浅析过滤风扇解决尘和水对电气设备的影响

1 过滤风扇简介

过滤风扇，通常由过滤风窗、风扇和适配器组成，风扇通过适配器固定在过滤风窗上。风扇上电运转，进行强迫气流经过过滤风窗，气流经过过滤风窗时，滤除气流中的灰尘，达到通风、散热和滤尘的效果。

过滤风窗，空气经过时，起到通风和滤尘的作用，与风扇一起组成过滤风扇。过滤风扇与过滤风窗搭配使用，分别起到进风或出风的作用。按照防护等级分类，分为 IP4X、IP5X 和 IP6X 过滤风扇，其防护等级指的是过滤风扇安装于电气设备外壳上后，从电气外部测试，所能达到的防护等级。

过滤风扇的状态，可分为静态和动态，静态指风扇没有运行、没有强迫通风的状态，动态指风扇上电运行、进行强迫通风的状态。

2 灰尘和水对电气设备的影响

2.1 灰尘对电气设备影响

电气设备运行时，如 PLC 柜、各类控制柜、变频柜、有源谐波治理柜（SVG 柜）、

软气柜、数控系统柜、充电桩等等，会产生热量，不断的内外空气对流散热时，

其内部会持续积累灰尘，灰尘会严重影响电气设备的安全稳定运行，如：

➢ 降低绝缘性能：

灰尘积累在设备内的装置表面，极易造成绝缘强度降低，从而导致放电，尤其是在同时存在潮湿或微凝露的状况，以高压柜电缆隔室中主电缆等部分为常见

➢ 损坏电路板，造成控制系统故障或失灵：

控制器、变频器和服务器等装置中的电路板，工作时会产生电场，电场会吸引灰尘落到电路板上。灰尘会造成电路板控制失效灰尘会对电路板中的印制线、电子元器件的金属引脚等产生腐蚀作用，甚至霉断，使控制失效或不起作用。灰尘造成电路板时好时坏气候干燥时电路板运行正常，潮气大时，灰尘与湿气结合会形成无形的电阻网络，电阻网络就会影响到电路板中的电气参数。无形的电阻加在电源部分就会使电源部分短路烧保险丝，或者致使电源部分的电流增大、输出电压被拉低的情况。如果无型电阻发生在控制电路，则会造成控制失灵的情况。

➢ 降低散热性能：

形成过温故障：灰尘积累在线路板、发热器件或散热器件上，均会影响其散

热效果，易造成故障；

➢ 造成电气设备拒动或误动：

很多电气设备配置有电气操控的机械结构，积累的灰尘

会造成机械结构卡涩，从而在执行电气操控命令时拒动

或误动，尤其是各类户外型配电装置。

➢ 清理维护困难：

清理内部灰尘，需要将内部装置拆卸下来清尘，工作量大、效率低，影响生产和设备安全。 灰尘造成控制器故障 灰尘造成变频器故障SVG 内部灰尘严重积累

2.2 水对电气设备的影响

水进入电箱，会产生锈蚀、霉菌和腐蚀电路板，造成机械结构卡塞，电气接触不良、发热和控制逻辑误动作等故障，严重时会产生闪络放电、甚至短路放炮或起火等安全风险。

3 过滤风扇解决水、尘对电气设备影响的分析

需要散热的各种电气设备，如 PLC 柜、各类控制柜、变频柜、有源谐波治理柜（SVG

柜）、软气柜、数控系统柜、充电桩等等，通常采用过滤风扇解决散热问题，主要是过滤风扇成本低、经济性好，此外其维护方便且成本低，通常只需要对滤材清尘或更换滤材即可。过滤风扇是电气设备内外环境的窗口，既要通风散热，也要防尘、防水，保障电

气设备的可靠运行。不同防尘、防水级别的过滤风扇的滤尘效果和防水能力有很大差距，所以不同使用场合的过滤风扇应满足不同的防护等级。过滤风扇防护等级与风扇防护等级含义不同。过滤风扇指的是风扇、过滤风窗和适配器等组装在一起的通风且过滤得装置，其防护等级是指其被安装在电气设备外壳上后，保障电气设备在通风散热同时，使电气设备所达到的防护等级。风扇指的是不与过滤风窗组装在一起的单独风扇，其所达到的防护等级指的是其本身的防护等级，并不能使保障电气设备的防护等级。

3.1 过滤风扇的防水性能

过滤风扇防水性能主要有 IPX3、IPX4 和 IPX5。IPX3 的过滤风扇防淋水，IPX4 防溅水，IPX5 过滤风扇防喷水，第二位数字越高防水效果越好。IPX5 防水测试需要每分钟 12.5L 水量喷射在过滤风扇且持续 3 分钟，还要水不进入电气设备，目前市场上，真正通过 IPX5 测试的过滤风扇为数不多，需要仔细甄别。

3.2 过滤风扇的防尘分析

不同防护等级的过滤风扇其防尘效果分析如下：

说明：

动态，指风扇运行，电柜内外空气对流状态

静态，指风扇停止，电柜无内外空气对流状态

过滤风扇的工作状态：即是动态运行，强迫设备内外空气对流，以散热，因此在动态情况下能仍防尘、防水，才能符合通风散热、防尘和防水的过滤风扇的基本要求

4、过滤风扇与电气设备的匹配选型

过滤风扇与电气设备的匹配选型，可按照电气设备的防护等级进行选型，也可以按照电气设备运行环境和防尘、水要求选型。

4.1 按照电气设备防护等级选型

电气设备的外壳通常是硬质外壳，其所达到的防护等级指的是在无内外空气交换时所达到的防护等级，如，达到 IP5X 电气设备外壳，其静态和动态均可达到 IP5X防尘级别，但是加装过滤风扇后，就需要在风扇运行和停止均达到尘密，这就需要过滤风扇达到 IP6X 的防尘级别，具体的选型如下：过滤风扇与各防护等级电气设备的选型配合表：

4.2 按照电气设备所在环境选型：

1）户外电气设备：需采用 IP65 过滤风扇，如充电桩、户外控制柜和驱动柜等，防尘、防暴雨、防溅水；

2）灰尘大的环境：建议采用 IP6X 过滤风扇，如火电厂、矿冶场（厂）,新能源发电中的 SVG 设备；

3）装有关键电路板的控制系统柜：建议采用 IP6X 过滤风扇，如 PLC 柜、DCS 柜、驱动柜、服务器柜和数控系统柜等等。

4.3 过滤风扇解决尘、水影响的效果

高防护等级过滤风扇，如 IP65 过滤风扇，能彻底的防止灰尘进入和防止暴雨时水进入电气设备，能有效的解决灰尘和水对电气设备造成各种故障。高防护等级过滤风扇，通风量大，散热好，易维护，清理灰尘时，可用吹风机反向吹风即可清尘，滤材需要更换时，实施简单。

5 电气设备全生命周期的环境管理

装有过滤风扇和除湿装置的电气设备，运行期间，空气中的灰尘逐渐积累在过滤风扇滤材上，时间久了，积累在滤材上的灰尘影响通风散热而导致设备内过温，也会造成灰尘二次污染设备内的装置，因此需要具有防尘、温控、除湿和滤材更换管理智能防尘环控装置，以保障电气设备全生命周期的安全稳定运行。智能防尘环控，由过滤风扇（窗）、智能风扇控制器和防尘温控专用屏（选配）组成，智能风扇控制器自动控制通风单元启停以通风散热，并具有对过滤风扇（窗）内的滤材更换管理功能，还可控制加热器启停以除湿，另配置通信接口，实现上位监控。

每台电气设备配置方案：

采用智能防尘环控方案，可全面解决灰尘、雨水、潮湿对电气设备造成的故障，并可远程监控，实现智能化运维，保障电气设备可靠运行，降低成本，创造更多价值。