最近比較多的變頻器客戶向我司反映，由于最近的天氣漸趨潮濕，變頻器出線凝露現(xiàn)象，影相變頻器工作~

信杰小編在這里想跟大家說，天氣是我等凡人所不能控制的，但既然問題出現(xiàn)了，我們就要積極地想出預(yù)防和解決的方法~

下面是小編跟我司工程師討論和結(jié)合網(wǎng)絡(luò)上各路大神的專業(yè)解析而出來的結(jié)果~希望對各位客戶有用處哦~

 

　　受空氣濕度的影響，一旦工作環(huán)境溫度產(chǎn)生較大變化，就有可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，使得其內(nèi)部功率器件、電路板等部位產(chǎn)生一定量的液態(tài)水，在與變頻器內(nèi)部積累的灰塵混合后，就會對變頻器的電氣絕緣造成嚴重的影響，嚴重的還會產(chǎn)生通路，導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障，影響正常的運行。

　　舉例而言，液態(tài)水附著于功率器件散熱板之上，會導(dǎo)致IGBT的柵極和漏極之間形成通路，并嚴重破壞IGBT的柵極，導(dǎo)致IGBT失去正常功能；再比如液態(tài)水附著于電路板之上，會導(dǎo)致相應(yīng)端子出現(xiàn)短路現(xiàn)象，進而造成脈沖混亂，嚴重的還會導(dǎo)致橋間短路等故障現(xiàn)象的出現(xiàn)。

　通過上述介紹，可以發(fā)現(xiàn)凝露現(xiàn)象會嚴重影響和威脅變頻器的正常穩(wěn)定運行，一旦變頻器工作于潮濕的環(huán)境之中，就一定要采取正確的措施來預(yù)防和消除凝露現(xiàn)象。

　　一、凝露的形成及其對變頻器產(chǎn)生的危害

　　自然條件下的空氣，是由少量塵埃、水汽以及絕干空氣所組成?？諝馑軌蛉菁{的水汽與環(huán)境溫度成正比，即環(huán)境溫度越高，空氣就能夠容納更多數(shù)量的水汽。而所謂的露點溫度，是指特定濕度空氣出現(xiàn)凝露現(xiàn)象的最高溫度。

　　在較高溫度下包容在空氣中的水汽，由于溫度的下降，會使得無法繼續(xù)容納于空氣中的水汽，通過液態(tài)水的形式析出。如果濕度較大且溫度相對較高的空氣，碰到溫度相對較低（低于該條件下空氣的露點溫度）的變頻器的固態(tài)表面，就會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，進而在變頻器相關(guān)部件的表面產(chǎn)生一定量的液態(tài)水。

　　當液態(tài)水與變頻器內(nèi)部的灰塵混合后，會產(chǎn)生相應(yīng)的導(dǎo)電通道，進而對變頻器的電氣絕緣造成影響，使得本該不導(dǎo)電的區(qū)域轉(zhuǎn)換為正常導(dǎo)電的區(qū)域。

　　舉例來說，一旦混合了灰塵凝露附著于IGBT功率器件的表面，會導(dǎo)致IGBT的柵極和漏極之間形成通路，嚴重破壞IGBT的柵極，導(dǎo)致IGBT失去正常功能；又比如混合了灰塵凝露附著于控制電路板之上，會使得電路板產(chǎn)生原本不存在的導(dǎo)電通道，導(dǎo)致邏輯脈沖出現(xiàn)混亂，進而產(chǎn)生電源短路、電子元器件失效等故障。

盡管部分電路板進行了相應(yīng)的涂覆處理，但由于質(zhì)量和盲點等因素的影響，總會在某些元器件的底部、電路連接處等部分產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。

      二、凝露的消除方法

　　通過對溫差和濕度等凝露形成條件的破壞，可以起到從根本上消除凝露現(xiàn)象發(fā)生的目的。破壞了任何一個形成條件，變頻器都不會出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

　　目前，較為通行和常用的凝露消除方法有：溫度控制法和濕度控制法，前者旨在降低相對溫度，而后者旨在降低相對濕度。

　　1）溫度控制

　　阻止凝露的形成，可以通過破壞溫差這一凝露形成條件來實現(xiàn)。由于變頻器柜體內(nèi)部相對封閉，若可以讓柜體溫度始終高于露點溫度，就不會產(chǎn)生凝露。

第一種方案包括通風口和加熱器等。一般情況下通風口都設(shè)置了過濾器，不僅能夠杜絕大量灰塵進入變頻器內(nèi)部，而且還能夠確保IP防護等級。該方案的主要要點在于一旦濕度過大即開始加熱，溫度提升時就加大通風。在濕度超過預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，促發(fā)加熱動作，提高變頻器內(nèi)部溫度，進而有效控制相對濕度條件，在溫度達到預(yù)先設(shè)定的閥值之后，起動通風，從而使得變頻器內(nèi)部進入一定量的外部新風，從而確保變頻器內(nèi)外始終保持一致的空氣相對濕度，溫度始終保持在正常的范圍之內(nèi)。一般情況下，當溫度超過40℃就起動通風系統(tǒng)，相對濕度超過80%就起動加熱器。

　　第二種方案的主要思路為：變頻器內(nèi)部冷卻能力相對可控，確保柜內(nèi)溫度始終保持在一定的范圍之內(nèi)，當濕度超過閥值，就降低變頻器的散熱能力，通過變頻器所產(chǎn)生的功耗來提高變頻器柜內(nèi)溫度，從而杜絕凝露現(xiàn)象的出現(xiàn)；當溫度超過閥值，就提高散熱能力，杜絕溫度過高影響變頻器的正常運行。該方案下的變頻器柜體大多采用的是完全密封的形式，有效杜絕了鹽霧、有害氣體和灰塵進入柜體內(nèi)部，便于變頻器長期、可靠和正常的運行。

　　2）濕度控制

　　通過減少水汽含量，有效降低空氣相對濕度，從而杜絕凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。主要包括以下三種方案：溫差除濕法、吸附及膜式除濕法和冷凝除濕法。

　　溫差除濕法：在變頻器內(nèi)部安裝有利于凝露的散熱器，從而使得凝露僅形成于該散熱器之上，從而不會在變頻器內(nèi)部其他部位形成凝露，散熱器上形成的冷凝水通過出口向外排出，以便確保柜內(nèi)始終保持相對干燥的環(huán)境。

　吸附及膜式除濕法：在變頻器柜內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的吸附材料來起到水汽吸附的目的，確保柜內(nèi)始終保持相對干燥的環(huán)境；也可以通過膜過濾器的設(shè)置，來起到阻隔水汽的目的，只讓干空氣通過過濾器，使變頻器內(nèi)部只流入相對干燥的空氣。

　　冷凝除濕法：在變頻器內(nèi)部設(shè)置溫度最低點，使得凝露僅產(chǎn)生于該處，從而有效降低變頻器內(nèi)部的相對濕度，使得變頻器內(nèi)部始終保持相對干燥的環(huán)境。

      三、現(xiàn)實案例分析

　　筆者在工作中曾遇到某型變壓器由于受潮濕空氣影響，造成其在工作過程中，功率模塊產(chǎn)生擊穿燒毀的事故。筆者接下來會在描述故障現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，分析原因，并提出相應(yīng)的防范措施。

　　1）事故描述

　　在發(fā)現(xiàn)變頻器無法正常運行之后，打開整流柜面板，看到R相的緩沖電容和IGBT被燒毀炸裂，且觸發(fā)線被完全燒壞，IGBT和緩沖電容之間的絕緣紙出現(xiàn)部分燒蝕碳化的現(xiàn)象，IGBT炸裂產(chǎn)生的金屬嚴重燒壞了其下方的5只電解電容，同時直流熔斷器被熔斷，負極銅排被嚴重燒壞，母線銅排和固定螺絲被完全熔在一起。調(diào)閱報警歷史后發(fā)現(xiàn)，DCF=1直流保險處于開路狀態(tài)，并且三相交流進線T相、R相熔斷器沒有產(chǎn)生任何動作。

　　2）事故原因的分析

由于在上電之前，整流柜要經(jīng)過大約3秒左右的充電過程，在完成充電之后，通過反饋信號實現(xiàn)主接觸器的吸合動作，接著斷開充電電阻回路。

　　但在操作過程中，合控制電源的同時就產(chǎn)生了短路現(xiàn)象，導(dǎo)致主接觸器未能產(chǎn)生吸合動作。事故發(fā)生后，檢查發(fā)現(xiàn)充電回路的充電電阻器和接觸器被完全燒壞，從而得出充電過程中就發(fā)生短路故障的結(jié)論。

　　調(diào)閱整流柜報警歷史后發(fā)現(xiàn)，DCF=1直流保險處于開路狀態(tài)，接觸器和充電電阻被燒壞、IGBT擊穿、2000A直流熔斷器被熔斷，從而得出逆變回路未發(fā)生短路故障，整流部分出現(xiàn)短路故障的結(jié)論。

　　通過進一步的現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)，正負銅排間存在明顯的絕緣紙?zhí)蓟F(xiàn)象，且母排間有明顯的爬電跡象，從而得出直流母排間短路的結(jié)論。

　　事故發(fā)生時，所在地已經(jīng)連續(xù)降雨超過半月，空氣濕度已超過80%，在事故原因的檢查分析過程中，發(fā)現(xiàn)柜體內(nèi)有明顯的凝露現(xiàn)象。

　　由于該整流柜在事故發(fā)生前一直處于停用狀態(tài)，造成銅排出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，加之密封的柜內(nèi)環(huán)境下，變頻器工作時柜體排風扇才正常運行，難以有效排除柜內(nèi)的潮濕空氣，導(dǎo)致絕緣紙受潮，進而大幅降低了正負電排之間的絕緣能力。

變頻器在充電過程中，因為器件和線路存在的雜散電感的影響，開關(guān)瞬間會產(chǎn)生較大的瞬間充電電流，而正負母排會因為較弱的絕緣能力而產(chǎn)生絕緣拉弧現(xiàn)象，母線電壓上會疊加電容反饋的巨大電流和短路電流，從而導(dǎo)致IGBT里的PN結(jié)出現(xiàn)雪崩電壓擊穿現(xiàn)象，進而完全失去正常功能、緩沖電容炸裂和IGBT短路炸裂。因為受到瞬間短路電流觸頭粘連的影響，充電回路接觸器會使得充電電容被嚴重燒壞。

　3）具體防范措施的提出

結(jié)合現(xiàn)場實際情況和凝露形成條件，筆者提出了以下幾條主要的凝露防范措施：

　　首先是強化變頻器柜體工作環(huán)境的溫濕度控制，開啟室內(nèi)空調(diào)，并將其調(diào)整為除濕模式。在正常運行過程中，由于變頻器的自身發(fā)熱，會使得柜內(nèi)溫度要大于外界的環(huán)境溫度，而一旦變頻器停止運行，柜內(nèi)溫度會緩慢降低到相應(yīng)的露點溫度。所以，筆者認為在變頻器停止運行的狀態(tài)下，要相應(yīng)的降低室內(nèi)空調(diào)的溫度設(shè)置，避免環(huán)境溫度高于變頻器柜內(nèi)溫度。

　　其次在變頻器在正常運行過程中，要確保柜內(nèi)加熱器處于停用狀態(tài)，反之，要確保加熱器處于正常運行狀態(tài)，以便確保環(huán)境溫度始終低于變頻器柜內(nèi)溫度。為實現(xiàn)自動恒溫調(diào)節(jié)的功能，加熱器務(wù)必使用PTC材料。

　　對已有凝露控制器進行改造，并設(shè)置3個溫度傳感器，其裝設(shè)位置為：2個裝設(shè)于變頻器柜內(nèi)的相應(yīng)位置，1個裝設(shè)在柜外，以便實現(xiàn)柜體溫度和柜外環(huán)境溫度監(jiān)測的目的。通過確保柜內(nèi)溫度來杜絕凝露條件的產(chǎn)生，從而有效防范凝露現(xiàn)象的出現(xiàn)。

　　四、結(jié)論

　　凝露現(xiàn)象會嚴重影響變頻器的正常運行，筆者所提出的幾點預(yù)防凝露的措施可以有效降低凝露現(xiàn)象的出現(xiàn)，減少事故發(fā)生的幾率，確保變頻器可以長期、穩(wěn)定和可靠的運行。

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