学习：漏电流常识

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1、电机的漏电、轴电压与轴承电流问题   变频器驱动感应电机的电机模型如图6所示，图中Csf为定子与机壳之间的等效电容，Csr为定子与转子之间的等效电容，Crf为转子与机壳之间的等效电容，Rb为轴承对轴的电阻;Cb和Zb为轴承油膜的电容和非线性阻抗。高频PWM脉冲输入下，电机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，从而引起对地漏电流、轴电压与轴承电流问题。图6    变频器驱动感应电机的电机模型   漏电流主要是PWM三相供电电压极其瞬时不平衡电压与大地之间通过Csf产生。其大小与PWM的dv/dt大小与开关频率大小有关，其直接

2、结果将导致带有漏电保护装置动作。另外，对于旧式电机，由于其绝缘材料差，又经过长期运行老化，有些在经过变频改造后造成绝缘损坏。因此，建议在改造前，必须进行绝缘的测试。对于新的变频电机的绝缘，要求要比标准电机高出一个等级。   轴承电流主要以三种方式存在:dv/dt电流、EDM(ElectricDischargeMachining)电流和环路电流。轴电压的大小不仅与电机内各部分耦合电容参数有关，且与脉冲电压上升时间和幅值有关。dv/dt电流主要与PWM的上升时间tr有关，tr越小，dv/dt电流的幅值越大;逆变器载波频率越高，轴承

3、电流中的dv/dt电流成分越多。EDM电流出现存在一定的偶然性，只有当轴承润滑油层被击穿或者轴承内部发生接触时，存储在电子转子对地电容Crf上的电荷(1/2Crf×Urf)通过轴承等效回路Rb、Cb和Zb对地进行火花式放电，造成轴承光洁度下降，降低使用寿命，严重地造成直接损坏。损坏程度主要取决于轴电压和存储在电子转子对地电容Crf的大小。   环路电流发生在电网变压器地线、变频器地线、电机地线及电机负载与大地地线之间的回路(如水泵类负载)中。环路电流主要造成传导干扰和地线干扰，对变频器和电机影响不大。避免或者减小环流的方法就是

4、尽可能减小地线回路的阻抗。由于变频器接地线(PE变频器)一般与电机接地线(PE电机1)连接在一个点，因此，必须尽可能加粗电机接地电缆线径，减小两者之间的电阻，同时变频器与电源之间的地线采用地线铜母排或者专用接地电缆，保证良好接地。对于潜水深井泵这样的负载，接地阻抗ZE电机2可能小于ZE变压器与ZE变频器之和，容易形成地环流，建议断开ZE变频器，抗干扰效果好。   在变频器输出端串由电感、RC组成的正弦波滤波器是抑制轴电压与轴承电流的有效途径。目前有多家厂家可提供标准滤波器。电源线路滤波器中的漏电流在电气设备的正常运行过程中，一

5、部分电流沿着保护接地导体流入大地。这些电流称为漏电流，   1. 标准中的要求   保护接地器在电气设备出现故障或发生短路时，保护用户不会受到危险接触电压的伤害。为确保此基本功能，对保护接地线上的电流必须加以限制，   接触电流是人在接触电气装置或设备时，流过人体的所有电流。另一方面，保护导体电流是在设备或装置正常运行时，流过保护接地导体的电流。此电流也称为漏电流。   所有电气设备的设计都必须避免产生危及用户的接触电流和保护导体电流。一般来说，接触电流不得超过3.5mA，采用下文所述的测量方法进行测量。   3.5mA的极限

6、值并不适用于所有设备，因此，在标准中，还对配备工业型电源接线器（B型可插拔设备）和保护接地器的设备进行了补充规定。如果保护接地电流不超过输入电流的5％，那么接触电流可以超过3.5mA。另外，等电位联结导体的最小截面积必须符合EN60950-1的规定。除了普通的产品安全标准之外，还有关于无源EMI滤波器的安全标准。在欧洲，新颁布了EN60939，自2006年1月1日起代替了当时现行的EN133200。然而，此标准没有关于滤波器漏电流的附加要求。美国的EMI滤波器标准，UL1283，与此不同。不仅需要进行所有常规安全试验，还需要确

7、认滤波器的漏电流。在默认情况下，此漏电流不允许超过0.5mA。否则，滤波器必须附带一个安全警告，说明滤波器不适用于住宅区。必须提供接地连接器以防触电，另外滤波器必须连接到接地电源引出线或接头上。2 漏电流的计算   2.1三相供电网中的漏电流   要计算三相供电网中的漏电流，需要确定电源中性点MQ和负载中性点ML之间的电压。在电源端，是3个相电压UL1、UL2和UL3，与中性点MQ相连接。在负载端，是3个阻抗Z1、Z2和Z3，也与一个星形相连接，如图1所示。两个中性点MQ和ML通过阻抗ZQL相连，此阻抗上的压降为UQL。图1 

8、电源和负载和星型连接   阻抗ZQL的实际电压UQL可以使用下述公式计算：       （1）   无源三相滤波器的一种常见配置是3个X电容器的中性点连接，并通过Y电容器与地电位或者滤波器的外壳相连接，如图2所示。对于平衡电容电网，漏电流可以忽略。另一方面，当相位之间达到最高