X线机高频高压发生器故障分析与维修

2015-01-27余晓松

中国医疗设备 2015年9期

关键词：线机油箱固有频率

余晓松

南平市第一医院设备科，福建南平 353000

X线机高频高压发生器故障分析与维修

余晓松

南平市第一医院设备科，福建南平 353000

本文阐述了X线机高频高压发生器在日常维修中遇到的故障，并对其进行分析和排除。

X线机；高频高压发生器；医疗设备维修

1 故障现象

设备使用几个月后，在曝光时发生器主机报错误13（曝光电流过大），并伴有输入电源的三相电保险烧断、一根阴极或阳极的高压电缆击穿。

2 高频高压发生器工作原理

本机是一台交流3相380 V供电的50 kW高频X线机，根据产生高压X线的原理，交流380 V经整流滤波后输出560 V左右的直流电压，作为X线机可控硅逆变器的输入端电压。曝光前先对主直流电源中的大容量电容器（0.34F）充电，曝光时该电容向主逆变器放电。其工作频率根据电压范围、功率大小以及X线机的功能决定[1-2]。次级端感应的高压采用桥式整流电路，再经C3、C4滤过后形成平滑直流高压供X线管使用。

3 故障分析与维修

根据发生器曝光电流过大的报错信息，首先更换了新的60 A保险，用示波器对设备的采样板MA端采样，发现MA高出正常值。由于国产可控硅的质量无法保证，所以先对4个可控硅进行了更换，曝光后故障依旧。然后更换高压电缆，进行曝光没有再报错误，并且MA的采样值是正确的。为防止再有电缆被击穿，决定彻底找到问题原因。经分析发生器中涉及高压的原件还有球管和油箱。由于球管结构比较简单不涉及到引起击穿电缆的问题。所以猜测由高压油箱引起故障的可能性比较大。对高压油箱产生的高压进行有效的采样分析，结果显示高压值高于设定值20％以上。

造成高压电缆击穿的主要原因是加载在高压电缆两端的高压超出了高压电缆的额定耐压值，而这个高压是由高压发生器变压产生的。在设计高压变压器初级时LC（由T初级和C1组成）振荡电路有一个固有频率，工作在固有频率时变压器输出功率最大，而我们设计的逆变器的逆变频率是低于LC振荡固有频率。电感原件L1、L2、L3、L4和电容C1、C2参数选配不合适造成的LC谐振频率变低，这样就会造成在高压变压器T输出的功率增大时，在电流不变的情况下，进而次级输出端输出电压幅值同等增大，这样会造成高压变压器输出端输出的高压超过高压电缆的额定耐压值，使高压电缆击穿[3-4]。也就是说因高压发生器外的电感（L1~L4）和油箱内的电容（C1、C2）不相匹配，从而改变振荡电路中的固有频率，使高压变压器输出功率升高，工作电压也随之升高，在选用最高工作电压（如125 kV）时，高压超过高压电缆的最高耐压值，而造成高压电缆被击穿[5]。

更换合格的高压油箱变压器后（即变压器T的初级电感L和电容C1、C2参数能相匹配，电容的充放电时间能达到理想状态，没有尖突波形成的高压发生器）,设备使用一年多，再也没有出现击穿电缆现象，故障排除[6]。