浅谈电梯中的漏电保护

电梯变频调速装置在工作过程中其输入端和输出端的电流含有高频成分，这些高频成分造成的漏电流有时会超电网漏电要求的指标，所以在一定情况下，根据电网漏电保护的相关规定以及电梯制造厂家的电梯安装说明，应酌情考虑在电源的输入端加设漏电保护装置。 1 电梯设备的漏电流因素分析 在高电压的作用下流过电器绝缘体的电流，称为泄漏电流。电梯属于在强、弱电压状态下同时工作的机电一体化设备，泄漏电流也会必然存在。 (1) 容性电流的影响。造成容性电流的因素有：电源的布线及长度，设备中的电力电容，电线、电动机的绝缘状况等。电容是两块导体中间夹着一块绝缘体构成的电子元件，因而导线与地之间，导线与导线之间，导线与屏蔽层之间以及电动机定子、转子的绕组与外壳之间等均可形成各种各样的电容，这些电容形成带电体系时，储藏电能并要消耗一定形式的能，电容器在充电过程中通过电源做功。因此，在电梯每次通电瞬间，这种漏电流现象就较为明显。 (2)电源中载波频率的大小。载波频率越高， 布线电容的容抗越小，由高频脉冲引起的漏电流越大。安川变频器说明书明确指出：由于变频器载波频率参数设置不当而产生的漏电流较大时，可降低所设定的载波频率。这说明载波频率的大小与电动机漏电流有关。在同等状况下，载波频率越大，电动机漏电流也越大；载波频率设定的越小，电动机漏电流也相对越小。电梯常用变频器的载波频率调整范围为0．4～ 15kHz之间，一般设在6~10kHz即可。同时，载波频率调整的数值越大，虽然在一定程度上降低了电动机的电磁哚声，但这也相对缩短了逆变原件IGBT的寿命。电动机通过地产生的高频漏电流，～部分会通过定子绕组和转子间的分布电容，经过轴承再到机壳，然后到地。后者即为轴电流，会引起电动机轴承的“电蚀”，从而影响轴承的寿命。 （3）各种开关本身、半导体、变压器、绝缘体介质等都是相对条件下的绝缘，在一定程度上存在着泄漏电流。并且，这种漏电流随着时问的推移、介质性能的变更、绝缘的老化等，有可能进一步扩大化，情况严重时甚至造成接地、短路、电击等故障。 2 漏电保护装置的工作原理及使用 漏电流在超过一定数值后，不但会引起设备非正常工作，出现发热、跳闸、电磁干扰等故障，同时也容易造成意外伤人事故。因此，不少电梯生产厂家提出：在电梯的电源输入端加设漏电保护装置，也称漏电断路器。 根据基尔霍夫电流可知：任一时刻，流入任一节点的电流恒等于流出此节点的电流。即任一时刻，流入(出)某节点的电流矢量和为零。漏电保护器的工作原理是：感应一次侧的瞬时电流的矢量和是否为零，当被保护的电路出现绝缘故障时，负载侧有对地泄载电流，即漏电保护器的矢量和不为零。漏电保护器的二次绕组中便产生互感电压，该信号经过运算控制器运算后，当泄漏电流达到整定动作值时，驱动晶闸管，接通电磁脱扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保护器的作用。这要求采用被保护的主电路所有相线及零线都穿过漏电保护器的铁芯，组成漏电保护器的检测部分。但是这种漏电保护装置对于同时接触两相的触电或短路，起不到保护作用(如图1所示)。 图l中的漏电保护装置适用于交流50Hz(60Hz)，额定电压为单相220V、三相220V／380V及以下，额定电流至50A线路中。当有人触电或电路泄漏电流超过规定值时，漏电断路器能在0．1 S内自动切断电源，保障人身安全和防止设备因发生泄漏电流造成事故。 关于漏电保护开关动作电流整定的选择， 目前在电梯的一些制造中还没有找到。为保证漏电保护开关动作灵敏可靠，其整定值必须大于泄漏电流，即不动作电流。有关专业人士指出：可参考原国家水电部SD219—87 漏电保护器农村安装运行规程 规定的GB 6892—86(漏电电流动作保护器 来确定：“额定漏电不动作电流的优选值为额定漏电动作电流的1／2。在安装多级保护的漏电保护开关中，作为配电变压器总保护选用500(100)mA ；作为主干线1级保护选用300(500)mA ；作为分支路，车间2级保护选用100(300)mA ；作为自然村、分车间3级保护选用30(50)mA ；作为末端后备直接保护的家电总保护，手持、移动电工具、小水泵、机床等选用15(30)mA ；作为住宅使用的电源开关，插座选用6(10)rnA的漏电 保护开关(上述括号中的数字作为梅雨、连阴雨天气选择值)。” 同时，有些专家还认为：电梯设备应选择用电支路2级保护较为合适。     3 漏电流的防护和解决对策 漏电流的防护和解决对策： (1)使用专用的变频器漏电断路器。 (2)使用高绝缘强度用电导线及设备。 (3)降低载波频率。 (4)采用输出电抗器。 (5)让用电设备外壳接地良好。 (6)变频器的输入、输出侧选配适当的滤波器。 (7)动力导线长度尽量不宜过长。 4 现场实际问题的反馈 有不少朋友反映使用后可能出现的问题：“电梯用户在电源端加设了漏电保护装置， 电梯一起动，就跳闸，致使电梯不能投入运行。” 并且用户还坚持说，为安全起见必须加设漏电保护装置，此问题使双方一筹莫展。对此，我有如下看法： (1)确定此漏电保护装置是属于电梯专用的漏电保护装置，如果不是应更换为电梯专用漏电保护装置。 (2)确定漏电保护装置的动作电流，最好选择动作电流可调整的漏电保护装置，一般最大动作电流值不宜大于300mA，且动作时间应在0．1s以内。有朋友进行过抽样测试，结果明大部分制造厂家的电梯漏电流在200mA以内，只有少数厂家的电梯漏电流大于200mA，有的甚至超过300mA。 (3)利用漏电专用测试仪测试电梯的漏电流是否过大，如果过大应检查其原因，并进行整改或更换；如果漏电流在容许范围内，则检查所加设的漏电保护装置本身是否有问题。