工业大风扇变频器频繁跳闸原因及解决办法

有部分客户反馈：变频器的输入电路中配置漏电保护器，会在启动或运行变频器时出现跳闸。大部分人在多次检查后并未找到故障成因，就会认为是变频器有问题，但事实并非如此。本文将根据源试验的设计原则分析此问题，并提出相应的解决方案。

一、漏电保护开关的工作原理

漏电保护开关是一种电桥安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内自动断开电源进行保护。

主要分为三个部分：检测元件、中间放大机构和执行机构。

检测元件：这一部分，有点像一个零序电流互感器。主要组成部分是一个缠满电线的铁环(线圈)，零线和火线从线圈中穿过。这个线圈就是用来监测电流的。

正常情况下，线圈里的一根零线和一根火线，二者内部的电流方向应该是相反的，且电流大小相同。如果电路中发生漏电，那么电流就会泄漏出去一部分，（此时电流变压器的总和不为零，称为漏电流）此时再进行检测，检测元件就会将这一信号传递给中间环节。

中间放大机构：中间环节包括放大器、比较器和脱扣器。一旦接收到检测元件传来的漏电信号，中间环节就会经过放大，传递信号给执行机构。

执行机构：该机构，是由一块电磁铁和一个杠杆组成。当中间环节将漏电信号放大后，电磁铁通电，产生磁力，将杠杆吸落下来，完成跳闸动作。

二、使用变频器对地漏电流的产生原因分析

普通电机的绕组和机壳之间存在着较大的分布电容，在电网供电的情况下，电源线上只有50Hz的工频电压，由于频率很低，通过分布电容的漏电流很小。但在用变频器驱动电机时，由于变频器输出的是几kHz的PWM(高频脉宽调制）的电压波形，输出电压是在0V到530V之间快速跳变的脉动电压，该脉动电压产生谐波，这些谐波对于同样的电机同样的分布电容，漏电流会增大百倍以上，因此容易发生一运行变频，漏电开关就跳闸现象。

变频器输入端安规电容的作用

输入端安规电容的作用主要是减小变频器内部对外部电网的干扰影响，由于有几组的电容保护，变频器可以承受较大的来自电网的电压突波，比如雷击等，而不至于损坏。由于变频器中安规电容取值很小（4700PF），对于工频的阻抗很大（1.4M），对漏电流的贡献很小（每相约0.15mA ,且三相平衡时基波漏电流之和为零）。但如果电网中的电压谐波很高时，电网灌入变频器的漏电流就会明显加大，且三相不会抵消，漏电流的值与电压谐波的频率成正比，与谐波电压的幅值成正比。因此容易发生漏电开关一合闸就会跳闸现象。

上述漏电流可能会远远大于50mA，而实际的具体数据，将与以下几个因素有关：

1、电机电缆线的长度

2、电机电缆线是否有屏蔽

3、变频器的调制频率

4、是否使用无线电射频干扰（RFI）滤波器

三、减小漏电流的方法

①降低载波频率：载波频率越高，漏电流越大，漏电流的有效值与频率约为开方关系。

②提高输出频率：当输出频率很高时，漏电流不大，但是当零频率相邻时，变频器三相输出的漏电流是叠加关系，并且漏电流的有效值变大。

③提高输出电抗器：在变频器U/V/W输出端加电抗器，提高了负载的高频阻抗，可以减小漏电流。

四、工业大风扇变频器漏电保护的解决方案

①电线的电线截面为2平或高于正常地。为了满足EN50178安全标准，使用断路器，诸如接地、等电位等措施来解决泄漏问题时，须确保变频器可靠地接地，地线的电线横截面积为2平或高于正常地，避免人身伤害。

②使用符合IEC60755或DINVDE0664-100标准的B型漏电保护开关。漏电保护开关具有电磁兼容性变频器的特点，这就良好解决了三相整流器电气设备的漏电保护问题。

③空开的触发电流值大于为50mA。