電源線(xiàn)路濾波器中的漏電流

標準中的要求

保護接地器在電氣設備出現故障或發(fā)生短路時(shí)，保護用戶(hù)不會(huì )受到危險接觸電壓的傷害。為確保此基本功能，保護接地線(xiàn)上的電流必須加以限制，這是為什么大多數產(chǎn)品安全標準中包含漏電流測量和限制條款的原因。辦公室設備和信息技術(shù)設備的產(chǎn)品安全標準EN 60950-1進(jìn)行了相關(guān)說(shuō)明。

盡管都使用漏電流這個(gè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行描述，但是標準在實(shí)際上對接觸電流和保護導體電流進(jìn)行了區分。接觸電流是人在接觸電氣裝置或設備時(shí)，流過(guò)人體的所有電流。另一方面，保護導體電流是在設備或裝置正常運行時(shí)，流過(guò)保護接地導體的電流。此電流也稱(chēng)為漏電流。

所有電氣設備的設計都必須避免產(chǎn)生危及用戶(hù)的接觸電流和保護導體電流。一般來(lái)說(shuō)，接觸電流不得超過(guò)3.5mA，采用下文所述的測量方法進(jìn)行測量。

3.5mA的極限值并不適用于所有設備，因此，在標準中，還對配備工業(yè)型電源接線(xiàn)器（B型可插拔設備）和保護接地器的設備進(jìn)行了補充規定。如果保護接地電流不超過(guò)輸入電流的5％，那么接觸電流可以超過(guò)3.5mA。另外，等電位聯(lián)結導體的最小截面積必須符合EN 60950-1的規定。最后，但不是最不重要的，制造商必須在電氣設備上附

“警告！強接觸電流。先接地?！?/P>

“警告！強漏電流。先接地?！?/P>

除了普通的產(chǎn)品安全標準之外，還有關(guān)于無(wú)源EMI濾波器的安全標準。在歐洲，新頒布了EN 60939，自2006年1月1日起代替了當時(shí)現行的EN 133200。然而，此標準沒(méi)有關(guān)于濾波器漏電流的附加要求。美國的EMI濾波器標準，UL 1283，與此不同。不僅需要進(jìn)行所有常規安全試驗，還需要確認濾波器的漏電流。在默認情況下，此漏電流不允許超過(guò)0.5mA。否則，濾波器必須附帶一個(gè)安全警告，說(shuō)明濾波器不適用于住宅區。必須提供接地連接器以防觸電，另外濾波器必須連接到接地電源引出線(xiàn)或接頭上。

漏電流的計算

本節將說(shuō)明計算漏電流的方法。因為元件存在誤差，并且電網(wǎng)（對于3相供電網(wǎng)）的不平衡只能估計，所以實(shí)際結果不一定等于測量結果。另一方面，對順序生產(chǎn)的每一個(gè)濾波器都進(jìn)行漏電流測量是不合理的，所以一般來(lái)說(shuō)，制造商提供的漏電流都是根據計算值。

對于所有的計算，磁性元件的寄生元件及保護接地器的阻抗均忽略不計。計算時(shí)只考慮濾波器電容的誤差。EMI濾波器電容一般用來(lái)抑制差模和共模干擾。對于前者，在相位之間，以及相位和中性導體之間，連接有所謂的X電容。對于共模抑制，相位和接地之間采用Y電容。

電容器對于頻率和電壓的依存關(guān)系也沒(méi)有考慮。這對于陶瓷電容器是非常重要的，因為這種電容器會(huì )受到電壓和頻率的明顯影響。因此，采用陶瓷電容器的濾波器的漏電流也比計算結果更大。

3相供電網(wǎng)中的漏電流

要計算3相供電網(wǎng)中的漏電流，需要確定電源中性點(diǎn)MQ和負載中性點(diǎn)ML之間的電壓。在電源端，是3個(gè)相電壓UL1、UL2和UL3，與中性點(diǎn)MQ相連接。在負載端，是3個(gè)阻抗Z1、Z2和Z3，也與一個(gè)星型相連接。兩個(gè)中性點(diǎn)MQ和ML通過(guò)阻抗ZQL相連，此阻抗上的壓降為UQL。

　　圖1：電源和負載和星型連接

阻抗ZQL的實(shí)際電壓UQL可以使用下述公式計算：

無(wú)源3相濾波器的一種常見(jiàn)配置是3個(gè)X電容器的中性點(diǎn)連接，并通過(guò)Y電容器與地電位或者濾波器的外殼相連接。對于平衡電容電網(wǎng)，漏電流可以忽略。另一方面，當相位之間達到最高的不平衡時(shí)，電網(wǎng)達到最高的漏電流值。不平衡的原因包括電容器值的公差，以及供電網(wǎng)的電壓不平衡。

　　圖2：3相濾波器的典型電容器配置

因此，漏電流的關(guān)鍵要素是電容器CX1、CX2和CX3的不平衡產(chǎn)生的電壓UQL。對于大多數濾波器，額定值是相同的，但是也存在制造公差的影響。電容器CY處的壓降UQL產(chǎn)生的漏電流Ileak, max可以根據下式確定：

當

時(shí)

大多數制造商在確定無(wú)源濾波器中的電容器的額定值時(shí)，公差為