漏电问题分析报告

关于三台驱动器同时上电时漏电保护开关跳闸问题分析报告

拟制：雷启成

2014-06-28

摘要：P 系列驱动器在客户使用时，同时接上三台驱动器，上电客户使用的是30mA 的单相漏电开关会跳闸。在现场去掉电源板件电路中Y 电容后，再次上电即不跳漏电保护开关。针对漏电现象，漏电保护开关的原理、分析驱动器引起跳漏电原因、对应措施、中国国家标准等说明。

跳漏电开关原因及改善措施

一， 漏电保护开关的工作原理

下图所示，漏电保护开关检测的是输入共模电流，也就是所说的对地漏电流，检测漏电流的电流互感器是同时穿过了三台驱动器的R/T 火线和零线，在没有漏电流的情况下，不论接三相负载还是接单相负载，L 和N 线这2根线中流过的电流之和总是为零。当负载侧有对地短路现象或者对地有较大的电容时，输出侧的电流就会通过大地返回电网，此时流过电流互感器的电流之和不为零，这个电流就称之为漏电流。当检测到的电流大到一定程度就会触发保护开关脱扣。

对正常的负载电流不予检测，但它能检测出主回路中对保护地线PE 的剩余电流（漏电流），这种电流多数是因为用电设备绝缘损坏而产生的。

剩余电流保护器的首要功能是对有致命危险的人身触电提供间接接触保护，额定剩余动作电流I △N≤30mA 的剩余电流保护器在其他保护措施失效时，也可作为直接接触的补充保护，但不能作为唯一的直接接触保护。

二，对地漏电流的产生原因和电流通路分析

电流互感器检测电流

1，驱动器应用中为什么会产生较大的漏电流

1、根据驱动器设计特点，驱动器在输入侧的相间与线地之间都设计安装了吸收保护电

容（安规电容），由于驱动器支持内置的RFI滤波器，因此在整流单元后面也设计安装了吸收保护电容。两组吸收保护电容都接地。

2、根据漏电保护器的原理和驱动器的设计可见，当驱动器送电时，主回路要对那些吸

收保护电容充电，瞬间会产生相当大的对地漏电流。

3、伺服电机的绕组和机壳之间存在着较大的分布电容，服驱动器驱动电机输出的为

PWM波形式的交流电压，电机电缆与大地之间有长电缆的电容效应。在伺服控驱动器工作时，电容在充放电，有电流通过电容流入大地，并从进线侧的接地线再流回伺服控制器，形成电流回路，即存在漏电现象，这个是由驱动器工作原理决定的。

2，设计特点说明

1，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驱动器内部对外部电网的干扰影响，由于驱动器中安规电容取值很小（2200P），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，电网灌入驱动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。

2，电机机壳接地的位置

为了减小输入的漏电流，可以调整电机机壳的接地位置：将电机机壳的接地线接至驱动器上的ＰＥ端子，如下图所示，按照这种接法，驱动器内部的安规电

容提供了负载侧漏电流的一个循环通路，可以减小电网侧的漏电流。但由于电机侧

很难与大地隔离，这一措施对减小漏电流有改善，但效果有限（尤其是当电机距离

驱动器较远时，驱动器与负载电机之间连接的PE线对高频的阻抗变大，以至

于大于电机机壳接地阻抗）

三，减小漏电流的方法

1，驱动器工作状态对漏电流的影响：

a)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。

b)输出频率：

在较高输出频率的情况下，漏电流与输出频率关系不大，但在零频附近时，由于驱动器三相输出的漏电流是叠加关系，漏电流的有效值会变大。

2，接线方式对漏电流的影响

a)零地合一为什么可以减小漏电保护开关的漏电流：

所谓零地合一指的是将电网的零线当作地线接到驱动器的PE端子，如下图所示，由于驱动器及负载对机壳的漏电流是通过零线返回电网的，而漏电保护开关检测不到这部分漏电流，理论上讲如果驱动器和电机负载的机壳均不接大地（主要是电机机壳），则漏电流可以为零，但实际上无法做到。因此只能改善减小漏电流

b)取消驱动器输入安规电容为什么对漏电流减小有好处：

对于理想电网，安规电容对漏电流的影响非常小，但由于电网电压谐波的影响，尤其是在多台驱动器同时工作时，电网电压谐波会比较大，造成安规

电容上的漏电流变大。当无法避免电机机壳通过机架接地时，取消安规电容会

有一定的好处。

c)输出电抗器的作用：

在驱动器U/V/W输出端加电抗器由于提高了负载的高频阻抗，对减小漏电流也有较好的帮助。

四、结论

1.驱动器由于其设计中的固有特点，在送电瞬间会产生相当大的漏电流；

2.驱动器在运行时，视实际电机接线情况，可能产生远大于50m A 的漏电流；

3.普通剩余电流保护器不适用于驱动器、变频器等，