医用X射线机高压故障检修

                                             侯秉儒 18629086608

                                            陕西长信医用设备有限公司

摘要：本文详细介绍了射线机高压故障的判断方法，高压部件的检测仪器和检测方法，分析了故障检测的原理，列举了各组件的故障表现、维修实测数据、维修实例。

关键词： 球管 高压电缆 高压变压器 高压二极管 高压电容

0 引言

高压故障时射线机的常见故障，高压部分维修是射线机维修的一个难点，维修射线机经常会遇到高压故障，而高压检修方面资料较少，作者常年从事高压发生器生产和维修工作，积累了一点肤浅的经验。作者将多年经验加以总结，形成本文。欢迎指正错误、技术交流

高压部分主要指高压油箱，高压电缆，球管这三个组件。高压故障维修就是指对这三个组件的维修。

高压组件价格较高，球管和高压油箱都价格不菲，用户更换起来有较多考虑，高压油箱虽说电路简单，但其是全封闭结构，修复需要专业的工艺设备和检测仪器，只有厂家和有实力的使用单位才有，用户不会轻易打开维修，需请专业技术人员维修，由于条件限制修复此类故障都比较棘手，且费用高时间长。

高压部分的线路并不复杂，复杂的是工艺，且高压组件都是密封不方便直接打开检测，打开后封装需要专用设备。

不同的机器故障表现不一样，出现以下现象就要考虑是高压部分的故障。

高压故障的外部表现：

1.高频机：曝光时机器报管电压、管电流不正常等故障，曝光不能进行。

2.工频机：曝光时无射线，无图像。轻微故障时，射线穿透力明显不足。

高压故障内部表现：

1. 元器件击穿短路，如电容，高压二极管，射线管、高压电缆会击穿。
2. 元器件开路，如高压线圈严重损毁时会开路。
3. 绝缘材料绝缘性能变差导致高压放电，这时可能听见放电声、看见放电火花，某些机器高压轻微放电时，可见高压电压和管电流检测点波形有振荡现象，放电严重可见检测点瞬间冲击波型然后电路就保护了。

高频射线机一般都有高压初级电流检测、管电压、管电流、灯丝电流、旋转阳极电机电流电压、球管温度等检测电路，出现故障时，机器会自动保护并显示故障代码，根据故障代码就可以判断故障。

工频机在检修时，可以用调压器对高压部分进行开环加载试验，测试空载高压初级电流，方法是去掉灯丝初级供电短路初级接线端子，给高压初级适度加载，测量初级空载电流，初级电流较大，表明高压部分有故障。

高频机在检修时一般根据故障表现综合判断。实际操作时可采用排除法，如首先检测高压电缆，排除高压电缆故障，再根据故障表现判断球管和高压油箱，

故障表现

1. 电缆本身击穿：多发生于电缆反复折弯处
2. 高压插头击穿
3. 电缆芯线开路：发生于电缆芯线和高压插头焊接处

故障原因

1. 由于机器故障高压超过电缆的承受电压
2. 制作质量，电缆芯线看路多属制作质量问题
3. 由于机器使用时球管反复运动带动高压电缆头端反复折弯，使折弯处性能变差
4. 绝缘材料性能

故障检测

1. 离线检测：用绝缘测试仪（摇表）测绝缘电阻，用万用表测引线通断。
2. 代换试验：用一对新电缆代换试验。
3. 观察法：看电缆头端是否有击穿放电发黑的痕迹，用鼻子闻是否有臭味。

1. 交换法：交换法是一种系统加载判断电缆故障一种简单有效的方法，同时交换球管端和高压油箱端+-两根电缆插头，用示波器检测KV+KV-MA+MA测试点波形，看故障波形是否在+-两端交换。如故障波形交换就可以判断出是高压电缆故障，波形不正常一端的高压电缆就有故障。

检测仪器

维修用绝缘测试仪，如 UNI-T UT502，或用变压器油耐压测试仪。

损坏严重的电缆故障好判断，有些电缆损坏的不严重，就不好判断，笔者用一台发生器调试球管时，发现只能调到80kv，怀疑电缆或球管，当时电缆时旧的，球管是新的，就换了一对新的电缆，调试就通过了。

笔者在维修中也偶尔碰到过电缆芯线开路的现象。

故障表现

1. 射线管灯丝烧断
2. 射线管真空度不良
3. 射线管破裂
4. 高压放电：球管内的绝缘件如变压器油、高压插座绝缘性能变差引起的放电爬电。
5. 球管漏油：密封垫老化、高压插座漏油
6. 旋转阳极不转

故障原因分析

1. 由于机械故障等原因是球管受到强烈碰撞，导致射线管破损。

1. 由于其它部分电路故障导致如点片装置未复位、手闸未复位导致旋转电路一直工作，或阳极旋转电路有故障旋阳启动电路或刹车电路一直工作定子线圈产生热量使变压器油温度非常高，超过球管的热容量，导致射线管过热破裂。
2. 由于旋转阳极定子线圈故障、旋转阳极驱动电路故障、旋转阳极转子卡死等故障，曝光时旋转阳极不转动，阳极靶面龟裂气化，引起真空度不良。
3. 长时间反复大容量曝光，阳极靶面龟裂气化，引起真空度不良。

   故障检测方法

   1. 观察灯丝：

      有些球管灯丝烧毁，开机或灯丝预热时在球管窗口看不到灯丝亮，发生器会报无灯丝电流故障。当然灯丝不亮也有可能是灯丝加热电路故障或高压电缆芯线开路，拔出高压电缆，用万用表测量一下灯丝通断便可确认。

   2. 观察变压器油：

      通过球管窗口，观察球管内部变压器油，看颜色是否发黑？是否有气泡？是否有杂质漂浮。通常射线管破裂会产生大量气泡，漏油、油耐压降低放电等故障会产生少量气泡。

   3. 辉光：

      射线管轻度真空度不良，曝光或用耐压测试仪作耐压试验时可见玻璃管内发射辉光。严重真空度不良的点亮时便会烧断灯丝，做真空度高压试验时会发生火花放电。，

   4. 靶面：

      有些球管靶面损坏严重出现龟裂、融化等现象。

   5. 用耐压测试仪测试，

      可测试射线管是否真空度不良。

   以上这些现象都可目测。

   球管真空不良和其他高压故障系统表现不同，球管真空不良，系统检测到是KV+、ma+和KV-、ma-两端都有问题，其他故障如电缆击穿、高压线圈故障大都检测到KV+、ma+或KV-、ma-其中一端有问题。由于机器检测到高压初级电流，而没有检测到高压次级电压，容易报逆变失败故障，这是在系统判断球管故障的方法之一。

   旋转阳极定子线圈故障判断：

   1. 离线测绕组电阻Rcm+Rca=Rma
   2. 离线测绕组电感Lcm+Lca=Lma
   3. 在线加载测试启动电流电压和运转电流电压
   4. 拆解球管观察线圈颜色，烧毁的可见线圈发黑
   5. 离线模拟加载测试

   即给球管阳极旋转定子线圈加载工频电压测试工作电流,球管的工作数据，手册上都有，需要时可以查阅手册和测试数据比较确定故障所在。

   旋转定子线圈本身损坏的现象比较少见，常见的外围电路工作不正常。如线圈一直加载旋转会使球管发热.

   球管发热故障检测：

1. 热量从哪里产生：

   球管内部有两个产生热量的器件，就是射线管和旋转定子线圈，射线管灯丝点亮会产生热量，但热量较少。当射线管发射射线时，会产生大量热量。旋转阳极旋转时也会产生大量热量。

2. 热量产生原因
3. 长时间曝光
4. 透视管电流大
5. 定子线圈长时间驱动，阳极一直旋转
6. 定子线圈长时间加载直流电压，续传旋转阳极一直处于刹车状态。

   检修：

7. 听旋转阳极是否一直旋转，若一直旋转检查旋阳驱动和旋阳控制部分。
8. 检测定子接线端子上是否加载交流或直流电压，若加载直流电压检查旋阳刹车电路，若加载交流电压检查旋阳驱动电路。
9. 检查定子线圈或端子是否有对地短路现象。
10. 检测曝光管电流，

    维修案例：

     

    高压油箱

    排除了高压电缆和球管故障及初级逆变故障后就可以确认是油箱的故障，油箱内主要包括高压变压器、灯丝变压器、高压二极管、高压电容、高压电阻等元件。

测量的原理：高压变压器初级电压低不易损坏，次级电压高易击穿短路，变压器次级匝间短路后，会引起线圈自身的阻值变小，空心电感（去掉磁芯的线圈）变小，Q值变小，变压器绕组电感变小，同时会导致其他绕组的测量电感值变小（漏感），变压器加载测试时，会导致初级电流增大，次级电压减小、电流增大和温升高。

由变压器的原理可知初次级的电压比=匝数比=电感值比的开方

根据以上原理，检测变压器故障时我们便可以不加载测量线圈阻值、空心电感、Q值、绕组电感等参数，也可以加载测试电压、电流和温升等参数，也可根据测量的参数计算变压比，根据以上参数值综合判断变压器的故障。

高压变压器一个重要特点是次级有高压，高压会导致绝缘材料击穿放电烧糊，这可通过目测识别出来。

⑴ 测初级绕组空载电流，看次级绕组温升

对工频变压器，用调压器给初级加较低的电压，用钳流表测初级电流。正常的变压器空载电流，是额定工作电压下额定工作电流的10%以下，我们这里加载的电压非常低，空载电流就应该很小。

若电流较大，则有次级线包短路，保持初级电流1A左右，加载十几分钟以上，关断电源，用手依次摸次级包，有短路故障的线包会发热。

维修中会碰到有的变压器一只包发热（短路），也有的两只包都发热。

注：这种方法是大家经常用的方法，可靠准确，不会漏掉轻微短路的线包。推荐此法。

也可以依次给2个次级包加220v交流电一段时间后，切断电源用手摸次级包，发热的包就是故障包。

⑵ 测次级空载电流：

对工频变压器，给初级加较低的电压（1-20v），测量次级包的电流，电流大的就是故障包。

也可以给次级包依次加载AC220V电试验。

⑶ 测次级空载电压：

对工频变压器，给初级加较低的电压，使次级电压不超过1000v，测两只次级线包电压，电压明显低的就是故障包。如果两只线包都有短路就难分辨了，测电压比又不知道正确的比率是多少，第一种方法可靠。

当然如果条件具备，也可以三种方法同时用。

一般维修中常用第一种方法测初级电流看发热，对于轻微短路，或两只包同时短路等故障，判断比较准确。

用测初级电流法不用拆解油箱就可以判断出高压部分是否有故障。

工频机加压试验只需要一只调压器或变压器接市电即可试验，而高频机需要特制的试验装置。

⑷ 测绕组电感值：

高频变压器厂家在生产时一般都会测试每个绕组的电感值和初级绕组的漏感值，磁芯材料性能、装配、磁隙会影响到绕组电感值，初级绕组的电感值和漏感值影像到串联谐振逆变的频率特性。

测量初级电感值可能会碰到一下几种情况：

电感非常大，以至于超出了电桥的测量范围，可能是开路，检查焊接点、连接点。

电感值是正常的10%以下，变压器一个绕组短路，会使变压器所有绕组电感值降到原值的1/10以下（漏感值），利用这个特点，就可以通过测电感值判断变压器故障，而且测初级电感值也不用拆解油箱，当然你必须知道正确的初级电感值。

电感值非常小几乎为0，检查是否线路短路或磁芯破裂。

测次级绕组电感值，短路绕组数值明显低，正常绕组的电感值由于受短路绕组的影响，数值虽然变低，但高于短路绕组。

以下是笔者维修时的实测值。次级1正常，次级2是有故障。

上图中的数据显示次级绕组2短路，其他绕组正常，但绕组2短路后，对其他绕组包括初级和次级电感测量值都有影响，绕组2的故障值特别明显。

此方法简单可靠，前提是需要电感表或电桥，或带电感测试功能的万用表，如UNI-T UT58D。

高频变压器绕组电感值小，工频变压器匝数多电感值大。用以上推荐的万用表均可以测量，

变压器绕组的匝数平方比等于电感比，根据这个原理，测初次电感计算匝数比也可以判断绕组是否有故障。

⑸ 测次级匝间短路：

用匝间短路测试仪，该产品将标准线圈的采样波形存储于仪器中，测试时将被测波形与标准波形比较，根据设定的判据（面积、面积差、相位差、电晕等）以判定被测线圈的优劣。测量时将与标准线圈测量时同样的脉冲通过电容器放电施加于被测线圈，由于线圈电感量、杂散电容和Q值的存在，将响应一个对应于该放电脉冲的电压衰减波形，比较该衰减波形的某些特征，可以检测线圈匝间和层间短路及圈数和磁性材料的差异。

该方法用于生产检测，维修机器时一般不用。

⑹ 测次级线圈阻值：

线圈短路后，阻值会变小，这个变化值较小，可以和其它的绕组比较。

变压器直流电阻是变压器制造中试验的必测项目，生产厂家一般用专用设备如变压器直流电阻测试仪测试，能有效发现变压器线圈的选材、焊接、连接部位松动、缺股、断线、匝数误差等制造缺陷和隐患。

我们维修时用一般用万用表测试，可以测到：

1. 开路，若检测到开路应检查引出线焊接点，查看漆包线是否被烧开路。
2. 阻值变小，一般变压器有多组次级，若其中一个线圈和其它线圈相比较阻值较小，就有可能短路。在维修中，可以看到，若发现线圈阻值变小，拆开线圈可以看到多个相邻层线匝之间短路，原因是层间电压要比要比同层相邻匝之间电压高的多。若只是同一层相邻匝之间短路，通过阻值是看不出来的。

⑺ 测次级线圈空芯电感：

把线圈从变压器上拆下来测，线圈短路后，空芯电感值值会变小，这个变化值较小，测试时需要和其它绕组比较。

⑻ 测线圈Q值：

线圈短路后，Q值会变小。但需要Q值表或变压器测试仪，维修中不常用。

以上列举了几种常用方法，实际维修时应灵活应用多种方法综合判断。

关于变压器测试厂家在研发生产时测试项目很多，出现故障时只需要测试以上几项参数即可判断故障。

实际维修中，许多机器都有线圈短路伴随绝缘击穿放电现象，拆解油箱后很容易观察到。

1. 高压二极管

   检测方法同二极管，只不过用的仪器不是普通万用表是绝缘测试仪UT502。

   常见现象是高压二极管（硅柱）短路，开路现象笔者尚未碰到。

   工频射线机中，笔者修过过硅柱的连线断掉的情况，故障表现为ma值，不论透视照相只有原来的一半。

2. 高压电容

用万用表（如UT58D）测电容值，耐压绝缘测试仪(如UT502)或测试仪测耐压。

常见现象为短路。

1. 高压交换闸：

   高压交换闸就是一个继电器，由线圈、触点和机械装置组成。

   高压交换闸阴极端接触不好可以通过观察球管灯丝是否点亮来判断，阳极端接触不好会出现无管电流故障，和球管内部阳极引线接触不好是同一故障现象，工频机可能会出现能曝光无管电流无射线现象，高频机可能会报无管电流故障代码。

   笔者曾经修过交换闸故障的机器，一台机器是两台交换闸同时工作的故障，另一台是两对交换闸，一对阴极接触不好，一对阳极接触不好。修这两个故障都让笔者费了一些时间。

   高压交换闸笔者修过的有，簧片失去弹性，绝缘材料断裂，焊线断裂等故障。

   高压交换闸线圈检测，可以通过加电实验，测量阻值，测量电感值

2. 灯丝变压器：

   在组合机头中笔者碰到灯丝变压器绝缘击穿导致灯丝初次级高压短路，非组合机头中少见灯丝变压器击穿的。

   灯丝变压器其他故障在维修中少见，其测试方法和高压变压器的测试方法相同。

3. 变压器油:

⑴ 观察法：若变压器油颜色发黑，油中有杂质漂浮等现象，油的质量肯定变差。

⑵ 耐压试验，用变压器油耐压测试仪做耐压试验。

⑶ 色谱法，电力变压器故障检修时常用色谱法检测变压器油，可参考电力变压器检测技术资料。

以上只是介绍了高压部件的检测技术，实际维修中，要灵活应用，系统分析，导致高压故障的原因有很多方面，不仅仅是高压部件的原因，与控制部分电路，甚至操作使用也有一定的关系，

射线机高压故障维修实例1

高压交换闸故障第一例

XG501，故障现象是开机时报01号错误，表示2管位灯丝预热故障。

检查：切换到1管位，无错误显示，点片正常，证明了灯丝预热和检测电路正常，在高压油箱端交换1管位和2管位的高压电缆，故障依旧，说明了四根高压电缆和两台球管没有问题，交换交换闸控制线J1J2，开机报02号错误，1管位球管灯丝预热故障。这说明故障与管位交换电路有关。

机器复原后，检测了一下灯丝初级电压，切换到1管位，等死初级40v，切换到2管位只有20v，灯丝初级没有切换电路，只能时检查灯丝次级，观察灯丝亮度，由于1管位球管拆除麻烦，找一只12v灯泡代替。切换到2管位，给2管位阴极电缆上接一只灯泡，可以看见其亮度不高，把灯泡接在一管位阴极电缆头上，还没有切换到1管位，灯泡也亮了，但亮度不高，切换到1管位时灯泡很亮 ，至此已经确认是高压交换闸的问题，但具体是什么问题呢？若高压交换闸若大焦点开路，大焦点灯丝不会点亮，小焦点同此，公共端开路，此机在预热时时双焦点同时点亮，看不出故障所在，但大小焦点分别增温正常，排除开路现象，短路呢，短路后，灯丝没有供电，肯定不亮，排除了短路和开路，唯一的可能就是两个交换闸阴极同时工作才能出现这种现象。但看不到这个现象，给两台的阴极电缆球馆端，分别接2只12v小灯泡，开机，可见切换到一管位，一管位灯泡亮，而切换到2管位，两管位灯泡同时亮，只是1管位的暗一些，2管位的亮一些，

抬开高压油箱，看到，1管位的阴极交换闸固定螺丝脱落，阴极交换闸上的三个触头倾斜悬挂，开机，不论在1管位还是2管位，1管位阴极交换闸始终接触，这就解释了两个管位灯泡同时亮的原因，再仔细观察过1管位工作时接触好一些，2管位工作是其接触的不好，这就是解释了灯泡同时亮，但在1管位暗2管位亮。更换交换闸，故障排除。

射线机高压故障维修实例2

一台电视透视体检机，（虽只有一台，却配备双交换闸，没有想明白）能透视和拍片有动作，但没有管电流，首先开机目测灯丝，亮度正常，透视测高压初级，电压正常，推测是高压次级有故障，曝光后，拔出阳极和阴极电缆对地放电均可见放电火花和放电声，证明了高压次级有高压，分析可能是高压阳极交换闸接触不良或球管的阳极接线接触不好，另有一台高压交换闸空置未用，于是把高压电缆扎入未用的交换闸，交换高压交换闸线圈接线，观察灯丝，却发现灯丝不亮，原来空置的高压交换闸阴极接触不上。只能把高压电缆换到原来交换闸上，高压油箱和球管处于密封状态，不好轻易打开观察，只有用调压器实验高压次级，用调压器给高压次级由于交换闸供3v电压，用万用表测量高压次级，可见1台的阴极电压高阳极电压低，2台的阴极电压低阳极电压高，判断是1台的阳极交换闸接触不好，2台的阴极接触不好，球管没有问题，怎么修，拆解油箱太麻烦， 给1台的阳极插座和2台的阴极插座注上变压器油，然后把阳极电缆插入2台交换闸阳极，阴极电缆插入1台交换闸阴极，然后让两台高压交换闸同时工作。这样，在没有拆解高压油箱的情况下，轻松修复了高压交换闸的故障。

由于透视的高压太高无法测量，

射线机高压故障维修实例3

高压交换闸故障第三例

国产双台次射线机，开机，两个台次曝光动作正常，但管电流很小，观察灯丝发现亮度较暗，检查灯丝供电电路，未发现任何故障，稍微调节灯丝供电电压，未见好转，分析可能是高压次级有故障，于是抬开高压油箱，有调压器做实验，也没有发现故障，拆解球管也没有看到故障，维修一度百思不得其解，后来在检查控制台电路时，发现高压交换闸线圈供电端，J1J2之间有一根细铜丝短路，原来两台高压交换闸同时工作，去掉细铜丝，机器恢复正常。

射线机高压故障维修实例4

笔者维修一台工频组合机头的遥控透视机，第一次用户送来机头，笔者检查时射线管换了，没过几个月又送来了机头，笔者检查是硅柱坏了，第三次又送来了是高压线包坏了，接二连三的坏高压部件，笔者分析是控制电路有问题，于是上门检查，结果发现了，防突波电路有故障，透视继电器的提前接触点和正常触点的线接错，调整好线路。透视时最大管电流只有1ma，而操作医师说其一般用0.5ma透视。

笔者修好了这两个故障，透视一看图像，透视还是用的条件比较大，图像亮度不高，一般胸透用2.0ma70kv，笔者又检查一下摄像机光圈，发现调的小只有0.8，把光圈调大到0.5，图像亮度好了，透视条件也用的低了，1.5ma60kv看胸透图像质量很好。

分析：该机连续损坏高压部件，主要原因是由于防突波电路线路错误，次要原因是由于透视ma小，导致每次使用时kv用最高，三个原因加起来导致连续出现高压故障，维修调试好之后，该机器故障彻底解决。笔者又根据这次维修得出一点点经验：透视时ma不能过小，ma稍微大一些，不仅图像质量好，对比度高，且机器不容易出故障。

射线机高压故障维修实例5

故障现象：据用户描述，该机先后发生过球管击穿、高压电缆击穿、经常烧毁透视保险管。机型XG5/125，电视透视机。

分析：该现象都与高压有关，多次击穿高压元件，有以下几种原因：1.高压次级电压过高，而次级电压高是由于初级电压高。2.高压初级放突波电路失效，导致曝光开始瞬间有尖脉冲叠加于高压之上，超过了高压元件的工作电压。以上两种原因都会导致元件击穿或放电，不论是击穿还是放电，都会引起高压次级电流变大，从而引起高压初级电流变大，烧毁透视保险管。

检查：查看图纸该机是可控硅触发的，可以排除防突波电路故障，改自动透视为手动透视，按下KV+按钮，观察KV表和KV碳轮，发现当KV表指向125KV时，碳轮还可以继续前进到150KV,而透视要求最高KV是125KV，高出25KV，观察碳轮限位开关位置，发现其是活动的，把其固定在120kv处。

故障修复。

总结：若用户使用手动透视就不会出现这种故障，但一般用户都会使用自动透视，当一开始就遇到厚部位或限束器铅门关闭，自动亮度反馈电路有一定的时间延迟，kv就会升到最高，而该机最高KV超过了标准，就会发生击穿、放电现象。

高压部分线路接错，会是什么故障现象

高压部分一般元件都比较贵重，接错线路会烧毁元件，引起较大的经济损失，接好线要反复核对，或通过观察灯丝、测量电压、听旋转阳极旋转声音等方式确定接线正确。

1. 高压电缆一端+-极接错：机器开机自检能通过，能曝光，但灯丝不亮， 曝光没有管电流，一般不会损坏电路。
2. 大小焦点接错：用小焦点实际是大焦点曝光，灯丝较暗，曝光电流较小。用大焦点实际是小焦点曝光会出现灯丝非常亮，曝光电流非常大，多次曝光会烧毁小焦点灯丝，阳极靶面烧熔，玻璃管壳破裂。
3. 1，,2台旋转阳极接错：透视一般不影响，但点片或摄影是会出现管电流过大，烧熔靶面，多次使用会烧毁射线管。
4. 1，,2台高压交换闸接错：透视管电流正常，但没有图像，其它故障现象同旋转阳极接错。
5. 旋转阳极定子线圈接错，若M和S接错，阳极会反向旋转，
6. 高压次级M和地接反，会测不到管电流。

注：旋转阳极的旋转方向，从阳极向阴极看，旋转方向为顺时钟。这是和靶面的固定方式有关系，由于阳极靶固定在螺杆上，螺杆顺时钟越转螺母拧的越紧，若靶面反方向旋转，靶面紧固螺母会在螺杆上越转越松，直至螺母脱离转轴，导致靶面脱离转轴，砸碎玻璃管壳。

参考文献：

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7. 谢毓城 电力变压器手册 北京：机械工业出版社 2003
8. 杜虎林 用万用表检测电子元器件 辽宁科学技术出版社 1998

作者简介

侯秉儒，西安人，从事医用射线机维修十余年，擅长高压发生器维修技术。联系电话：18629086608