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中頻爐常見故障彙總和故障分析

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中頻爐常見故障彙總和故障分析

發布日期:2018-08-14 作者: 點擊:

  随着國内中頻爐技術的發展、推廣,在金屬熱加工領域,中頻爐已經部分代替了燃煤爐等設備。在使用中頻爐的過程中,出現中頻爐開機設備無法正常啟動、設備有異常聲音、晶閘管燒毀等現象,常令中頻爐維修人員煩心,有時還咋就解決不了。德昌電爐根據多年中頻爐維修記錄,整理資料見下,供維修人員參考。

  

  A)中頻電源三橋臂運行故障

  

  故障現象,起動困難。偶爾起動中頻嘯叫聲比正常時低,直流電壓低,直流電流很大,加大直流電

  

  壓過流,用示波器觀察逆變橋臂波形時,有一臂正常,另一臂為直線。

  

  1). 可能逆變側有一橋臂的元件損壞或擊穿(用萬用表重點檢查晶閘管的阻值;檢查阻容吸收,電路中的電容是否擊穿;檢查外線是否短路)

  

  2). 可能逆變側有一橋臂的晶閘管沒有被觸發導通(檢查逆變觸發脈沖是否正常,晶閘管的觸發功

  

  率是否太大)。

  

  3). 逆變移相反壓角太小,使晶閘管不能關斷。加大逆變反壓角,增加儲備時間,使晶閘管可靠管

  

  斷或增加負載電路的電容量,使頻率降低一些。

  

  4). 負載爐圈對地短路或紮間短路将造成三橋臂運行,造成過流。

  

  B)濾波電抗器故障

  

  1). 線圈絕緣損壞,線圈匝間擊穿短路時,低直流電壓,低直流電流可以起動;加大直流電壓,由于電感量下降,電路中電流突變造成過流;線圈對鐵芯短路時,造成整流電路對地短路可能使整流晶閘

  

  管擊穿。

  

  2). 電抗器聲音異常,鐵芯或氣隙未夾緊或三相電壓有波動

  

  3). 水路堵塞

  

  C)中頻水冷電纜的故障

  

  中頻爐用水冷電纜它是采用每根直徑Φ0.6–Ф0.8紫銅線絞合而成,承受足夠載流量的導電載體,和電纜接頭,防腐蝕、帶阻燃性好的高質量橡膠管制作而成。對于500公斤電爐,電纜截面積為480平方毫米,對于250公斤中頻爐爐,電纜截面積采用300至400平方毫米。水冷電纜外膠管采用耐壓5公斤的壓力橡膠管,裡面通以冷卻水,它是負載回路的一部分,工作時受到拉力和扭力,與中頻爐爐體一起傾動而發生曲折,因此時間長後容易在柔性連接處斷裂開。水冷電纜斷裂過程,一般是先斷掉大部分後,在大功率運行時把未斷小部分很快燒斷,這時中頻電源就會産生很高的過電壓,如果過電壓保護不可靠,就會燒壞逆變晶閘管。水冷電纜斷開後,中頻電源無法啟動工作。如不檢查出原因而反複啟動,就很可能燒壞中頻電壓互感器。檢查故障時先把水冷電纜與電熱電容器輸出銅排脫開,用萬用表電阻擋(200Ω擋)測量電纜的電阻值,正常時電阻值為零,斷開時為無窮大。用萬用表測量時,應把爐體翻到傾倒位置,使水冷電纜掉起,這樣使斷處徹底脫離,才能正确判斷是否斷芯

  

  D)中頻爐洩放電感發熱故障

  

  故障現象:中頻爐在升壓負載中洩放電感發熱甚至燒壞。

  

  故障分析及處理:中頻爐引起洩放電感發熱的原因有以下三點:

  

  1.串并聯組電容器的容量差别很大,會造成直流電荷釋放的電流增大,若洩放電感的容量較小就會引起發熱。

  

  2.逆變脈沖不對稱。逆變器對逆變脈沖的要求是兩組脈沖互差180°,如果逆變脈沖互差不是180°,則逆變輸出電壓的正負半周的時間也不一緻,導緻補償電容器在一個周期兩次充電的時間不一緻,那麼時間長的半周給電容器充的電還未放完時,時間短的半周已開始給電容器充電,在電容器上就積累了一定電荷。逆變電壓正負半周的時間差别越大,直流電荷就越高,流過洩放電感的電流就越大,當電流達到一定程度時,洩放電感就會引起發熱現象甚至燒毀。所以,當洩放電感發熱時,一定要仔細檢查逆變脈沖的對稱度,如果不對稱就應分析原因,檢查逆變脈沖形成電路,解決逆變脈沖不對稱現象。在逆變脈沖形成電路中,兩路脈沖形成電路是對稱的。如果出現逆變脈沖不對稱,一般可能是由電容器容量、電阻阻值變化引起,也可能是集成電路内部參數變化引起。

  

  3.逆變可控矽有一隻燒壞。當一隻逆變可控矽燒壞後,設備常常可以啟動,這時如果不注意觀察設備的運行狀态,讓設備帶病工作,中頻輸出電壓波形是畸變的波形。 通過上面的分析,可以看出,洩放電感流過的電流很大,引起其發熱或燒壞。

  

  E) 中頻爐運行中出現大電流、大電壓現象時注意事項

  

  中頻爐在使用過程中經常燒逆變管,主要是因為大電流和大電壓失控引起的。

  

   1)大電流失控,中頻爐電壓的反壓角過小,觸發電路是否有接觸不良,另外還要注意關斷時間的一直性。現在由于元件的質量已經過關,如果工藝良好,可靠性已經非常高。冷水機組逆變可控矽相對來講是比較薄弱的部件。如果頻繁地損壞,必然有原因。

  

   2)大電壓失控:中頻爐電壓升到一定的值時,逆變器颠覆,無法在高阻抗情況下運行,元件的耐壓降低或冷卻效果不好,系統的絕緣性能降低,中頻電壓升高時機器對地短路,檢查中頻電容和爐子。幹擾也可能引起,逆變觸發線要離主電路遠一些。

  

  細節注意介紹:

  

  1)運行角度偏大或偏小,都會引起逆變管頻繁過流,從而損傷管子,容易造成永久性的損壞。

  

  2)檢查管子的電氣參數是否滿足要求,杜絕使用不合格廠家流入的元件;

  

  3)逆變管的阻容吸收回路,重點檢查吸收電容器是否斷路。這時,應該采用能夠測量中頻爐電容量的數字萬用表檢測電容器,僅僅測量它的通斷是不夠的。如果逆變吸收回路斷線,及易損壞逆變管;

  

  4)注意負載有無對地打火的現象,這種情況會形成突變的高電壓,造成逆變管擊穿損壞。

  

  5)在不影響啟動的情況下,适當加大中頻爐電源至爐體的中頻回路接線電感,可以緩解因逆變管承受過大di/dt造成的損壞。

  

  F)中頻爐爐圈故障維修

  

  加熱線圈是中頻(感應)爐的負載,也是中頻爐爐體的核心部件。中頻熔煉爐線圈通常采用壁厚3至5毫米的矩形冷擠壓紫銅管繞制制成。工作現場常見故障表現為:1)感應線圈漏水,這可能引起線圈匝間打火,必須及時補焊才能安全運行。2)鋼水粘在感應線圈上,鋼渣發熱、發紅,會引起銅管燒穿,必須及時清除幹淨。

  

  對與中頻透熱爐線圈,因為爐子内徑小,在工作時受熱應力作用而或打爐時變形,易引發線圈匝間短路,故障表現為電流較大,工作頻率比平常時高。有時難以啟動。要仔細檢查排除故障。

  

  G) 中頻電源經常燒逆變可控矽維護要點

  

  1) 故障現象:中頻爐故障多集中在大電流和大電壓失控而引發的元器件燒損。

  

  2)原因分析:

  

  2-1.高電壓失控:中頻爐的中頻電壓升到一定的值時,逆變器颠覆,無法在高阻抗情況下運行;元件的耐壓降低或冷卻效果不好,系統的絕緣性能降低;中頻爐的中頻電壓升高時機器對地短路,檢查中頻電容和爐子;幹擾也可能引起,逆變觸發線要離主電路遠一些。

  

  2-2.大電流失控,中頻電壓的反壓角過小,觸發電路是否有接觸不良,另外還要注意關斷時間的一直性。

  

  現在由于國産元件的質量大多都已過關,如果工藝良好,可靠性已經非常高。逆變可控矽相對來講在中頻電源系統中還是比較薄弱的器件。如果頻繁地損壞,不僅需花錢頻繁購買,還影響正常生産,耽誤工期。一旦發生此故障,應重視,檢查原因,修複正常。可參考以下幾點檢測、維護:

  

  A.逆變管的阻容吸收回路,重點檢查吸收電容器是否斷路。這時,應該采用能夠測量電容量的數字萬用表檢測電容器,僅僅測量它的通斷是不夠的。如果逆變吸收回路斷線,及易損壞逆變管;

  

  B.檢查管子的電氣參數是否滿足要求,杜絕使用不合格廠家流入的元件;

  

  C.中頻爐逆變管的水冷套及其他冷卻水路是否堵塞,雖然這種情況較少,但确實出現過,容易忽略。

  

  D.注意負載有無對地打火的現象,這種情況會形成突變的高電壓,造成逆變管擊穿損壞。

  

  E.運行角度偏大或偏小,都會引起逆變管頻繁過流,從而損傷管子,容易造成永久性的損壞。

  

  F.在不影響啟動的情況下,适當加大中頻電源至爐體的中頻回路接線電感,可以緩解因逆變管承受過大di/dt造成的損壞。

  

  H)中頻爐---電熱電容常見故障

  

  1.電容内部打火:機器運行時,裡邊有響聲,是絕緣擊穿,應跟換新的。

  

  2.電容外部打火:機器運行時,電容殼體對地絕緣不好對地擊穿.

  

  3.冷卻水不通導緻發熱絕緣損壞,應及時處理。

  

  4.電容漏油,應跟換新的.

  

  5串聯并聯升壓的串聯電容與并聯電容殼體相連

  

  電熱電容器的絕緣的檢查

  

  電容器的絕緣電阻分為兩極、多級 間的絕緣電組和兩極對殼體的絕緣電阻,由于電容其是由串、并聯電容元件構成,個别元件的絕緣劣化不會使整台電容器的絕緣電阻降低,所以遙測極間絕緣電阻很難發現缺陷。因此,這項試驗一般不做,而隻做兩極或多級對外殼的絕緣電阻測定。根據額定電壓的不同采用不同的伏數的搖表。現以額定電壓750v為例,采用1000v的搖表,搖側前應先将電容放電。搖側時,應先将搖表搖至規定的轉速待其指針平穩後,在将搖表接至電容器的兩極上,繼續轉動搖表。開始,由于對電容充電,指針會下降,阻值會回零.繼續轉動搖表,然後慢慢升起直至穩定,此時的讀數極為電容器的極間電阻,一般情況下1000v不得低于1兆歐。再讀完數以後,應先将搖表線撤下,在停止搖動。否則,由于電容器放電容易燒壞表頭。遙測後,應将電容器放電,以免觸電。

  

  I)  中頻爐設備中電抗器線圈絕緣擊穿,這往往是電抗器結構設計和運行條件不良而導緻的。

  

  電抗器線圈采用優質無氧電解空芯紫銅管繞制而成的,在現場運行過程中,因循環水水質較差,往往在水管内壁上産生水垢,水垢的長年積累,使冷卻水量減少,甚至引起水管阻塞,從而導緻線圈過熱,使線圈絕緣老化加速,這是引起線圈絕緣破壞的常見原因。另一個原因是在設計中流過的電流過大,超過銅管截面承受的電流。電抗器在使用過程中,如發現水路不暢,則需要馬上處理:宜用5%稀鹽酸注滿電抗器線圈,浸泡2-3小時後,用清水沖洗,再用高壓水或氣沖刷幹淨。

  

  在中頻電源工作時,發現電抗器有異常聲響時,有可能是電路的故障,但電抗器本身層間或匝間短路等故障也是有可能存在的。此時可用示波器觀看每匝線圈上電壓波形是否正常,若某匝線圈上沒有電壓,則此匝線圈可能在某處短路,應更換或修複。

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