侯西春

摘要：本文介绍了一起由于低压智能断路器引起的高频焊机故障进行深入研究和分析，结合故障排除中遇到的问题，总结出了一些解决办法，为以后的高频类似故障提供了重要的参考和依据，为高频安全、稳定的运行奠定了基础。

关键词：智能断路器；高频焊机；辅助开关；机械连杆

0引言

低压智能断路器是由传感器，智能控制单元，辅助开关，灭弧机构，触头系统，机械分合闸机构等组成的新型断路器。断路器运行时智能控制单元通过传感器时刻监控着电流、电压、零序电流等，一旦检测出故障立刻切断电源，保证设备和人身的安全。高频焊机是直缝焊管生产线的关键设备，作用是对钢管进行加热焊接。加热原理是高频电流通过感应器和阻抗器产生磁场，能量聚集在中央，钢板通过感应器时产生涡流，由于钢板本身有电阻，基本成型后的钢管在线圈中间通过时，钢板就会加热融化，融化后的钢板在V型角处经过挤压机挤压成型为焊管。焊管生产线生产时要求高频焊机具有非常高的稳定性，高频焊机直接影响焊管的焊接质量。初期的高频焊机功率部件采用电子管，由于效率低下，开机时需要预热，感应器两极之间电压极高存在潜在危险，已经逐步退出市场。近年来随着IGBT驱动技术的快速发展，在现代的电力变流技术上得到充分应用。使用IGBT驱动技术的高频焊机安全、节能、故障率低得到焊管企业的充分认可。

1高频结构介绍

高频焊机由整流单元，逆变单元，匹配和补偿单元，控制系统和操作面板等组成

（1）整流单元REC 包括进线电源断路器，高速熔断型主保险，二极管整流桥，直流电抗器，汇流排，充放电装置，安全开关，控制电源，水冷却系统;3相交流电源通过断路器、高速保险给二极管整流桥，整流桥为全桥，整流后变成直流电压，再送给直流电抗器进行滤波，滤波后接到汇流排给IMC提供直流电源，由于功率较大通过多根电缆并联连接到IMC，控制电源的通断由安全开关控制。

（2）逆变单元IMC 包含汇流排，直流滤波电容器，驱动卡、逆变模块组，输出变压器，补偿电容器，控制板卡，安全系统，感应器；来自REC的直流电缆通过汇流排分配到逆变模块组，直流滤波电容器并联到汇流排，逆变模块组产生高频电源连接到输出变压器一次线圈，二次线圈与感应器连接，补偿电容器与输出变压器二次线圈相串联，控制板卡通过操作指令决定打开或者关断逆变模块，逆变模块为IGBT全桥结构，安全系统保证设备的安全运行，感应器接受来自输出变压器的高频电压电流来加热负载。

（3）控制系统、操作面板 包括西门子S7-300系列PLC，数字量输入输出模块，模拟量处理模块，人机界面，按钮开关等；操作员通过面板上的按钮、选择开关输入到PLC模块，经过CPU处理后由输出模块控制合、分主断路器，加热、停机。触摸屏可以进行报警查看与故障诊断，高频焊机参数设定等

2故障解析

（1）合闸工作顺序：操作面板选择开关S2发出合闸指令到PLC输入模块，经CPU逻辑处理满足合闸条件则由输出模块MBAC控制K10驱动K5进行预充电，延时几秒预充电完成MBAC控制K11驱动K21对断路器Q1进行合闸，合闸后Q1发出反馈信号到MCCC（I50.3为1状态）说明合闸成功，可以执行下一步操作加热。如果合闸后PLC不能接收到合闸成功反馈信号（I50.3为0状态），逻辑处理后则执行分闸命令，回到初始状态。

（2）故障分析：查看电气原理图，影响断路器分合闸的节点有安全继电器K40；预充电继电器K10;驱动合闸继电器K11；合闸脉冲继电器K21；分闸脉冲继电器K22;安全开关S1;断路器本体Q1辅助开关反馈到MCCC的合闸已完成信号；信号连接电缆及接线端子；还有因为电磁干扰引起的通讯故障。此次故障现象为断路器合上就立即跳开，说明分合闸回路都没有问题，问题应该在欠压保护回路和合闸完成反馈回路。查欠压保护回路K40、安全控制开关S1、K3、K4均正常，查找信号反馈回路时发现合闸时Q1常开节点没有闭合（I50.3为0状态），合闸完成信号没有发送到MCCC，合闸不能完成。

3故障处理

针对断路器合闸后辅助开关不闭合的情况，解决方法是打开断路器本体前面外壳，查看断路器内部机械构造找到辅助开关，发现辅助开关机械部分连杆销钉损坏脱落，导致断路器合闸时不能带动辅助开关同时动作。拆下机械连杆，将销钉损坏处更换新的销钉，将完好的连杆恢复到断路器上，装回断路器外壳。重新执行合闸操作，合闸后信号及时发送到MCCC（PLC输入点I50.3为1），合闸成功排除了故障。

4结论

高频焊机和智能断路器都已经是国外非常成熟的产品，但是再稳定的产品也会有偶发性的故障，断路器内部机械故障非常罕见。所以处理问题的时候一定要从每一个细节入手，每一个环节都不能放过，才能找到问题出现的根源。修复好后的断路器通过一年多的运行观察，高频焊机再没有因为辅助开关发生过故障。

参考文献：

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