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配电箱,配电柜漏电开关误动作的情况分析

2018-02-09 03:28:19 配电箱 阅读

漏电开关用于直接接触触电的人生安全保护,由于其核心部件是一块电子线路板,因此外界的某些干扰可能造成其动作。而部分国产质量较差的电子整流器型荧光灯由于对外干扰抑制达不到规定值,其过电压和谐波值都较大。本文主要从一个工程实例,分析出过电压和谐波可以造成电子式漏电断路器动作。

配电箱安装完毕以后部分公寓有发生开关灯时漏电开关跳闸现象。设计为每间公寓有一配电箱,箱内安装两极隔离开关做总开关,灯与插座分别由单极断路器及两极漏电断路器控制,如图1。

一起漏电开关误动作的分析

照明灯具为36W电子镇流器型荧光灯,在开关灯的瞬间插座的漏电开关跳闸(此时插座上不带任何负载)。就某一个房间来讲,有时是一次开关灯就跳,有时是数次开关以后才跳,现场采用500V,量程位0-500MΩ的兆欧表做线间及相间绝缘遥测后均>0.5MΩ。

初步分析可能有以下两个原因:1)漏电开关的抗干扰能力差,2)荧光灯在开关时存在过电压及高次谐波现象。

1.本工程选用的是电子式漏电断路器。电子式漏电断路器由于其核心部件是一块电子线路板,其电源取自线路,电路结构图如图2。

一起漏电开关误动作的分析

漏电开关动作的原因大概有以下几种:

1)接线有误:由于不同回路的零线共用或其他错误接线,使进出漏电开关电流的矢量和大于动作电流,造成漏电开关动作。

2)极数选择不当;

3)接地装置装设不当:包括1)将通过漏电开关的工作零线重复接地,2)未装设漏电开关和装设漏电开关的设备共用一个接地极。

4)工作零线对地绝缘电阻过低:在实际工作中,只注意配电相线对地绝缘的好坏,而忽略了工作零线对地绝缘电阻过低的情况。

5)电磁干扰:由于零序电流互感器由高灵敏度的电子元件组成,如零序电流互感器靠近其他导体安装,当导体流过的电流过大时,产生较强的磁场,从而影响零序电流互感器的正常工作。同样,如果附近有其他较强的磁性物体,也会影响零序电流互感器的正常工作。

6)过电压及高次谐波:由于线路存在对地电容,当线路发生过电压及高次谐波时,对地电容容抗较小,充电电流就大,此电容电流造成漏电开关动作。

经检查和分析,造成漏电开关动作的原因最大可能是过电压及高次谐波,由于IC电路板的电源取自前端线路,线路上任何外部扰动信号均对其有一定的影响,其中,外部线路的过电压及高次谐波对其影响比较大。一般电子式漏电断路器的附件均具有滤波装置,能有效的防止由于瞬态浪涌电压和浪涌电流所引起的误动作。

2.荧光灯采用的是36W的T8管,电子镇流器。电子镇流器实质上是一个将低频交流电压转换为高频交流电压的电源变换器。

一起漏电开关误动作的分析

目前普遍应用的电子节能镇流器电路大多为串联推挽振荡型,振荡频率为20~60kHz,基本电路构成如图3所示。

图中整流二极管VD1~VD4 组成桥式整流与滤波电器C1 相配合构成电子镇流器的直流供电电源,输出约300V 左右直流电压(空载)。晶体三极管VT1 和VT2 以及高频振荡变压器构成变压器反馈串联推挽式开关振荡电路, 也称逆变电路或称变流器。

将300V直流电源变为高频交流电去点亮灯管。电阻R1 与电容器C2 组成积分电路, 与二极管VD5 、触发二极管DB3 构成启动电路。电阻R2 、电容器C3 构成了变流器的过压保护电路, 同时还起到对VT1 和VT2 的缓冲保护作用。 二极管VD6 、VD7 则起到钳位稳压作用, 使VT1 和VT2两只大功率三极管的开关振荡工作状态更趋稳定;而电感线圈L 、电容C4 及C5 则构成了串联谐振输出电路。

接通220V 交流电源后, 310V 直流电经R1 对C2 充电, 当C2 上电压达到双向DB3 的转折电压时, 触发二极管由关断状态转为导通状态。积分电容C2 所储存电荷经双向触发二极管加于开关振荡三极管VT2 的基级上, 从而激励三极管VT2 导通。此时300V 直流电经C4 、灯管上端灯丝、C5 、灯管下端灯丝、L 、L3 、VT2 等, 并对谐振电容C5 充电。

由于振荡变压器各绕组的耦合作用, VT2 很快由导通变为截止;VT1 则由截止变为导通, 此时谐振电容、C5 通过灯丝、C4 、VT1 、L3 、L 放电。 如此周而复始, VT1 、VT2 交替导通形成振荡, 其频率取决于L 、C5 串联谐振电路, 一般为50kHz 左右。

同时在谐振电容C5 两端产生一个Q 倍于振荡电压的高压, 将灯管内气体击穿而启辉点燃,即启动电路只是在电子镇流器刚开始工作的瞬间起作用,待VT1 、VT2 的逆变电路进入正常开关振荡后, 灯管正常发光, 其内阻急剧下降, 使L 、C5 串联谐振电路Q 值大大下降, 故C5 两端(即灯管两端)的启辉高电压随即降为正常工作电压,维持灯管稳定正常发光。此时C5 只等效于一个高阻值电阻并联灯管两端,而电感线圈L 只起到镇流作用[2]。

电子镇流器有以下参数反映其性能:1)自身功耗,2)光效比,3)浪涌电流,4)电磁干扰(EMI),5)谐波等。其中浪涌电流在开灯瞬时产生,国产标准型的电子镇流器为正常进线电流的10-15倍,国产低档H级电子镇流器约为正常进线电流的15-20倍,进口高档为8-10倍,浪涌电流会使供电线路过电流。

其次,由于电子镇流器工作在高频状态,有较大的高频基波和高频谐波通过电源线向电网传播,产生电磁干扰。为了使干扰低于规定值,电子镇流器必须有较好的滤波性能,这样必然增加成本。目前,国产标准型和进口电子镇流器能将产品对外干扰抑制在规定范围内,而国内大量的H级电子镇流器,大多都达不到要求,因而对外干扰很严重。

经以上分析,首先认为应更换荧光灯来进行测试。在更换了质量较好的荧光灯具后,所有漏电开关跳闸现象均不存在了。经最后确定,造成漏电断路器跳闸的原因是由于施工单位安装了质量较差的荧光灯。

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