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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。
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