，這樣可以有效延長變頻器使用壽命。最后應定期維護，清除變頻器內部灰塵，緊固松動部件。