有用戶將漏電保護器安裝在變頻器輸入電路中,但在運作變頻中或者是在送電之后,漏電保護器老是跳閘,原因又找不到,許多人都認為質量有問題,但這是有原因的。本文將對此問題展開深入的分析,同時基于設計原理,,提出相應的解決方案。
輸入共模電流是檢測漏電流的電流傳感器中的,即泄漏電流到地面,檢測泄漏電流的電流互感器同時通過r/s/t三線和零線,在無泄漏電流的情況下,不論三相負荷或單相負荷,通過四條r/s/t線和n線的電流總是零。當負載側有一個短路到達地面或有一個大電容到達地面時,輸出側的電流將通過地面返回電網(wǎng),流過電流互感器的電流不是零。當檢測到的電流達到一定水平時,將觸發(fā)保護開關跳閘。
一、漏電保護器運作的基本原理
在線路上安裝漏電保護器,初級線圈與電力網(wǎng)線路連接,次級線圈與漏電保護器的脫扣器連接。
電氣設備正常運行時,線路中的電流處于平衡狀態(tài),變壓器中的電流矢量之和為零(電流是一個方向矢量,如流出方向為“+”,返回方向為“-”,在變壓器中來回流動的電流大小相等,方向相反,正負抵消)。由于初級線圈中沒有剩余電流,次級線圈將不會被感應,并且漏電保護器的開關裝置在閉合狀態(tài)下操作。
設備機殼發(fā)生漏電,人接觸時,在故障點發(fā)生分流,該漏電電流經(jīng)人體―大地―動作接地返回到電壓互感器中性點(不通過電流互感器),電壓互感器流入、流出的電流變得不平衡(電流矢量之和不為零),初級線圈發(fā)生剩余電流。 因此,感應出次級線圈,若該電流值達到漏電保護器規(guī)定的生物電流值,開關將自動斷開,電源將被切斷。
二、變頻器漏電流產生的原因分析
大量的漏電流如何在設備使用過程中產生
普通電機繞組與套管之間存在較大的分布電容時,在進行供電條件下,電源線上只有50hz的工頻電壓。然而,當電機由變頻器驅動時,輸出電壓是在0V和530V之間快速跳變的脈沖電壓,并且脈沖電壓產生諧波,對于同一電機的相同分布電容,該諧波將使泄漏電流增加100倍以上,因此當運行變頻時,就容易導致漏電開關跳閘。
輸入端安規(guī)電容的作用
為了減少對外部電網(wǎng)的內部干擾,在主要輸入端應用了安全電容。為了保護多組電容器,變頻設備能夠承受來自電力網(wǎng)的大電壓突發(fā)波動,例如在發(fā)生閃電擊中時、設備無明顯損傷
由于變頻設備中電容較小(4700pf),工頻阻抗很大(1.4m),對漏電流的貢獻很?。肯嗉s0.15ma,三相平衡時基波漏電流的總和為零)。
然而,當電網(wǎng)中的電壓諧波值較高時,會明顯增加電網(wǎng)的漏電流,而且三相并不會相互抵消。泄漏電流的值與電壓諧波的頻率和諧波電壓的幅度成正比。所以在漏電開關運行時大概率會跳閘。
總結
上文所述的產生漏電流不僅僅大于50mA,而具體的數(shù)據(jù)根據(jù)實際情況,將與以下幾個因素有關:
1、電機電纜線的長度;
2、電機電纜線是否有屏蔽;
3、調制頻率;
4、在應用無線射頻時是否干擾濾波器;
5、電機是否接地。
三、減小漏電流的方法
載波頻率:
設備中的載波頻率越高,產生漏電流就越大,這是因為漏電流的有效值與頻率約為開放關系
輸出頻率:
當輸出頻率較高時,漏電流與輸出頻率關系不大,但基本接近零頻率。但是當變頻設備+出現(xiàn)疊加三相輸出的漏電流時,會增大漏電流的有效值。
“零地合一”接線方式對漏電流的影響:
所謂零接地集成是指將電網(wǎng)的零線作為地線連接到PE端,當機殼受變頻設備+和負荷影響產生的漏電流通過零線導向返回了電網(wǎng)中,而且漏電保護器開關是無法檢測這部分漏電流的,根據(jù)相關理論來說,當變頻器和電機負載的外殼沒有接地時(主要是電機外殼),漏電流理論上能夠接近為零,但事實上不可以保證,只有提升和減少漏電流。
輸出電抗器的作用:
通過在變換器的u/v/w輸出端加入反應器,可以降低負載的高頻阻抗和漏電流。