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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，但既然問題出現了，我們就要積極地想出預防和解決的方法~

下面是小編跟我司工程師討論和結合網絡上各路大神的專業解析而出來的結果~希望對各位客戶有用處哦~

 

　　受空氣濕度的影響，一旦工作環境溫度產生較大變化，就有可能導致變頻器出現凝露現象，使得其內部功率器件、電路板等部位產生一定量的液態水，在與變頻器內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，嚴重的還會產生通路，導致變頻器出現故障，影響正常的運行。

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

　通過上述介紹，可以發現凝露現象會嚴重影響和威脅變頻器的正常穩定運行，一旦變頻器工作于潮濕的環境之中，就一定要采取正確的措施來預防和消除凝露現象。

　　一、凝露的形成及其對變頻器產生的危害

　　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{的水汽與環境溫度成正比，即環境溫度越高，空氣就能夠容納更多數量的水汽。而所謂的露點溫度，是指特定濕度空氣出現凝露現象的最高溫度。

　　在較高溫度下包容在空氣中的水汽，由于溫度的下降，會使得無法繼續容納于空氣中的水汽，通過液態水的形式析出。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）的變頻器的固態表面，就會產生凝露現象，進而在變頻器相關部件的表面產生一定量的液態水。

　　當液態水與變頻器內部的灰塵混合后，會產生相應的導電通道，進而對變頻器的電氣絕緣造成影響，使得本該不導電的區域轉換為正常導電的區域。

　　舉例來說，一旦混合了灰塵凝露附著于IGBT功率器件的表面，會導致IGBT的柵極和漏極之間形成通路，嚴重破壞IGBT的柵極，導致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，會使得電路板產生原本不存在的導電通道，導致邏輯脈沖出現混亂，進而產生電源短路、電子元器件失效等故障。

盡管部分電路板進行了相應的涂覆處理，但由于質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生凝露現象。

      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象發生的目的。破壞了任何一個形成條件，變頻器都不會出現凝露現象。

　　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。由于變頻器柜體內部相對封閉，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置了過濾器，不僅能夠杜絕大量灰塵進入變頻器內部，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。在濕度超過預先設定的數值時，促發加熱動作，提高變頻器內部溫度，進而有效控制相對濕度條件，在溫度達到預先設定的閥值之后，起動通風，從而使得變頻器內部進入一定量的外部新風，從而確保變頻器內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。一般情況下，當溫度超過40℃就起動通風系統，相對濕度超過80%就起動加熱器。

　　第二種方案的主要思路為：變頻器內部冷卻能力相對可控，確保柜內溫度始終保持在一定的范圍之內，當濕度超過閥值，就降低變頻器的散熱能力，通過變頻器所產生的功耗來提高變頻器柜內溫度，從而杜絕凝露現象的出現；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，從而杜絕凝露現象的產生。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，以便確保柜內始終保持相對干燥的環境。

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

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

      三、現實案例分析

　　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，功率模塊產生擊穿燒毀的事故。筆者接下來會在描述故障現象的基礎上，分析原因，并提出相應的防范措施。

　　1）事故描述

　　在發現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，且觸發線被完全燒壞，IGBT和緩沖電容之間的絕緣紙出現部分燒蝕碳化的現象，IGBT炸裂產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。調閱報警歷史后發現，DCF=1直流保險處于開路狀態，并且三相交流進線T相、R相熔斷器沒有產生任何動作。

　　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生了短路現象，導致主接觸器未能產生吸合動作。事故發生后，檢查發現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生短路故障的結論。

　　調閱整流柜報警歷史后發現，DCF=1直流保險處于開路狀態，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生短路故障，整流部分出現短路故障的結論。

　　通過進一步的現場檢查后發現，正負銅排間存在明顯的絕緣紙碳化現象，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論。

　　事故發生時，所在地已經連續降雨超過半月，空氣濕度已超過80%，在事故原因的檢查分析過程中，發現柜體內有明顯的凝露現象。

　　由于該整流柜在事故發生前一直處于停用狀態，造成銅排出現結露現象，加之密封的柜內環境下，變頻器工作時柜體排風扇才正常運行，難以有效排除柜內的潮濕空氣，導致絕緣紙受潮，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，開關瞬間會產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生絕緣拉弧現象，母線電壓上會疊加電容反饋的巨大電流和短路電流，從而導致IGBT里的PN結出現雪崩電壓擊穿現象，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

結合現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境的溫濕度控制，開啟室內空調，并將其調整為除濕模式。在正常運行過程中，由于變頻器的自身發熱，會使得柜內溫度要大于外界的環境溫度，而一旦變頻器停止運行，柜內溫度會緩慢降低到相應的露點溫度。所以，筆者認為在變頻器停止運行的狀態下，要相應的降低室內空調的溫度設置，避免環境溫度高于變頻器柜內溫度。

　　其次在變頻器在正常運行過程中，要確保柜內加熱器處于停用狀態，反之，要確保加熱器處于正常運行狀態，以便確保環境溫度始終低于變頻器柜內溫度。為實現自動恒溫調節的功能，加熱器務必使用PTC材料。

　　對已有凝露控制器進行改造，并設置3個溫度傳感器，其裝設位置為：2個裝設于變頻器柜內的相應位置，1個裝設在柜外，以便實現柜體溫度和柜外環境溫度監測的目的。通過確保柜內溫度來杜絕凝露條件的產生，從而有效防范凝露現象的出現。

　　四、結論

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

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