ZJ40DBL 鉆機(jī)西門子變頻器維修實(shí)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(jī)轉(zhuǎn)盤采用西門子6SE70 變頻器驅(qū)動，西門子變頻器具有調(diào)速性能優(yōu)良、堅(jiān)固耐用、維修方便等特點(diǎn)。該系列變頻器內(nèi)部有完善的監(jiān)測功能，在變頻器內(nèi)外電路出現(xiàn)故障時(shí)執(zhí)行斷電、停機(jī)保護(hù)動作，有效保護(hù)變頻器和電機(jī)。但實(shí)際應(yīng)用中變頻器外部電路也會出現(xiàn)故障，變頻器保護(hù)電路無法保護(hù)，導(dǎo)致變頻器故障。

1 ZJ40DBL 鉆機(jī)變頻器外部控制電路

ZJ40DBL 鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤采用變頻器驅(qū)動，鉆機(jī)司鉆控制臺有變頻控制裝置，供司鉆啟停轉(zhuǎn)盤，調(diào)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(zhuǎn)盤啟停控制接入CUVC 板X101:9 端口，轉(zhuǎn)盤正反轉(zhuǎn)控制接入X101:8 端口，變頻器故障復(fù)位控制接入X101:7 端口，轉(zhuǎn)盤急停控制接入X101:6 端口，轉(zhuǎn)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(jù)電壓大小進(jìn)行速度控制。

圖1 轉(zhuǎn)盤變頻器控制電路

2 ZJ40DBL 鉆機(jī)變頻器故障處理

某天，維修人員接到井隊(duì)電話，報(bào)告說轉(zhuǎn)盤變頻器無法啟動，用微信視頻指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行初步檢查。現(xiàn)場視頻顯示，變頻器上電時(shí)PMU 不顯示，打開變頻柜門后觀察CUVC 板，發(fā)現(xiàn)控制板有燒損痕跡，現(xiàn)場人員反映有很濃的焦糊味。根據(jù)故障現(xiàn)象判斷CUVC 板燒毀，現(xiàn)場人員無法解決，需要專業(yè)維修人員上現(xiàn)場解決該故障。

維修人員到井隊(duì)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(yīng)首先排除變頻器外部電路故障，首先檢查轉(zhuǎn)盤電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動時(shí)，不運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)聲音突然增大，檢查后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)電機(jī)接地?zé)龤ВL(fēng)機(jī)采用100 A 斷路器直接控制），變頻房燈也不亮，檢查總電源，發(fā)現(xiàn)電源進(jìn)線L2 相無電壓。檢查發(fā)電機(jī)后，發(fā)電機(jī)主斷路器中間觸頭無法接通，說明斷路器損壞，判斷風(fēng)機(jī)損壞原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)斷路器損壞后，造成電源缺相，又因100 A 斷路器無法保護(hù)風(fēng)機(jī)電機(jī)，造成風(fēng)機(jī)缺相燒毀。繼續(xù)檢查司鉆臺上轉(zhuǎn)盤控制柜，發(fā)現(xiàn)電源模塊0 V 端子用導(dǎo)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(fā)電機(jī)斷路器損壞→轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)電機(jī)損壞（100 A 斷路器無法保護(hù)電機(jī)，電機(jī)燒毀后斷路器不斷電）→鉆機(jī)主體設(shè)備帶高壓電→高壓電經(jīng)過電源模塊0 V 端進(jìn)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(jù)經(jīng)驗(yàn)，高壓電進(jìn)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(jìn)行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)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(shù)沒有備份，恢復(fù)參數(shù)耽誤了一些時(shí)間，重新設(shè)置變頻器參數(shù)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(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及預(yù)防措施

由于鉆井生產(chǎn)的特殊性，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)場人員為不耽誤生產(chǎn)，采取設(shè)備臨時(shí)變更措施，該鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤電機(jī)風(fēng)機(jī)就是因控制保護(hù)電路損壞而采用100 A 空開臨時(shí)控制。變更后沒有及時(shí)恢復(fù)原來電路，造成風(fēng)機(jī)燒毀。因此在設(shè)備維修中應(yīng)恢復(fù)原電路功能，如做變更處理，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備變更風(fēng)險(xiǎn)評估，采取對應(yīng)措施，及時(shí)消除隱患。

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

設(shè)備安裝時(shí)應(yīng)進(jìn)行等電位接線，應(yīng)使用25 mm2的銅導(dǎo)線對變頻房和鉆機(jī)主體進(jìn)行等電位連接，如果該鉆機(jī)有等電位連接，就會避免因電機(jī)燒毀接地，設(shè)備帶電而損壞變頻器。

設(shè)備調(diào)試完畢后，應(yīng)及時(shí)用電腦或操作面板OP1S（6SE7090-0XX84-2FK0）及時(shí)備份，以便今后維修時(shí)使用。

4 變頻器使用維護(hù)的其他注意事項(xiàng)

要給變頻器良好的使用環(huán)境，包括穩(wěn)定的電源電壓、頻率，合適的溫度、濕度。其次應(yīng)適當(dāng)降低變頻器負(fù)荷，設(shè)置參數(shù)時(shí)對最大轉(zhuǎn)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(yīng)定期維護(hù)，清除變頻器內(nèi)部灰塵，緊固松動部件。