何金奎
摘要：本文介绍了由于电机负荷线破损，造成变频器控制用直流电源烧毁的故障，并对其进行了详细分析。
关键词：变频器；绝缘；短路电流
我厂氧化铝原料磨入磨碱液泵采用变频器控制，由主控室（DCS系统）集中控制启动、停车及转速调整。变频器柜内与DCS控制相关回路采用直流回路，电源电压为24V，其主回路及交流控制部分原理图如图1所示。
一、故障经过
入磨碱液泵因主机检修停车处于热备用状态（主接触器合闸，变频器处于得电状态），检修完毕碱液泵准备投运。投运前按规程要求检测电机绝缘良好（拆除负荷线后），操作工进行盘车及其它检查均正常，就绪后在主控室启动泵却无效。到变频器室检查发现柜内断路器QF2处于分断状态，再查发现直流电源（型号为QUINTYS240AC/24DC/2.5A）的交流220V输入端线路板击穿烧毁（压敏电阻烧黑），而变频器主回路供电正常且无报警信号，其它部分线路也正常。换装一台直流电源，启动后变频器柜内主接触器（220V控制）铁芯发出尖叫声，柜门上指示灯均变得更亮。随着变频器频率上升此现象更为严重，未及停车，直流电源内便“放炮”，变频器随之停止工作。虽然变频器有输出电流，但电机不转，停电检查与先前情况一样。
二、原因分析
据上述现象分析，该直流电源烧毁并非其老化所致，而是柜内交流220V电源内存在过高电压造成。先怀疑是变频器故障引起，决定甩开变频器直接工频供电运行。改完启动，发现电机接线盒下方轻微打火，电机不转。停车检查发现FU1(GNT型快熔）的B相熔断造成电机缺相。打开电机接线盒发现电机B相负荷线电缆有轻微破损而碰壳接地。原来车间低压配电网采用TNCS系统并在现场重复接地，如图2所示。在使用变频器启动时，由于B相接地，B相电压分别经保护接零线和接地线进入变压器中相线形成单相短路。线路阻值在变频器柜内零线上产生一电压，并随着变频器启动时输出电压的升高而升高。由于其频率和相位基本与B相相同，故在变频器柜内与220V电源所用C相电压存在相位差，使交流220V电源内产生过高电压，且随着变频器输出电压的升高进一步增大。而电机由于缺相无法启动，正好与先前表现的故障现象相吻合。由于变频器启动是从OHz开始，且输出电压较低、故障电流小，故电缆接地处看不到打火现象，其值上升到一定程度时才使直流电源的交流220V输入端线路板击穿烧毁。而用工频供电直接启动电机时，由于电压值为220V所产生的单相短路电流值大，不仅看到打火现象，且促使线路上的短路保护装置迅速动作，即B相熔断器熔断。查到真正原因后，将该接地点处理后完全恢复到变频控制，试车一切正常。
三、措施
1．全面检查电机接线盒内电缆，进一步加强进线口处防护措施。
2．适当扩大电机接线盒进线口，避免电缆在该处受力磨损。
3．电工检测电机绝缘改在变频室内进行（将变频器下负荷线打开）。如此便同时检查了电机和电缆绝缘。
4．熟悉并组合好工程变频器的参数设置，充分了解和发挥变频器的保护特性。