井下卷扬提升机变频柜故障频发原因分析

北方铜业股份有限公司铜矿峪矿井下提升机电动机采用额定功率400 kW，额定电压6 kV，额定电流51.7 A绕线转子异步电动机。转子变频调速采用西门子公司生产的工程型变频器，额定电压690 V，额定功率75 kW，额定电流82 A。从2017年6月投人运行后，变频柜频繁出现故障。

1、故障现象

第一次:2017年7月20日变频器出现故障，一块预充电PGU板电容器(C2击穿)爆裂，一个晶闸管模块和一个晶闸管触发板被烧坏。

第二次:2018年1月15日变频器再次出现故障，卷扬机在运行过程中，运行人员听到异常响声后，马上停车检查，发现变频柜进线熔断器烧坏两相，预充电电阻爆裂。

第三次:2018年2月17日，卷扬机操作人员启动变频柜预备状态，高压投人运行19 m时，卷扬机操作人员听到有异常响声，随即高压全部停电。电工对系统进行全面检查，发现变频柜电源进线三相100 A快熔三相全部熔断，预充电PCU板电容器(C3击穿)爆裂。

第四次:2018年3月5日，变频器又出现预充电PCU板电容器(C2击穿)爆裂，2个晶闸管模块击穿和一个晶闸管触发板烧损。

2、原因分析

首先用示波器等仪器检查变频装置进线的电压、电流波形，经测试均正常。分析这几次故障现象，预充电PCU板损坏较频繁，几次故障的发生都与井下电缆事故同时发生，并且变频器都处于准备投人状态。针对预充电板故障损坏特点，按损坏的PCU预充电板画出原理图如图1所示。通过对原理图分析，发现变频器预充电板C2 , C3交替损坏，而C1完好，说明C2, C3与接地回路有直接关系。

经查变频器只能用于三相四线中性点接地系统，而井下电源为三相三线中性点不接地系统(设计从安全角度考虑)。显而易见，在选变频器时未考虑到井下三相三线中性点不接地系统的特殊性。当井下电缆出现事故时电压沿接地网返回到变频器PCU预充电板接地侧C2, C3上，这时变频器主滤波电容器已充满高压电荷，导致C2, C3承受不住两端高电压而击穿拉弧，烧毁晶闸管整流触发板，又导致个别晶闸管损坏。

3、处理方法

首先把变频器的PCU预充电板上的接地端悬空，使之与接地网断开。其次从西门子厂定购中性点不接地系统的PCU预充电L20选件，以保证此类事故不再发生。

处理后至今，运行正常。