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中频炉常见故障汇总和故障分析

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中频炉常见故障汇总和故障分析

发布日期:2018-08-14 作者: 点击:

  随着国内中频炉技术的发展、推广,在金属热加工领域,中频炉已经部分代替了燃煤炉等设备。在使用中频炉的过程中,出现中频炉开机设备无法正常启动、设备有异常声音、晶闸管烧毁等现象,常令中频炉维修人员烦心,有时还咋就解决不了。德昌电炉根据多年中频炉维修记录,整理资料见下,供维修人员参考。

  

  A)中频电源三桥臂运行故障

  

  故障现象,起动困难。偶尔起动中频啸叫声比正常时低,直流电压低,直流电流很大,加大直流电

  

  压过流,用示波器观察逆变桥臂波形时,有一臂正常,另一臂为直线。

  

  1). 可能逆变侧有一桥臂的元件损坏或击穿(用万用表重点检查晶闸管的阻值;检查阻容吸收,电路中的电容是否击穿;检查外线是否短路)

  

  2). 可能逆变侧有一桥臂的晶闸管没有被触发导通(检查逆变触发脉冲是否正常,晶闸管的触发功

  

  率是否太大)。

  

  3). 逆变移相反压角太小,使晶闸管不能关断。加大逆变反压角,增加储备时间,使晶闸管可靠管

  

  断或增加负载电路的电容量,使频率降低一些。

  

  4). 负载炉圈对地短路或扎间短路将造成三桥臂运行,造成过流。

  

  B)滤波电抗器故障

  

  1). 线圈绝缘损坏,线圈匝间击穿短路时,低直流电压,低直流电流可以起动;加大直流电压,由于电感量下降,电路中电流突变造成过流;线圈对铁芯短路时,造成整流电路对地短路可能使整流晶闸

  

  管击穿。

  

  2). 电抗器声音异常,铁芯或气隙未夹紧或三相电压有波动

  

  3). 水路堵塞

  

  C)中频水冷电缆的故障

  

  中频炉用水冷电缆它是采用每根直径Φ0.6–Ф0.8紫铜线绞合而成,承受足够载流量的导电载体,和电缆接头,防腐蚀、带阻燃性好的高质量橡胶管制作而成。对于500公斤电炉,电缆截面积为480平方毫米,对于250公斤中频炉炉,电缆截面积采用300至400平方毫米。水冷电缆外胶管采用耐压5公斤的压力橡胶管,里面通以冷却水,它是负载回路的一部分,工作时受到拉力和扭力,与中频炉炉体一起倾动而发生曲折,因此时间长后容易在柔性连接处断裂开。水冷电缆断裂过程,一般是先断掉大部分后,在大功率运行时把未断小部分很快烧断,这时中频电源就会产生很高的过电压,如果过电压保护不可靠,就会烧坏逆变晶闸管。水冷电缆断开后,中频电源无法启动工作。如不检查出原因而反复启动,就很可能烧坏中频电压互感器。检查故障时先把水冷电缆与电热电容器输出铜排脱开,用万用表电阻挡(200Ω挡)测量电缆的电阻值,正常时电阻值为零,断开时为无穷大。用万用表测量时,应把炉体翻到倾倒位置,使水冷电缆掉起,这样使断处彻底脱离,才能正确判断是否断芯

  

  D)中频炉泄放电感发热故障

  

  故障现象:中频炉在升压负载中泄放电感发热甚至烧坏。

  

  故障分析及处理:中频炉引起泄放电感发热的原因有以下三点:

  

  1.串并联组电容器的容量差别很大,会造成直流电荷释放的电流增大,若泄放电感的容量较小就会引起发热。

  

  2.逆变脉冲不对称。逆变器对逆变脉冲的要求是两组脉冲互差180°,如果逆变脉冲互差不是180°,则逆变输出电压的正负半周的时间也不一致,导致补偿电容器在一个周期两次充电的时间不一致,那么时间长的半周给电容器充的电还未放完时,时间短的半周已开始给电容器充电,在电容器上就积累了一定电荷。逆变电压正负半周的时间差别越大,直流电荷就越高,流过泄放电感的电流就越大,当电流达到一定程度时,泄放电感就会引起发热现象甚至烧毁。所以,当泄放电感发热时,一定要仔细检查逆变脉冲的对称度,如果不对称就应分析原因,检查逆变脉冲形成电路,解决逆变脉冲不对称现象。在逆变脉冲形成电路中,两路脉冲形成电路是对称的。如果出现逆变脉冲不对称,一般可能是由电容器容量、电阻阻值变化引起,也可能是集成电路内部参数变化引起。

  

  3.逆变可控硅有一只烧坏。当一只逆变可控硅烧坏后,设备常常可以启动,这时如果不注意观察设备的运行状态,让设备带病工作,中频输出电压波形是畸变的波形。 通过上面的分析,可以看出,泄放电感流过的电流很大,引起其发热或烧坏。

  

  E) 中频炉运行中出现大电流、大电压现象时注意事项

  

  中频炉在使用过程中经常烧逆变管,主要是因为大电流和大电压失控引起的。

  

   1)大电流失控,中频炉电压的反压角过小,触发电路是否有接触不良,另外还要注意关断时间的一直性。现在由于元件的质量已经过关,如果工艺良好,可靠性已经非常高。冷水机组逆变可控硅相对来讲是比较薄弱的部件。如果频繁地损坏,必然有原因。

  

   2)大电压失控:中频炉电压升到一定的值时,逆变器颠覆,无法在高阻抗情况下运行,元件的耐压降低或冷却效果不好,系统的绝缘性能降低,中频电压升高时机器对地短路,检查中频电容和炉子。干扰也可能引起,逆变触发线要离主电路远一些。

  

  细节注意介绍:

  

  1)运行角度偏大或偏小,都会引起逆变管频繁过流,从而损伤管子,容易造成永久性的损坏。

  

  2)检查管子的电气参数是否满足要求,杜绝使用不合格厂家流入的元件;

  

  3)逆变管的阻容吸收回路,重点检查吸收电容器是否断路。这时,应该采用能够测量中频炉电容量的数字万用表检测电容器,仅仅测量它的通断是不够的。如果逆变吸收回路断线,及易损坏逆变管;

  

  4)注意负载有无对地打火的现象,这种情况会形成突变的高电压,造成逆变管击穿损坏。

  

  5)在不影响启动的情况下,适当加大中频炉电源至炉体的中频回路接线电感,可以缓解因逆变管承受过大di/dt造成的损坏。

  

  F)中频炉炉圈故障维修

  

  加热线圈是中频(感应)炉的负载,也是中频炉炉体的核心部件。中频熔炼炉线圈通常采用壁厚3至5毫米的矩形冷挤压紫铜管绕制制成。工作现场常见故障表现为:1)感应线圈漏水,这可能引起线圈匝间打火,必须及时补焊才能安全运行。2)钢水粘在感应线圈上,钢渣发热、发红,会引起铜管烧穿,必须及时清除干净。

  

  对与中频透热炉线圈,因为炉子内径小,在工作时受热应力作用而或打炉时变形,易引发线圈匝间短路,故障表现为电流较大,工作频率比平常时高。有时难以启动。要仔细检查排除故障。

  

  G) 中频电源经常烧逆变可控硅维护要点

  

  1) 故障现象:中频炉故障多集中在大电流和大电压失控而引发的元器件烧损。

  

  2)原因分析:

  

  2-1.高电压失控:中频炉的中频电压升到一定的值时,逆变器颠覆,无法在高阻抗情况下运行;元件的耐压降低或冷却效果不好,系统的绝缘性能降低;中频炉的中频电压升高时机器对地短路,检查中频电容和炉子;干扰也可能引起,逆变触发线要离主电路远一些。

  

  2-2.大电流失控,中频电压的反压角过小,触发电路是否有接触不良,另外还要注意关断时间的一直性。

  

  现在由于国产元件的质量大多都已过关,如果工艺良好,可靠性已经非常高。逆变可控硅相对来讲在中频电源系统中还是比较薄弱的器件。如果频繁地损坏,不仅需花钱频繁购买,还影响正常生产,耽误工期。一旦发生此故障,应重视,检查原因,修复正常。可参考以下几点检测、维护:

  

  A.逆变管的阻容吸收回路,重点检查吸收电容器是否断路。这时,应该采用能够测量电容量的数字万用表检测电容器,仅仅测量它的通断是不够的。如果逆变吸收回路断线,及易损坏逆变管;

  

  B.检查管子的电气参数是否满足要求,杜绝使用不合格厂家流入的元件;

  

  C.中频炉逆变管的水冷套及其他冷却水路是否堵塞,虽然这种情况较少,但确实出现过,容易忽略。

  

  D.注意负载有无对地打火的现象,这种情况会形成突变的高电压,造成逆变管击穿损坏。

  

  E.运行角度偏大或偏小,都会引起逆变管频繁过流,从而损伤管子,容易造成永久性的损坏。

  

  F.在不影响启动的情况下,适当加大中频电源至炉体的中频回路接线电感,可以缓解因逆变管承受过大di/dt造成的损坏。

  

  H)中频炉---电热电容常见故障

  

  1.电容内部打火:机器运行时,里边有响声,是绝缘击穿,应跟换新的。

  

  2.电容外部打火:机器运行时,电容壳体对地绝缘不好对地击穿.

  

  3.冷却水不通导致发热绝缘损坏,应及时处理。

  

  4.电容漏油,应跟换新的.

  

  5串联并联升压的串联电容与并联电容壳体相连

  

  电热电容器的绝缘的检查

  

  电容器的绝缘电阻分为两极、多级 间的绝缘电组和两极对壳体的绝缘电阻,由于电容其是由串、并联电容元件构成,个别元件的绝缘劣化不会使整台电容器的绝缘电阻降低,所以遥测极间绝缘电阻很难发现缺陷。因此,这项试验一般不做,而只做两极或多级对外壳的绝缘电阻测定。根据额定电压的不同采用不同的伏数的摇表。现以额定电压750v为例,采用1000v的摇表,摇侧前应先将电容放电。摇侧时,应先将摇表摇至规定的转速待其指针平稳后,在将摇表接至电容器的两极上,继续转动摇表。开始,由于对电容充电,指针会下降,阻值会回零.继续转动摇表,然后慢慢升起直至稳定,此时的读数极为电容器的极间电阻,一般情况下1000v不得低于1兆欧。再读完数以后,应先将摇表线撤下,在停止摇动。否则,由于电容器放电容易烧坏表头。遥测后,应将电容器放电,以免触电。

  

  I)  中频炉设备中电抗器线圈绝缘击穿,这往往是电抗器结构设计和运行条件不良而导致的。

  

  电抗器线圈采用优质无氧电解空芯紫铜管绕制而成的,在现场运行过程中,因循环水水质较差,往往在水管内壁上产生水垢,水垢的长年积累,使冷却水量减少,甚至引起水管阻塞,从而导致线圈过热,使线圈绝缘老化加速,这是引起线圈绝缘破坏的常见原因。另一个原因是在设计中流过的电流过大,超过铜管截面承受的电流。电抗器在使用过程中,如发现水路不畅,则需要马上处理:宜用5%稀盐酸注满电抗器线圈,浸泡2-3小时后,用清水冲洗,再用高压水或气冲刷干净。

  

  在中频电源工作时,发现电抗器有异常声响时,有可能是电路的故障,但电抗器本身层间或匝间短路等故障也是有可能存在的。此时可用示波器观看每匝线圈上电压波形是否正常,若某匝线圈上没有电压,则此匝线圈可能在某处短路,应更换或修复。

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