三、现实案例分析

笔者在工作中曾遇到某型变压器由于受潮湿空气影响，造成其在工作过程中，功率模块产生击穿烧毁的事故。笔者接下来会在描述故障现象的基础上，分析原因，并提出相应的防范措施。

1)事故描述

在发现变频器无法正常运行之后，打开整流柜面板，看到R相的缓冲电容和IGBT被烧毁炸裂，且触发线被完全烧坏，IGBT和缓冲电容之间的绝缘纸出现部分烧蚀碳化的现象，IGBT炸裂产生的金属严重烧坏了其下方的5只电解电容，同时直流熔断器被熔断，负极铜排被严重烧坏，母线铜排和固定螺丝被完全熔在一起。调阅报警历史后发现，DCF=1直流保险处于开路状态，并且三相交流进线T相、R相熔断器没有产生任何动作。

2)事故原因的分析

由于在上电之前，整流柜要经过大约3秒左右的充电过程，在完成充电之后，通过反馈信号实现主接触器的吸合动作，接着断开充电电阻回路。

但在操作过程中，合控制电源的同时就产生了短路现象，导致主接触器未能产生吸合动作。事故发生后，检查发现充电回路的充电电阻器和接触器被完全烧坏，从而得出充电过程中就发生短路故障的结论。

调阅整流柜报警历史后发现，DCF=1直流保险处于开路状态，接触器和充电电阻被烧坏、IGBT击穿、2000A直流熔断器被熔断，从而得出逆变回路未发生短路故障，整流部分出现短路故障的结论。

通过进一步的现场检查后发现，正负铜排间存在明显的绝缘纸碳化现象，且母排间有明显的爬电迹象，从而得出直流母排间短路的结论。

事故发生时，所在地已经连续降雨超过半月，空气湿度已超过80%，在事故原因的检查分析过程中，发现柜体内有明显的凝露现象。

由于该整流柜在事故发生前一直处于停用状态，造成铜排出现结露现象，加之密封的柜内环境下，变频器工作时柜体排风扇才正常运行，难以有效排除柜内的潮湿空气，导致绝缘纸受潮，进而大幅降低了正负电排之间的绝缘能力。

变频器在充电过程中，因为器件和线路存在的杂散电感的影响，开关瞬间会产生较大的瞬间充电电流，而正负母排会因为较弱的绝缘能力而产生绝缘拉弧现象，母线电压上会叠加电容反馈的巨大电流和短路电流，从而导致IGBT里的PN结出现雪崩电压击穿现象，进而完全失去正常功能、缓冲电容炸裂和IGBT短路炸裂。因为受到瞬间短路电流触头粘连的影响，充电回路接触器会使得充电电容被严重烧坏。

3)具体防范措施的提出

凝露产生的三大因素：露点温度、湿度和环境温度的关系曲线具体见下图。

图1相对湿度、凝露温度和环境温度曲线

结合现场实际情况和凝露形成条件，笔者提出了以下几条主要的凝露防范措施：

首先是强化变频器柜体工作环境的温湿度控制，开启室内空调，并将其调整为除湿模式。在正常运行过程中，由于变频器的自身发热，会使得柜内温度要大于外界的环境温度，而一旦变频器停止运行，柜内温度会缓慢降低到相应的露点温度。所以，笔者认为在变频器停止运行的状态下，要相应的降低室内空调的温度设置，避免环境温度高于变频器柜内温度。

其次在变频器在正常运行过程中，要确保柜内加热器处于停用状态，反之，要确保加热器处于正常运行状态，以便确保环境温度始终低于变频器柜内温度。为实现自动恒温调节的功能，加热器务必使用PTC材料。

对已有凝露控制器进行改造，并设置3个温度传感器，其装设位置为：2个装设于变频器柜内的相应位置，1个装设在柜外，以便实现柜体温度和柜外环境温度监测的目的。通过确保柜内温度来杜绝凝露条件的产生，从而有效防范凝露现象的出现。

四、结论

凝露现象会严重影响变频器的正常运行，笔者所提出的几点预防凝露的措施可以有效降低凝露现象的出现，减少事故发生的几率，确保变频器可以长期、稳定和可靠的运行。

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