变频器的工作环境及防雷措施

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：必要时可在变频器柜内增加干燥剂或加热器。不可长期用于高湿度环境，否则绝缘性能降低或发生金属腐蚀。变频器与电动机间的线路压降不能超过额定电压的2%。图5-111 变频器柜内通风散热示意图变频器的防雷在变频器内部一般设有雷电吸收网络，但实际工作时，特别是电源线架空引入时，雷电吸收网络不能满足要求。

1.物理环境

（1）工作温度运行环境温度为-10～40℃，避免阳光直射。如温度高于40～50℃，必须降低额定电流，否则导致功率器件损坏。对单元型装入电柜时，柜内温升10℃，最高温度为50℃。全封闭结构壁挂单元型装入电柜时，可装设通风管或取下单元外罩。低温-10℃时，要确保不能冻结。

（2）环境温度温度太高时，变频器内部易结露，导致绝缘性能下降或短路。必要时可在变频器柜内增加干燥剂或加热器。

（3）湿度相对湿度40%～90%为宜，防止水或水蒸气直接进入变频器内部。不可长期用于高湿度环境，否则绝缘性能降低或发生金属腐蚀。

（4）周围气体避免腐蚀性、爆炸性或可燃性气体，腐蚀性气体造成元器件、引线、电路板等发生腐蚀及老化，变频器安装在封闭柜内，要能换气。不可有金属粉尘进入柜内。

（5）振动振动可能引起电气接触松动。故振动场合必须采取隔离措施，如隔离沟。

（6）抗干扰防电磁干扰，控制线应加以屏蔽，母线与动力线间的距离应大于100mm。

2.电气环境

电气环境包括频率变化、电压变化、电压不平衡、电源阻抗、电源谐波等。一般而言，频率变化应不大于2%，额定电压变化率不大于±10%，电源电压不平衡度不超过基波额定输入电压的3%。

（1）防止电磁抗干扰变频器工作时，因存在整流、逆变过程，在周围产生电磁波，这些高频电磁波对仪表、电子设备有一定干扰，因此变频器内仪表与电子设备应选用金属外壳，所有电器元件应可靠接地，各元器件、仪表间应采用屏蔽线连接，且屏蔽线可靠接地。

（2）防止变频器输入高电压尽管变频器输入端有过电压保护，但如高压时间长，可能造成输入端损坏，必须核实输入的电压、相数，采用独立的供电电源。

（3）布线

1）主电路电缆。主电路电缆选用时必须考虑容量、短路保护和导线损耗。变频器输入电流有效值比电动机电流大。使用交流电抗器和直流电抗器，功率因数不同。变频器与电动机连接电缆尽量短，变频器输出低频率时，输出电压低，线损大。变频器与电动机间的线路压降不能超过额定电压的2%。如用专用变频器时，有条件时可对变频器输出电压进行补偿，则线路压降可为额定电压的5%。允许压降给定时，主电路导线电阻应满足

式中 R_C——单位长电线电阻值（Ω/km）；

ΔU——容许压降（Ⅴ）；

L——一相电线的长度（m）；

I——电流（A）。

2）控制电路电缆。变频器控制电路信号微弱，易受强电场或高频杂散电磁波影响，易受主电路高次谐波及电源侧振动影响，控制电路电缆也必须屏蔽。

①电缆种类选择。控制电缆的选用表5-48。

表5-48 控制电缆的选用

②电缆截面积。一般采用1.5mm²或2.5mm²。当铺设距离短时，可用0.75mm²。

③电缆分离。主电路与控制电路电缆分离铺设，相隔距离符合电气设备安装标准。

④电缆屏蔽。如控制电缆在很小区域与主电路电缆无法分离或分离距离很小，控制电缆必须屏蔽，如将电缆封入接地金属管内、将电缆置入接地金属通道内、采取屏蔽电缆。

⑤采用绞合电缆。4～20mA、1～5V电路电缆较长时，用绞合线，绞合间距小，用屏蔽铠装电缆。

⑥铺设路线。电磁感应干扰大小与电缆长度成正比，控制电缆铺设一般不超过200m。

⑦电缆接地。4～20mA、1～5V弱电压电流电路有一接地线，该接地线不能作为信号线。

（4）变频器的通风散热变频器的效率约为98%，2%转为热能，柜内需要散热，且远大于一般开关电器的散热量。图5-111是一般变频器柜内通风散热示意图，图5-111a为挂壁式电柜顶部安装抽风机抽出热风，图5-111b是控制台式电柜顶部安装抽风机抽出热风，图5-111c是大型立式电柜顶部安装大功率抽风机，地沟、柜体下部都有进风口，图5-111d是大型立式电柜安装控制单元、制动电阻，顶部安装大功率抽风机，地沟、柜体下部都有进风口。

电柜风路设计原则是：电柜有强迫通风回路，安装在电柜上的风机要比变频器本身风机总通风量大30%～50%；柜内风路要有低风阻的通风口，在环境不清洁场合，进风口要安装过滤网；柜内空气不应直接通风，也不应发生热风回路，在柜内安装导风板和挡风板；没有专门设计强迫通风道的柜内，单台变频器安装要与周围电器、箱壁保持适当距离，一般留有120～300mm空间，左右前方空间留有50mm。

图5-111 变频器柜内通风散热示意图

（5）变频器的防雷在变频器内部一般设有雷电吸收网络，但实际工作时，特别是电源线架空引入时，雷电吸收网络不能满足要求。应在进线处加设变频器专用避雷器（选件），或根据规范在距离变频器20m处电源点总装设电力避雷器，如电源电缆引入，应穿钢管防护，钢管需可靠接地。

变频器的工作环境及防雷措施

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