變頻器一上電就跳閘？都是漏電保護(hù)惹的禍

最近在一個舊的廠房里安裝設(shè)備，現(xiàn)場變頻器一關(guān)閉維修開關(guān)，配電箱里的塑殼就跳閘。老廠房120A的塑殼，自帶100ma的漏電保護(hù)，也是比較煩人，只能通過進(jìn)線端引電。

在生活與生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到漏電開關(guān)。但變頻器有些時候用的不多。大部分廠家在車間安裝開關(guān)時，經(jīng)常采用漏電開關(guān)作為總開關(guān)。當(dāng)采用變頻控制時，問題就出來了，漏電開關(guān)用一點(diǎn)時間后，總是跳閘。

在安裝有變頻器的機(jī)器的時候，要去掉漏電或者另外單獨(dú)采用塑殼式斷路器，免得開關(guān)跳閘。引起誤動作!

使用變頻器不能選用漏電電流是30MA的漏電開關(guān)，漏電開關(guān)不能作為保護(hù)人身安全作用，主要原因就是變頻器存在漏電流，會導(dǎo)致變頻器誤動作。如果一定要安裝漏電開關(guān)，選用漏電電流100MA防止線路絕緣損壞發(fā)生火災(zāi)的。

使用變頻器時，決不能使用漏電保護(hù)器。這是變頻器使用的一大原則。

有些客戶在使用變頻器時，為變頻器選了相應(yīng)的漏電保護(hù)器。最后的結(jié)果是：變頻器一起動，漏電保護(hù)器就動作，系統(tǒng)根本無法運(yùn)行。

漏電保護(hù)器的原理是，零序電流為零。使用變頻器時，零序電流不可能為零。

變頻器輸出側(cè)為PWM波，電機(jī)電纜與大地之間有長電纜的電容效應(yīng)，使用帶屏蔽層的電纜時，電容效應(yīng)更加明顯。在變頻器工作時，電容在充放電，有電流通過電容流入大地，并從進(jìn)線側(cè)的接地線再流回變頻器，形成電流回路。如果在進(jìn)線側(cè)使用了漏電保護(hù)器，那么它會動作，切斷系統(tǒng)運(yùn)行。

所以，不要為你的變頻器配漏電保護(hù)器了。如果要保證安全，做好設(shè)備接地就行了。

如下圖所示，漏電保護(hù)開關(guān)檢測的是輸入共模電流，也就是所說的對地漏電流，檢測漏電流的電流互感器是同時穿過了R/S/T三根火線和零線，在沒有漏電流的情況下，不論接三相負(fù)載還是接單相負(fù)載，R/S/T和N線這4根線中流過的電流之和總是為零。當(dāng)負(fù)載側(cè)有對地短路現(xiàn)象或者對地有較大的電容時，輸出側(cè)的電流就會通過大地返回電網(wǎng)，此時流過電流互感器的電流之和不為零，這個電流就稱之為漏電流。當(dāng)檢測到的電流大到一定程度就會觸發(fā)保護(hù)開關(guān)脫扣。

1、變頻器應(yīng)用中為什么會產(chǎn)生較大的漏電流

普通電機(jī)的繞組和機(jī)殼之間存在著較大的分布電容，在電網(wǎng)供電的情況下，電源線上只有50Hz的工頻電壓，由于頻率很低，通過分布電容的漏電流很小。但在用變頻器驅(qū)動電機(jī)時，由于變頻器輸出的是幾kHz的PWM(高頻脈寬調(diào)制）的電壓波形，輸出電壓是在0V到530V之間快速跳變的脈動電壓，該脈動電壓產(chǎn)生諧波，這些諧波對于同樣的電機(jī)同樣的分布電容，漏電流會增大百倍以上，因此容易發(fā)生一運(yùn)行變頻，漏電開關(guān)就跳閘現(xiàn)象。

2、變頻器輸入端安規(guī)電容的作用

輸入端安規(guī)電容的作用主要是減小變頻器內(nèi)部對外部電網(wǎng)的干擾影響， 由于有幾組的電容保護(hù)，變頻器可以承受較大的來自電網(wǎng)的電壓突波，比如雷擊等，而不至于損壞；由于變頻器中安規(guī)電容取值很?。?200P），對于工頻的阻抗很大（1.4M），對漏電流的貢獻(xiàn)很?。肯嗉s0.15mA ,且三相平衡時基波漏電流之和為零）。

但如果電網(wǎng)中的電壓諧波很高時，電網(wǎng)灌入變頻器的漏電流就會明顯加大，且三相不會抵消，漏電流的值與電壓諧波的頻率成正比，與諧波電壓的幅值成正比。因此容易發(fā)生漏電開關(guān)一合閘就會跳閘現(xiàn)象。

3、總結(jié)

上述漏電流可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50mA，而實(shí)際的具體數(shù)據(jù)，將與以下幾個因素有關(guān)：    

3.1、電機(jī)電纜線的長度；    

3.2、電機(jī)電纜線是否有屏蔽；    

3.3、變頻器的調(diào)制頻率；    

3.4、是否使用無線電射頻干擾（RFI）濾波器；    

3.5、電機(jī)是否接地。

1、載波頻率：

載波頻率越高，漏電流越大，漏電流的有效值與頻率約為開方關(guān)系。

2、輸出頻率：

在較高輸出頻率的情況下，漏電流與輸出頻率關(guān)系不大，但在零頻附近時，由于變頻器三相輸出的漏電流是疊加關(guān)系，漏電流的有效值會變大。

3、“零地合一”接線方式對漏電流的影響：

所謂零地合一指的是將電網(wǎng)的零線當(dāng)作地線接到變頻器的PE端子，由于變頻器及負(fù)載對機(jī)殼的漏電流是通過零線返回電網(wǎng)的，而漏電保護(hù)開關(guān)檢測不到這部分漏電流，理論上講如果變頻器和電機(jī)負(fù)載的機(jī)殼均不接大地（主要是電機(jī)機(jī)殼），則漏電流可以為零，但實(shí)際上無法做到，只能改善減小漏電流。

4、輸出電抗器的作用：

在變頻器U/V/W輸出端加電抗器,提高了負(fù)載的高頻阻抗，可以減小漏電流。

變頻器一般情況不會使用漏電斷路器，一般采用接地、等電位等措施來解決漏電問題。

但是，為了符合EN50178安全標(biāo)準(zhǔn)，必須保證變頻器可靠接地，接地線的導(dǎo)線截面積要為普通接地線的2倍或至少10mm2以上，以免造成人身傷害。

對于必須要加裝漏電保護(hù)要求的場合，建議采用符合IEC60755，或VDE0664-100標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的B型漏電保護(hù)開關(guān)。該漏電保護(hù)開關(guān)充分考慮到了電磁兼容性變頻器的特點(diǎn)，很好地解決了具有三相整流裝置的電氣設(shè)備的漏電保護(hù)問題。

建議請采用完全電磁式，額定漏電動作電流值為200mA以上，動作延時0.4-1秒左右的漏電保護(hù)開關(guān)作變頻器的漏電保護(hù)。但不保證該漏電保護(hù)開關(guān)一定不會跳閘，如跳閘則調(diào)整變頻器載最低波頻率和延長漏電動作時間。

變頻器操作輸出側(cè)的漏電流大約為工頻操作時的3倍多，外加電動機(jī)等漏電流，選擇漏電保護(hù)器的動作電流應(yīng)該大于工頻時漏電流的10倍。必須考慮下列各因素才能決定系統(tǒng)漏電電流之大小，并選定適當(dāng)?shù)穆╇姳Ｗo(hù)開關(guān)及必要措施來改善送電后漏電保護(hù)開關(guān)跳脫之現(xiàn)象。

1、一般漏電斷路開關(guān)之額定電流選擇計(jì)算公式如下：

 I△n ≧ 10×〔Ig1+Ign+3×(Ig2+Igm)〕注：

Ig1、Ig2：實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時電纜線之漏電電流。         

Ign：變頻器輸入側(cè)噪聲濾波器之漏電電流。         

Igm：實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時電機(jī)之漏電電流。

由上述公式之相關(guān)變動參數(shù)得知，會影響漏電電流大小之因素有：

1.1 電纜線的漏電電流(有二部分）

漏電斷路開關(guān)濾波器的電纜線長之漏電電流。

變頻器、電機(jī)的電纜線長之漏電電流。

1.2 濾波器的漏電電流(包含變頻器在內(nèi))。

1.3 馬達(dá)的漏電電流

2、各部分漏電電流值(單位：mA)

2.1 電纜線的漏電電流=A×(實(shí)際電纜線長/1000m);電纜廠商提供各線徑每1000m之漏電電流值A(chǔ)。

 2.2 濾波器的漏電電流(包含變頻器在內(nèi))一由供應(yīng)廠商提供。有的濾波器其漏電電流最大值為75mA。

2.3 電機(jī)的漏電電流一電機(jī)供應(yīng)廠商提供。

3、設(shè)計(jì)舉例

使用變頻器的數(shù)控車床系統(tǒng)中，前端使用了漏電保護(hù)，但是經(jīng)常跳脫，分析如下：變頻器功率5.5KW，漏電斷路器漏電電流75mA。以過去經(jīng)驗(yàn)來評估時，在一切正常的情況下其中因電纜線長及電機(jī)本體的漏電電流影響不大，主要影響因素有濾波器的漏電電流(含變頻器在內(nèi))及負(fù)載側(cè)是否依第3種接地施工，

故建議如下：

若電源側(cè)一定要裝漏電斷路開關(guān)，建議選擇200mA以上的感度電流且動作時間為 0.1秒以上之漏電斷路關(guān)開，但不保證該漏電斷路關(guān)開一定不會跳脫，必須符合在它對象(電纜線長及電機(jī))是正常的漏電流范圍內(nèi)及負(fù)載側(cè)是依第3種接地施工下才有效。