针对UPS漏电保护的研究设计

作者:广州柏克 来源:柏克电源广东办事处 发布时间:2010-4-13 11:19:00

共模电感L1和L2一般在零点几至几十mH.共模电容Cy一般要在漏电流较小的前提下,取较大值。差模电感一般在几十至几百μH,差模电容Cx要选择耐电压足够的陶瓷或聚酯电容器。市场上卖的电源滤波器一般是对共模干扰设计的,如果要对差模干扰起作用,应该另外增加两个独立的差模抑制电感。共模电感的磁性材料以金属磁性材料(1J8510.02mm)或非晶、超微晶磁性材料效果较好。差模电感的磁性材料以金属软磁粉末经绝缘包裹压制退火的磁性材料(国产ZW-1)效果较好,而不用开口铁氧体材料。

该UPS设置的20A电源滤波器的参数为:L1=0.7mH,Cx=0.47μF,Cy=4.7nF。

3.2.2漏电保护器

该供电系统设置漏电保护嚣的主要目的是要保护人身和设备的安全。因为,当系统中的电气设备绝缘性能下降时,不仅电气设备存在隐患,而且威胁到工作人员的安全。

3.2.2.l 漏电流

1)稳态或静态漏电流是指在250V交流电压条件下,滤波器能安全工作所规定的最大漏电流。它由两部分组成,即电容电流Lc,绝缘电阻泄漏电流IL。

Ic=2πfUCy     (1)

式中:f为电源频率;

U为加在电容上的电压;

Cy为共模电容量。

由式(1)可知,电容电流与电源频率、加在电容上的电压和共模电容量成正比。

IL=U/R1       (2)

式中:RL为泄漏电阻,它包括电容内的体电阻和电容外的绝缘泄漏电阻。

2)非稳态或动态漏电流是当输出继电器动作,接通逆变电路时,在等效电阻r、电感L和电容C串联电路接通正弦电源的过渡过程中产生的电流。在这种过渡过程中可能产生较大的振荡衰减的漏电流。其中,L=L1,C=Cy。其简化电路如图2所示。

式中:Um为电源电压的峰值;

ω为电源电压的角频率;

Ψ为电路接通时电源电压的初相角。

该电路的电流强制分量为

当电路中的电阻较小时,即,电路产生振荡,电容器上的电压和电流分别为

忽略电阻的影响,将电路参数L=0.7 mH,C=4.7 nF代入上述公式中,由于电路自由振荡角频率

远远高于电源角频率314rad/s,所以电路产生振荡。当Ψ=φ时,电路中产生的最大过电流有效值高达570mA以上。这可能引起30mA的大于O.ls的定时漏电保护器动作。实际上,电路接通时正弦电源电压的初相角Ψ为随机量.大部分并不等于电路交流阻抗的相位角φ,所产生的过电流不一定超过30 mA;另外,电路中存在电阻,使电路中产生的过电流峰值降低和衰减,所产生的过电流也不一定超过30mA,电路中产生过电流的时间不一定超过0.1s。

实际情况是,在我们研制的8个供电系统中,只在一个系统中多次出现过UPS空载启动时,市电断路器的漏电保护动作,切断了市电的现象,但是,也不是每次UPS空载启动时都出现市电断路器漏电保护动作的现象。

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