电源线路滤波器中的漏电流

技术分类: 电源技术  | 2007-04-13
来源:电源世界

  实践经验表明电容器的公差差距不会如此之大。比较真实的公差范围从-20%至0%。根据此假设,上述计算得出的漏电流大约为10 mA。应该指出:不同制造商采用的滤波器漏电流计算方法并不统一。因此,即使两个滤波器的电路图和元件值相同,但是漏电流可能不同。

  到目前为止,在计算中并没有考虑供电网的电压不平衡。在实际应用中,供电网确实存在不平衡。为在计算中考虑进此因素,采用了供电网标准EN 50160,此标准规定了公共供电网的状态。根据此标准,地区供电网的电压不平衡应该不超过3%。将此条件代入前述计算,当电容器公差为±20%时,漏电流上升到26mA,当公差为+0/-20%时,漏电流为13mA。

  单相供电网中的漏电流

  与3相供电网相比,单相供电网中的漏电流计算要容易的多。在电压和频率给定之后,漏电流只取决于总电容。图3所示是单相滤波器的典型电容器回路。

单相滤波器的典型电容器配置

  
图3:单相滤波器的典型电容器配置

  在正常工作时,漏电流由电容器CYL和CYN决定。总电流值由下式给出:

总电流

  
       当CX=100nF、CY=2.2nF,并且给定的公差为

±20%时,漏电流为190A。最坏的情形发生在中性导体断开的时候。此时,总电容由两个平行电容器组成:一边是CYL,另一边是串联的CX和CYN。图4是等效电路图。

中性导体断开时的总电容

  
图4:中性导体断开时的总电容

  总电容根据下述公式计算:

总电容

  
       在发生故障时,最大漏电流可以高达377。

  漏电流的测量

  计算漏电流是一件事情,进行测量又是另外一件事情。各种产品安全标准规定了必要的测量方法。尽管不同标准之间存在差异,基本方法是类似的。下文将详细叙述根据EN 60950进行计算。

  根据EN 60950进行测量

  我们在“标准中的要求”中提到:EN 60950使用术语“接触电流”和“保护接地电流”而不是“漏电流”。测得的电流总是接触电流。因为单相和3相供电网所用的方法非常类似,所以只叙述单相设备所用的方法。

  基本测量设置如图5所示。测量设备的输出B与系统的接地中性导体相连接。输出A通过开关STEST与设备的接地端子相连接。开关SPE打开。

接触电流的测量设置

  
图5:接触电流的测量设置

  另外,测量必须采用反极性。为此,电路使用了开关SPOL。许可漏电流取决于设备的类型,并在标准中进行了规定。

  另外,设备可操作件的接触电流的测量与设备类型无关。然而,并没有详细描述该测量,因为与漏电流自身无关。

  图5所示的测量设备可以有2种版本。第一种可能性采用下图所示的电压测量回路。

电压测量设备

  
 图6:电压测量设备

  RS 1500 
       RB 500 
       R1 10 
       CS 0.22 
       C1 0.022 
  
       测量电压U2所需的输入阻抗必须大于1M,输入电容必须小于200pF。频率范围需要在15Hz至1MHz之间。U2到Ileak的转换公式为:

  

转换公式


       除了根据图6测量电压之外,还可以根据图7所示的电路测量电流。

电流测量设备

  
图7:电流测量设备

  M 动圈式仪表
       R1+ RV1+ Rm 在C=150 nF±1%时,1500±1%,或者
       在C=112 nF±1%且0.5 mA DC时,2000±1%
       D 测量整流器
       RS 无感应电阻器,量程X 10
       S 量程选择器

  对于非正弦波形,并且频率超过100Hz,则图6所示电压测量可以获得更为精确的结果。

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