漏電問題產(chǎn)生的原因
眾所周知,電機的三相定子繞組會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。而且根據(jù)磁電感應(yīng)原理,電機外殼會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢取決于變頻器IGBT開關(guān)頻率。因為高性能控制對開關(guān)頻率要求高,開關(guān)速度很快,DV/DT太大,同時這個感應(yīng)電動勢太大,人一接觸就有觸電的感覺。在理論上,高功率開關(guān)可以使電機外殼上的感應(yīng)電動勢增大,從而提高了變頻器對電機的控制精度和響應(yīng)能力,增加了電源的觸摸感。相反,igbt開關(guān)頻率越慢,電感觸摸感越小,低端變頻器設(shè)計開關(guān)頻率越低,電機控制后的感應(yīng)功率越小,電感觸摸感越小,但控制效果較差,動態(tài)響應(yīng)較慢。漏電問題的解決方案
為避免這一問題,在硬件設(shè)計時加入了感應(yīng)電浪涌濾波電路,并將浪涌濾波的接地端與變頻器外殼連接,同時在變頻器的配線說明中,要求將電動機的接地端與變頻器的接地B連接,將輸入電源的接地A與(地)連接,從而使人站在地面上,通過電動機與變頻器接地,以及變頻器與電源之間形成回路,使電動機的地變頻器的地和電源的地處于同一電位,兩個地面上的電位差為0伏,這樣人站在地面上,就能接觸到電動機的外殼、設(shè)備的機架、變頻器外殼等,就不會有被電的感覺。
但是,有些工廠為了配線方便,在高壓配電室沒有把地線拉進工廠,甚至錯誤地認為地線是地線,這個想法是錯誤的,如果地線能拉進地線的話,在我們的日常生活中為什么需要拉n線和地線呢發(fā)電站的n線也和地線相連嗎不去拉N線不就是省了很多線嗎?為啥浪費人力、物力、時間呢?但現(xiàn)實中有許多工廠沒有拉拉地線,設(shè)備找不到接線位置,而電機在使用中卻有感應(yīng)漏電的情況,遇到這種情況,我們提出兩種方案:
方案1:電機、變頻器、機架三條電線連接后,使其處于同一個電位,通過變頻器內(nèi)部的浪涌吸收、泄漏,大幅度減少感應(yīng)電壓,不會感到觸電,也就是說沒有地線也沒關(guān)系,只要連接幾個地方就可以了
方案2:一般來說,經(jīng)過方案1的處理,不會發(fā)生觸電現(xiàn)象,但由于特殊原因,感應(yīng)電壓高,也可以發(fā)電。根據(jù)方案1的要求,在變頻器的輸入電源端增加了感應(yīng)電波涌濾波器。
將感應(yīng)浪涌濾波器的地線與電機的地線和變頻器的地線連接,使感應(yīng)浪涌濾波器能夠再次吸收和釋放電機的感應(yīng)電,進一步降低感應(yīng)電壓,達到防漏電和防電擊的目的。由于體積太大,濾波器的電路原理與
變頻器內(nèi)部電涌濾波器的電路原理相同,因為體積太大,無法設(shè)計和安裝在變換器內(nèi)部電路的內(nèi)部電路中,從而形成外部連接。
我們做了大量的實驗證明,通過方案二的現(xiàn)場整流,在沒有接地線接入電源的情況下,電機運行產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可以降低到20V以下,從而保證了現(xiàn)場操作人員的安全,避免了被漏電電擊的感覺。但是,如果方案二中連接電源線的地線,就不需要外部感應(yīng)電浪涌過濾器。
此外,如果現(xiàn)場有多個變頻器來控制電動機的運行,并且不方便安裝多個感應(yīng)電涌過濾器,并不一定要求每個變頻器配備感應(yīng)電涌過濾器,也可以只連接一個或兩個感應(yīng)電涌過濾器,并且過濾器的接地端與現(xiàn)場幾個變頻器的接地端、現(xiàn)場電動機的接地端和設(shè)備機架連接在一起。由于每個變頻器內(nèi)部都有感應(yīng)電涌過濾器的電路,但如果電動機的接地線沒有連接到變頻器的接地端,感應(yīng)電涌過濾器也不起作用,因此在現(xiàn)場應(yīng)用的電動機端必須連接到接地點。
誠然,有些情況下,電動機不接地也不會有漏電的感覺,這和前面所說的地球雖然也是導(dǎo)體,但畢竟地球是有電阻的,電阻因地而異,隨土壤組成而異。但是,根據(jù)正確的電氣安全規(guī)范,電機需要良好的接地,但是條件不允許(如果沒有電源接地端),電機的地板、柜臺外殼和變頻器的地板總是可以連接在一起。