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一文讀懂變頻器漏電的解決方法

文章出處:雷天責(zé)任編輯:
發(fā)表時間:2023-08-11
一、漏電問題產(chǎn)生的原因

根據(jù)變頻器控制電機(jī)運(yùn)行的功能框圖,三相電源經(jīng)過變頻器整流橋整流之后,經(jīng)電容濾波送到逆變橋(IGBT),再經(jīng)過逆變橋輸出頻率、電壓可調(diào)的三相交流電去控制電機(jī)的運(yùn)行。三相互差120度的交流電在電動機(jī)的三相定子線圈繞組里流過,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,使電動機(jī)的轉(zhuǎn)子在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下自動旋轉(zhuǎn)起來。

二、漏電問題的解決方案

為了避免這個問題的發(fā)生,變頻器硬件在設(shè)計(jì)的時候,就加入了感應(yīng)電浪涌濾波器電路,并將感應(yīng)浪涌濾波器的接地端與變頻器的外殼相連,同時在變頻器的配線說明中,要求將電機(jī)的接地端與變頻器的接地端子B相連、將輸入電源的地(即大地)與變頻器的接地端子A相連。

從而使得電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流能夠通過電機(jī)與變頻器的接地線、變頻器與電源之間的接地線形成回路,使得電動機(jī)的地、變頻器的地與電源的地(即大地)都處于同等的電位上,它們之間的電位差為0伏電壓。這樣,人體站在大地上面(也是電源的地)接觸到旋轉(zhuǎn)的電動的外殼、機(jī)械設(shè)備的機(jī)架(一般設(shè)備的機(jī)架是與大地連接在一起的)、變頻器的外殼就都不會有被電的感覺了,因?yàn)樗鼈冎g的電位差(電壓差)為0伏,人體也就沒法感覺出來是否有電了。

當(dāng)電動機(jī)的地線未能與變頻器的接地端連接在一起,而電源的地線也沒有與變頻器的地、機(jī)械設(shè)備的外殼或者電的接地端接在一起的時候,電機(jī)的外殼、變頻器的外殼、電源的地(即大地)就不是處于同等電位了。假如在這種情況下,電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓為100V,電動機(jī)又與機(jī)械設(shè)備的某部分機(jī)架在一起,因?yàn)殡娫吹牡鼐在配電房沒有拉過來,而人體的電氣等效模型理論上可以等同于一個約2K歐姆的電阻(如果人體出汗、潮濕時電阻值更小,有時甚至只有幾十歐姆),人體站在大地上觸摸到與電動機(jī)相連的設(shè)備金屬時,電動機(jī)的感應(yīng)電(如100V)就能過人體向大地進(jìn)行放電,那么人體就會有電流流過,就會有被電的感覺。雖然,理論上電機(jī)外殼與機(jī)械設(shè)備的機(jī)架是連接的,而設(shè)備的機(jī)架又是裝在大地上的,按理說人站在大地上觸摸到設(shè)備機(jī)架應(yīng)該是不會被感應(yīng)電觸電到的,但是,別忘了大地雖然也是屬于導(dǎo)體,但大地畢竟是有阻值的,而且根據(jù)不同的土地的土壤成份,阻值也大小不一。否則,為什么國家供電局會要求每個變電站變壓器的接地線、每個公司配電房的接地電阻要求小于4歐姆?為什么如果變電站或者高壓配電房的接地電阻不小于4歐姆就不給審批,不允許用電?其實(shí)就是這個道理。人與設(shè)備有距離就會有感應(yīng)電壓,人體觸摸到設(shè)備時就會有電流流過人體,就會有被電的感覺,只是感應(yīng)電的大小,決定人被電的感覺大小也不一樣。

方案一:將電機(jī)外殼的接地端、機(jī)械設(shè)備的機(jī)架與變頻器接地端連接在一起

電機(jī)、變頻器、機(jī)架三個的地線連接在一起之后,使它們處于同等的電位,并且經(jīng)過變頻器內(nèi)部的感應(yīng)浪涌濾波器電路進(jìn)行吸收、泄放,使感應(yīng)電壓大大減小,從而電動機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電相對于電源的地(即大地)的電壓也大大的減小,從而,不至于使人觸摸之后會有被電的感覺。也就是說沒有電源地線也沒有關(guān)系,只要將電機(jī)的地、變頻器的地和機(jī)架連接在一起就好了,這樣變頻器內(nèi)部的感應(yīng)電浪涌濾波器才會起到真正的作用。

方案二:一般情況下,通過方案一處理之后,電動機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓已經(jīng)是很小了,已經(jīng)不至于會漏電電人的,但是由于某些特殊原因(如:電動機(jī)絕緣不好、電器柜在裝電器時全部沒有接地等),感應(yīng)電壓還是較高,還會有漏電電人的感覺時,提出了方案二。
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