Fuite de courant dans le bus de l'onduleur : un « incendie » invisible dans l'isolation

En tant que centre névralgique de l'équipement de conversion 480 V 60 Hz vers 400 V 50 Hz, la barre omnibus CC présente souvent des phénomènes de fuite de courant de surface très discrets et destructeurs. Lorsque des canaux carbonisés se forment à la surface de la barre omnibus en raison de la saleté et de l'humidité, le convertisseur 480 V 60 Hz vers 380 V 50 Hz entre dans un état de défaut latent difficile à diagnostiquer. Pourquoi le multimètre affiche-t-il des mesures normales alors que le disjoncteur se déclenche systématiquement à la mise sous tension ?

Manifestations et mécanismes des fuites de courant internes dans les convertisseurs de fréquence

Piège à défaut latent : Déclenchement à la mise sous tension

Lors des tests statiques, le circuit principal de l'onduleur triphasé 60 Hz vers 50 Hz est normal. Cependant, dès la mise sous tension et l'établissement de la haute tension CC, une tension supérieure à 500 volts se produit instantanément, provoquant une décharge le long du canal carbonisé. Ce court-circuit est indétectable au multimètre. Ce n'est qu'en démontant l'IGBT jusqu'à la couche intermédiaire entre celui-ci et la carte de circuit imprimé que l'on peut détecter les minuscules traces d'arc électrique au niveau de la barre omnibus CC. Le chemin de décharge formé par la poussière humide à la surface de la carte de circuit imprimé continue souvent à induire des défauts, même après carbonisation.

Avalanche d'isolation en conditions de condensation

Lorsqu'un convertisseur de fréquence monophasé 60 Hz vers 50 Hz est mis hors service dans un environnement constamment humide, le papier isolant entre les barres omnibus en cuivre positive et négative à l'intérieur de l'armoire s'humidifie, entraînant une diminution significative de sa capacité d'isolation. Pendant la charge, l'inductance parasite et la capacité répartie se couplent, et le courant de charge instantané induit des arcs électriques aux points faibles de l'isolation. Le courant de court-circuit qui se superpose à la tension de la barre omnibus provoque un claquage par avalanche de la jonction PN interne de l'IGBT, la défaillance du condensateur tampon et la fusion du fusible CC.

Distance de fuite minimale de conception

Du point de vue de la conception technique, le traitement de l'isolation entre les barres omnibus positive et négative influe directement sur la fiabilité du système. En courbant la barre omnibus négative dans la direction opposée afin de créer un espace structurel, la distance de fuite peut être augmentée jusqu'à un seuil de sécurité. Les conceptions classiques nécessitent un espace de 2 à 4 mm entre la perforation du panneau isolant et la distance projetée de la partie empilée ; les fentes traversantes peuvent également bloquer efficacement la propagation des voies de carbonisation.