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电源滤波器和漏电保护器在使用中的注意问题和改进措施

日期:2020-04-06 19:31
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摘要:
电源滤波器和漏电保护器在使用中的注意问题和改进措施

两台测试车都是由外接的单相三芯橡胶电缆(带漏电保护和保护接地)接入220v交流电源接口、并通过30A交流漏电保护器、EMC电源滤波器、波导管接入测试车屏蔽仓内再分两路、一路到电源插座供车内电子测试设备、另外一路供车内照明使用。 

  我们在两台电磁兼容屏蔽测试车的使用中发现了一个共同的故障、就是当使用外接220v交流电源时、有时在电源接入后漏电保护开关送不上去、一送上去开关就跳闸,同时漏电保护器也动作,我们在把漏电保护器重新复位后再重合空气开关,有时能够合上、有时就是多次重合闸也无法合上。就是在正常使用外接220v交流电源工作时、也会发生空气开关无规律的跳闸、同时漏电保护器也动作,重新复位后再重合空气开关,有时能够合上有时就是多次也无法合上的现象。 

   以上的故障有很强的随机性、故障现象无规律且时好时坏、难以捕捉,针对故障情况进行检查判断。通过对输入220V交流电源进线的火线和零线进行交换,以及对有、无保护接地线情况下的漏电保护器是否动作进行测试,但均未发现好转,以上发现的故障现象依旧,没有任何改变。 

   经检查车内电路及设备无短路及漏电情况,所有线路及设备绝缘良好工作正常。检查220V交流电源、发现电源滤波器的前面有两极串联的漏电保护开关。220V交流电经过两级漏电保护后到EMC电源滤波器,经过分析发现、滤波器是两级复合式EMC滤波器,它能够使线路中除工频以外的其他频率信号受到较大的抑制。当线路中串扰差模信号时漏电保护器工作正常,一旦串扰进共模信号漏电保护器立刻动作保护。下面,我们具体的分析漏电保护开关和电源EMC滤波器的工作原理,再结合起来就知道漏电保护器为什么会无规律的保护跳闸。 

     漏电保护开关作用及工作原理: 

   (1)漏电保护开关的作用:主要用于当发生人身触电或漏电时,能迅速切断电源,保障人身可靠,防止触电事故。 

   (2)单相漏电保护器的工作原理:当漏电保护器正常工作时,火线零线通过零序电流互感器后再接入开关,经漏电保护器的开关接入电器,电路的电流矢量之和等于零,故其二次绕组中无感应电动势产生,漏电保护器工作于闭合状态。当被保护的电路出现触电事故或漏电故障时,负载侧有对地泄载电流,即零序电流互感器的矢量和不为零,而等于某一泄漏电流值IsIs会通过人体、大地、变压器中性点形成回路,当Is达到一定值,大于漏电保护器的动作电流时、零序电流互感器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,分断主电路,从而达到漏电保护的作用。 

   电源EMC滤波器的作用及工作原理: 

   两级复合式EMI滤波电路 

   (1)滤波器的作用:滤波器是由电感和电容组成的滤波电路所构成,电源EMC滤波器它是只允许50HZ的工频信号电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。 

   (2)滤波器的工作原理:由于在电网中存在着许多使用中的家用电器和工业设备,它们在正常的工作中会产生很多高频的杂波干扰,这些干扰信号通过线路串扰和空间辐射使我们的工频电网受到了严重的污染,影响我们电子设备的正常工作,严重时会损坏电子设备。这些干扰信号有两种方式在电路中传输,即共模干扰和差模干扰。因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。差模干扰电流是大小相等、方向相反的信号电流,它们是在火线和零线之间流动的干扰电流,是在火线和零线之间形成的回路。共模干扰电流是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流动的干扰电流。(图二滤波器中经C2C3到外壳的电流)它是大小相等、方向相同的信号电流,相当于把火线和零线并联成一根线、对地的电势,它在寻找途径通过大地形成回路。由于这两种干扰的抑制方式不同,因此必须正确辨认干扰的类型、实施正确的滤波方法。 

   (3)当交流220v电路中串扰进差模信号时,差模信号通过漏电保护器进入EMC电源滤波器、因该信号主要是高频成分、在电源滤波器内受电感L1(电感线圈在高频时阻抗大)的阻抗特性的阻滞,迫使其绝大部分差模信号通过电容C1(电容在高频时阻抗小)形成回路,从而基本上保证了后面的设备不受影响。当差模信号中的一小部份信号经过L1后又受到L2的阻滞,又迫使其通过C2C3C4返回。如果侥幸还有差模信号通过L2,那么C5也就起到了*后的滤波、旁路的作用。。通过以上的多次过滤,在滤波器的输出端我们能够得到一个可靠、洁净、优良的工频电源。上面差模信号的所有回路均由滤波器的输入端火线、零线形成回路,在漏电保护器的零序电流互感器中、电流是平衡的它们矢量之和等于零。所以、漏电保护器工作正常。 

   当交流220v电路中串扰进共模信号时,因共模干扰是在信号线与地之间传输,属于非对称性干扰。虽然共模信号也是高频成分、但是、他的电势是对地的,它在线路中串扰的是大小幅度相等、相位相同的信号。滤波器输入端的火线、零线可以看成等电位并联输入。所以、电容C1C2C3C4C5这四条通道均无法构成回路,此共模信号进入滤波器后绝大部分信号被电感L1的高频阻抗阻止,小部份经过L1的信号又分别经C3到保护接地、和C4到保护接地形成回路。以上我们看到通过C3到保护接地和C4到保护接地的两个共模信号电流它们是没有通过电源线形成回路的,经过滤波器的电流已经失去平衡。当这个信号电流大于漏电保护器的动作电流(1030mA)时,零序电流互感器的矢量和不为零,漏电保护器会判断电路中存在触电事故或漏电故障,使漏电保护开关跳闸。 

   改进措施:(1.拆除三芯橡胶电缆中的漏电保护器。换上一台32A空气开关;(2.更改车上漏电保护开关和滤波器的接线方式:将先通过漏电保护开关再到电源滤波器的接线方式、改成先通过电源滤波器再到漏电保护开关。使电路中的共模信号能够在经过漏电保护开关之前就被可靠滤除,漏电保护开关内的零序电流互感器就检测不到共模信号所产生的感应电动势,从而达到解除漏电保护开关误动作的目的。使车内屏蔽室得到一个无干扰、宁静、可靠、正常的工作电源。 

   

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