变频器凝露的形成、危害及预防措施

时间：2016-08-02

随着我国经济、社会和科学技术的高速发展，我国各行各业广泛的应用着大量的变频器。由于应用领域广泛，加之我国幅员辽阔，势必有大量的变频器工作在潮湿的环境之中，比如安装在我国潮湿多雨的沿海地区和南方地区的变频器、或安装在江湖和潮湿山地附近的风电机组变频器、或工作在河流、湖泊和海边的变频器装置。
    受空气湿度的影响，一旦工作环境温度产生较大变化，就有可能导致变频器出现凝露现象，使得其内部功率器件、电路板等部位产生一定量的液态水，在与变频器内部积累的灰尘混合后，就会对变频器的电气绝缘造成严重的影响，严重的还会产生通路，导致变频器出现故障，影响正常的运行。
    举例而言，液态水附着于功率器件散热板之上，会导致IGBT的栅和漏之间形成通路，并严重破坏IGBT的栅，导致IGBT失去正常功能；再比如液态水附着于电路板之上，会导致相应端子出现短路现象，进而造成脉冲混乱，严重的还会导致桥间短路等故障现象的出现。

    通过上述介绍，可以发现凝露现象会严重影响和威胁变频器的正常稳定运行，一旦变频器工作于潮湿的环境之中，就一定要采取正确的措施来预防和消除凝露现象。



    一、凝露的形成及其对变频器产生的危害
    自然条件下的空气，是由少量尘埃、水汽以及绝干空气所组成。空气所能够容纳的水汽与环境温度成正比，即环境温度越高，空气就能够容纳多数量的水汽。而所谓的露点温度，是指特定湿度空气出现凝露现象的高温度。

    在较高温度下包容在空气中的水汽，由于温度的下降，会使得无法继续容纳于空气中的水汽，通过液态水的形式析出。如果湿度较大且温度相对较高的空气，碰到温度相对较低（低于该条件下空气的露点温度）的变频器的固态表面，就会产生凝露现象，进而在变频器相关部件的表面产生一定量的液态水。

    当液态水与变频器内部的灰尘混合后，会产生相应的导电通道，进而对变频器的电气绝缘造成影响，使得本该不导电的区域转换为正常导电的区域。

    举例来说，一旦混合了灰尘凝露附着于IGBT功率器件的表面，会导致IGBT的栅和漏之间形成通路，严重破坏IGBT的栅，导致IGBT失去正常功能；又比如混合了灰尘凝露附着于控制电路板之上，会使得电路板产生原本不存在的导电通道，导致逻辑脉冲出现混乱，进而产生电源短路、电子元器件失效等故障。
    尽管部分电路板进行了相应的涂覆处理，但由于质量和盲点等因素的影响，总会在某些元器件的底部、电路连接处等部分产生凝露现象。



    二、凝露的消除方法
    通过对温差和湿度等凝露形成条件的破坏，可以起到从根本上消除凝露现象发生的目的。破坏了任何一个形成条件，变频器都不会出现凝露现象。

    目前，较为通行和常用的凝露消除方法有：温度控制法和湿度控制法，前者旨在降低相对温度，而后者旨在降低相对湿度。

    1）温度控制
    阻止凝露的形成，可以通过破坏温差这一凝露形成条件来实现。由于变频器柜体内部相对封闭，若可以让柜体温度始终**露点温度，就不会产生凝露。

    受该思想的影响，现阶段主要有两种温度控制方案：

    种方案包括通风口和加热器等。一般情况下通风口都设置了过滤器，不仅能够杜绝大量灰尘进入变频器内部，而且还能够确保IP防护等级。该方案的主要要点在于一旦湿度过大即开始加热，温度提升时就加大通风。在湿度过预先设定的数值时，促发加热动作，提高变频器内部温度，进而有效控制相对湿度条件，在温度达到预先设定的阀值之后，起动通风，从而使得变频器内部进入一定量的外部新风，从而确保变频器内外始终保持一致的空气相对湿度，温度始终保持在正常的范围之内。一般情况下，当温度过40℃就起动通风系统，相对湿度过80%就起动加热器。

    *二种方案的主要思路为：变频器内部冷却能力相对可控，确保柜内温度始终保持在一定的范围之内，当湿度过阀值，就降低变频器的散热能力，通过变频器所产生的功耗来提高变频器柜内温度，从而杜绝凝露现象的出现；当温度过阀值，就提高散热能力，杜绝温度过高影响变频器的正常运行。该方案下的变频器柜体大多采用的是完全密封的形式，有效杜绝了盐雾、有害气体和灰尘进入柜体内部，便于变频器长期、可靠和正常的运行。

    2）湿度控制
    通过减少水汽含量，有效降低空气相对湿度，从而杜绝凝露现象的产生。主要包括以下三种方案：温差除湿法、吸附及膜式除湿法和冷凝除湿法。

    温差除湿法：在变频器内部安装有利于凝露的散热器，从而使得凝露仅形成于该散热器之上，从而不会在变频器内部其他部位形成凝露，散热器上形成的冷凝水通过出口向外排出，以便确保柜内始终保持相对干燥的环境。

    吸附及膜式除湿法：在变频器柜内设置相应的吸附材料来起到水汽吸附的目的，确保柜内始终保持相对干燥的环境；也可以通过膜过滤器的设置，来起到阻隔水汽的目的，只让干空气通过过滤器，使变频器内部只流入相对干燥的空气。

    冷凝除湿法：在变频器内部设置温度低点，使得凝露仅产生于该处，从而有效降低变频器内部的相对湿度，使得变频器内部始终保持相对干燥的环境。



  三、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。

词条
词条说明
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