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。
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。