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电源缺相会导致电梯用变频器起火吗?

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电源缺相会导致电梯用变频器起火吗?

文字描述一下背景情况:

变频器为3相AC400V供电, 上电之前会通过充电电路给直流母线上的电容充电,充电电路设置在三相整流之前,充电完成之后切换到主电路工作。

问题出现了: 变频器刚上电测试,不多久内部就出现了明火,直流母线上的电容以及充电用限流电阻全部烧毁。

最终用户怀疑: 充电时电源缺相导致了电梯用变频器起火,理由是电源缺相,充电电路一直工作,不能切换到主电路。 充电电路中的限流电阻、电容,会过热、进而出现明火。

客户的怀疑有道理吗?请各位好手帮忙分析分析。谢谢了!


----------客户的这种情况电解电容需要先激活吗?

-------有这种可能性。

----------第一,变频器在上电以后,首先是给直流母线预充电,待直流母线电压达到一定高度的阈值,预充电回路被旁路,主电路与电源接通。所以预充电回路在变频器上电以后,是最先投入工作的,不过正常状态是短时工作,长期休息;


第二,如果预充电回路一直工作不停止(不管什么原因),就会出现预充电电阻过热烧毁问题。着不着火,那看电阻的材料,用水泥电阻或阻燃涂层的线绕电阻,只能被烧断,不会起明火。所以,如果着火,是变频器里选用元器件的材质问题。这个应该是制造商的问题,可以被追责。造成火灾损失赔偿。

-----------第一点: 反复充电导致限流电阻烧毁容易理解,但长时间充电就不懂了。理由是: 电容充电电流是刚开始很大,后面电流会很小,我在想假设充电电路一直工作,后来微弱的充电电流也没有超过限流电阻的功率,不应该引起电阻的过热烧毁?难道电源通过限流电阻一直连着电容,电阻就要烧毁吗?所以我不认同客户的说法。

第二点: 我怀疑变频器的控制部分有问题,控制部分很可能在没有切换到主回路的情况下就允许开机工作了,这种情况下那是肯定要烧电阻的了。


------这个从前遇到过。出现在功率较大容量的日本变频器上。

造成的原因是主回路接触器未闭合。

而未闭合的原因是:为了驱动接触器,使用了个变压器;而该变压器线圈串连了熔丝保险(4A)。

当某种原因熔丝熔断时,主接触器无法闭合。造成主回路电流通过充电电阻,最终导致烧毁(负载较大)。如果电流正好合适,该电阻很可能一直处于烧红状态,最终导致周边起火(这是可能的)。

通常,控制回路电源是与主接触器相同支路,避免出现缺相造成主接触器不能闭合。


--------- 谢谢各位斑竹及奇侠的关注与解答,那么还是要回到最初客户的疑问上,电源缺相会导致限流电阻烧吗? 我的理解,从原理上说,电源缺相,母线电压更低,充电电流更小,更不应该烧限流电阻,斑竹认同我的理解吗?


-----------如果是西门子的变频器,输入缺相,他最可能的保护是报低电压故障,所以,预充电电阻是不会因为输入缺相导致烧坏的。故障保护,可以起到作用。

你这个电阻烧坏,是不是因为缺相真的不好说了。你不要以为直流母线电压高了,预充电电阻就不会烧。其实不然,在带载情况下,直流母线电压达不到空载时的平均电压值。他会有很大的空缺空间,特别是缺相状态,交流纹波电压很大,相当于单相整流的馒头波。所以预充电电阻是不可能连续工作不烧的。


-----------缺相是不是可以运行;要看变频器。例如:如果购买的是1AC/3AC的就可以两相(缺一相)满负荷运行,而不会报故障。

即便是 3AC 380V变频器,也是可以在轻负荷、中等负荷、慢加速的工况连续运行而不报故障。

西门子的变频器,对DC母线电压监控且比较“敏感”;而日系等一些变频器就对母线电压要求不高,允许较低电压运行。所带来的结果,就是一些人认为西门子驱动对环境要求高。


-----预充电就烧毁了??还没有启动?

我觉得不一定是电源缺相的问题,电源缺相在变频器未启动的情况是可以完成与充电的,本身预充电所需要

的电流很小,启动的时候会有欠压的故障显示,

可能是直流母线电压检测的问题吧,或者是旁路短接的继电器损坏了,达不到80%的直流母线电压,所以一直

处于充电的状态,或者达到了但是短接的继电器损坏导致预充电电阻一直发热,,

MM4的预充电我不确定是电流控制还是时间控制,可能是电流控制的吧,,

像现在S120系列都是时间控制,3S之内如果预充电没有完成,就会有预充电故障,,防止长时间处于充电状态。



---------MM440的预充电回路和电容是在支路上。

换句话说,整流电路和输出(IGBT)是直连的。


--------电机还没有启动。我怀疑: 1. 电容有问题,导致瞬间充电大电流。 2.   预充电电路有问题,在频繁充放电。补充我的观点: 一直充电不会烧,因为还没有切主回路,充电后期的电流很小。


---------呵呵,楼主挺有意思。实际情况是预充电电阻烧了吗?烧了且有明火;电源缺相了?好像是分析的,当时没有确认吗?


电阻被烧了,说明整流电路电压没有充起来,且主电路没有旁路预充电电路,那就是预充电电路一直在工作被烧的。而为什么会这样?可能的原因就是两条,一条是输入电源电压不够,还有一个是输出,直流端的电容有问题。应该检查输入和输出环节。当然,还有一种可能,就是旁路接触器没有正常动作。


--------不会是缺相吧,我曾经做过实验,三相380V只接其中两相,还是可以启动起来的,应该还是直流母线检测的原因或者旁路接触故障可能性大些。


---------电源缺相,如果不是西门子品牌的变频器,我没有看到一台起火,一般都是报缺相、低压等异常然后停车......

但是西门子变频器、西门子伺服驱动器之类,因缺相而烧毁甚至起火的,俺见到起码50次了


---------再重读一下楼主的帖子吧,他没有说着火的变频器是谁家的。你怎么就这么绝对的说呢?除了西门子的变频器?谁家的也没见到过着火的?也寸了,我没遇到过也没听说过西门子的变频器着明火了,倒是遇到过一个客户用的ABB变频器着火了。还是在半夜12点以后着的,夜深人静。听着都森得慌。居然造成财产损失了。那套着火的设备是国外进口的设备,用的变频器是ABB的,客户借此机会吓唬我们,警告我们的设备不能自己着火。

电气着火,虽是偶然现象,但确实很危险。


--------上海某国外大型镀锌生产线系统,大火烧毁整个控制系统(全部西门子),消防最终查出原因是控制柜内部伺服驱动器起火烧毁,元器件购买价892万;

河北某汽车生产厂,西门子系统起火,连带烧毁ABB机器人2台,价值接近300万;

还有烟台某大型汽车生产厂,也是西门子系统起火,烧毁硬件元器件损失接近200万,导致停线2天损失无法计算....


----------看原理图,用的整流是SLM,从理论上讲,如果负载测没有工作,预充电回路不会造成内部器件发热,但是,SLM向电网回馈能量,如果缺相会不会造成逆变失败产生火灾呀?


-----------澄清一下,起火的变频器非西门子品牌。帖子发到这里就是,是因为这里还能相对认真、务实的讨论讨论,发到其他地方灌水的多,探讨的少。


----------这个案例现场证据没有得到固定,且受到灭火过程的破坏;所以很难、很快找出令人信服的原因,初步结论可能与两次充电的时间间隔短有关。



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大神点评(1)

baikhgmv 楼主 2016-9-28 12:50:01 显示全部楼层

---------消防部门应该可给出起火原因的。他们有手段进行火场的勘察、侦测并得出权威结论。因为既然是火灾,就会有财产或人员的损失与伤亡,没有结论就无法追责了。关键是想不想搞明白。一般的事故单位,都是大事化小,小事化了。因为火灾对单位的第一责任人是有惩罚的。

---------楼主讨论的东西我不懂就不发表啥意见了,但是对于电柜起火我感觉还是我们设计电柜时没太注意厂家若没发生过起火事件也不会着重去做好预防方案,其实在威图或者其他品牌有那种电柜温度开关装一个用常闭点外部供电接入厂务或者区域消防系统可以第一时间发现电柜温度异常进行处理。电柜起火想想都觉得可怕。安装电柜时首先选用阻燃材料,变频器能独立安装就独立安装在起火时不能首先把CPU给干掉了。

----------当时我去现场查看烧毁设备,保安把手机、笔记本电脑等等一切可以记录拍照的全部扣留不许带进去,据说仅仅消防以及西门子官方人员可以进行拍照分析起火原因......
事后西门子仅仅赔偿了所有的西门子元器件,至于控制柜、电线以及人工费用,全部由我当时任职公司自负

-------说的这些着火的地儿,是否都有凭有据?

--------这些要么是我亲自设计的,要么是烧毁以后我给人家重做的,除了西门子其余系统我真的没有起火烧毁一套!!还有哪些几十万到几万的我就懒得说了
例如山东兖州贝莱利轮胎厂,38个西门子DP总线模块一下子全部烧了,奇葩的是315-2DP居然完好,西门子技术人员查看现场接线、核对图纸,最终也没有说图纸不对,施工有错,最后西门子也就是全部把烧毁器件全部换新..

---------- 火灾三要素:1,可燃物; 2,助燃物; 3,着火点。
这个事件中“可燃物”是什么?不是电阻,只可能是PCB板!
我维修过的西门子变频器,PCB板一看颜色并不是普通纤维板,而且都涂刷一层高温绝缘漆,不太容易被点燃。所以,看到这个描述,首先第一个问题是:这是什么牌子的变频器?它有经过点燃测试吗?
电气元件,象Wago的信号模块,全部都是经过最大电流测试,哪怕接线端子烧的通红,也不会引起绝缘材料燃烧,相信西门子产品的绝缘材料也都会有这样的测试,必须是高阻燃材料。
问题不在于什么原因点燃了线路板,而是这个线路板在什么情况下都不该被点燃!


---------电源缺相是很危险的,你说的这种有可能不经过变频器直接引起电机烧坏短路发生火灾。

0----------没错,两相轻载能够运行的,我遇见过。

----------楼主的帖子,其实是对同行们一个警醒的提示。今后在设计和制作电气控制系统时,防火是需要高度注意的一个内容。-

--------只是:俺从1994进入自动化系统设计,所设计至少上千套大小不同的自动化系统:其中起火的唯有西门子系统,其余品牌真的没有起火烧毁柜子!!唯一一次是在三角轮胎因为天棚漏雨进入控制柜(当时该柜在室内且只是CC-LINK控制站点,柜子没有采用IP65,真正烧毁的也只有漏水导致接触器和少量导线起火烧毁,因为导线是阻燃材料,烧毁价值不到500元)

----------用过西门子不少的产品,,不管是自动化还是驱动,没有遇到过产品自身起火的现象,炸机遇见过很多次了,每次都炸的不像样,也没有发现起火的现象,,
由于设计不合理导致的有一次
刚开始给人做配电柜的时候,有个现场检测元件特别多的柜子,记得32点的输入好像几十块吧,,反正那个柜子的外部接线几百根,,
设计院给出了图纸,当时给一个自动化公司做的接线,,那时技术一般般,也不懂,所有继电器和外部接近开关的柜内电源都是一个一个的并,用的也就0.5的线吧,,
调试送电一天后,柜子起火了,后面的电源烧的乱七八糟,没有造成大的损失,只是花了很长的时间吧柜子重新接了一遍。。
由于电器的起火造成整个工厂大面的损失,有点不可思议啊 ,本身一个柜子内的元件就算有问题,本身起火的概率比较小,变频器有壳体,PLC有塑料壳,一般都是阻燃的,倒是电缆接线是个隐患,是否压紧?而且电缆的选型是否正确,,
配电室内根据安全标准有烟火报警装置的,一般装置起火了,肯定控制系统瘫痪了,可以及时发现的吧,,


--------电器起火(明火)没有遇到过。但电缆起火倒是遇到过。
使用了非阻燃的(无ZR标志)塑料电缆和橡胶电缆。对于变频器来说,尤其是橡胶护套电缆不能作为驱动器的输入、输出电缆使用。
在选择塑料屏蔽电缆时也要注意,它内部的抗拉线很可能是可然的。在这种情况下,要选择较大截面的线径,避免线缆过热引起燃耗。
线缆着火是非常快的。过电流-冒烟-外皮碳化-加大过流-整条线起火;也就是几秒中的过程。
所以,对于变频器输入测,要选择满足要求的线径(尽量选大的)和合适的断路器。对于驱动器的输出,要选择用于变频器的(要考虑到输出的dv/dt 耐压)的;满足线径要求的塑料绝缘电缆。不要使用橡胶护套电缆

---------电源缺相会导致电容损坏???
从为什么电容会损坏开始找原因!
刚上电不久机器还没有启动充电限流电阻就损坏,这说明了电阻后面的负载电流太大,这时电阻的负载主要是直流母线上的电容。
电容击穿对地,充电限流电阻等效于直接接地全功率工作,时间一长就发红或起火。
直流母线上的电容损坏:
1、过压
在AC输入侧电源缺相不会电压过高,只会过低!
除了电网电压过高!
2、加入大电流交流电
线路接错,3AC交流电没有经整流桥直接加入!
或整流桥损坏。
3、电容本身品质问题
这个可能性很大
对于 电源缺相导致电容损坏的定论太过肤浅!

--------如果电容有缺陷上电击穿,就有可能造成烧毁,预充电电阻烧毁。
缺相理论上不会损毁预充电部分及电容,除非系统缺相还运行了,但也会先损坏整流部分或者报过流。
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