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:
1.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。
2.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。
结论
凝露现象会严重影响变频器的正常运行,以上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。