漏電保護(hù)器在UPS系統(tǒng)中的正確使用

1、漏電保護(hù)器在UPS系統(tǒng)中的正確使用摘要文中介紹了漏電保護(hù)器在不同的配電系統(tǒng)中的安裝方式，敘述了，其在供電系統(tǒng)中安全防護(hù)的重要性。漏電保護(hù)器又稱剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置。是一種用于當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生漏電及人體觸電的情況下，為防止事故擴(kuò)大的防護(hù)裝置，主要用于非接觸保護(hù)。對(duì)漏電流的檢測(cè)通常采用零序電流互感器，此裝置串聯(lián)于供電電路中，在單相配電中應(yīng)使輸入火線和零線穿過零序電流互感器。三相配電系統(tǒng)在采用漏電保護(hù)器時(shí)應(yīng)特別注意：漏電保護(hù)器適用于TT和TNS系統(tǒng)，而不能用于TNC系統(tǒng)，如圖l所示。漏電流檢割變壓器中心點(diǎn)接地?fù)?jù)電疣圖1TT配電系統(tǒng)在TT系統(tǒng)中，漏電保護(hù)器安裝在設(shè)備前級(jí)，連接ABC三相和零線。用電設(shè)備在

2、正常工作時(shí)機(jī)殼不帶電，一旦發(fā)生設(shè)備對(duì)地漏電導(dǎo)致機(jī)殼帶電時(shí)，漏電流將通過本地接地體經(jīng)大地回流到變壓器中心點(diǎn)。由于漏電流的流失，漏電檢測(cè)電路會(huì)測(cè)到電流矢量之和不再為零，漏電保護(hù)器執(zhí)行跳閘動(dòng)作。對(duì)于TNS系統(tǒng)（見圖2），由于采用了獨(dú)立的零線和接地線（俗稱三相五線制），設(shè)備機(jī)殼平時(shí)不帶電，地線中無電流。一旦發(fā)生設(shè)備漏電而導(dǎo)致機(jī)殼帶電，則漏電流會(huì)經(jīng)地線回流到變壓器中心接地點(diǎn)，漏電檢測(cè)電路會(huì)發(fā)現(xiàn)電流矢量之和不再為零而執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作。團(tuán)2TM-S配電索統(tǒng)對(duì)于TNC系統(tǒng)則不能加裝漏電保護(hù)器（見圖3）。這是因?yàn)樵赥NC系統(tǒng)中實(shí)行零地合一（俗稱三相四線制），實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)由于三相負(fù)載不平衡而使機(jī)殼中有電流流過。如

3、果設(shè)備內(nèi)部某一相發(fā)生絕緣損壞等故障而產(chǎn)生漏電時(shí)，由于漏電回路依然是經(jīng)由PEN線流回變壓器，因此漏電檢測(cè)電路中的電流矢量之和依然為零，致使漏電保護(hù)器拒不動(dòng)作，起不到保護(hù)作用。圖3TN-C配電系統(tǒng)在描述漏電保護(hù)器時(shí)，通常會(huì)使用到下列基本術(shù)語：額定動(dòng)作電流Idn：當(dāng)漏電流達(dá)到此值時(shí)，漏電保護(hù)器肯定會(huì)動(dòng)作。額定不動(dòng)作電流：當(dāng)漏電流低于此值（通常為Idn/2）時(shí)，漏電保護(hù)器肯定不會(huì)動(dòng)作。當(dāng)漏電流介于，Idn/2和Idn之間時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)動(dòng)作。最大分?jǐn)鄷r(shí)間：從漏電流施加到保護(hù)器動(dòng)作完畢、各電極上飛弧消失所經(jīng)歷的時(shí)間。最小不動(dòng)作時(shí)間：指漏電流大于，。而漏電保護(hù)器尚未開始動(dòng)作前的一段時(shí)間。按照國(guó)家電氣安全規(guī)

4、定，對(duì)于終端電器的額定漏電動(dòng)作電流一般規(guī)定為10mA、15mA和30mA，且為瞬時(shí)動(dòng)作型。在不同的用電場(chǎng)所可根據(jù)相應(yīng)靈敏度要求設(shè)置動(dòng)作電流等級(jí)。目前國(guó)內(nèi)外按照實(shí)際人體測(cè)試研究表明，30mA為觸電安全的臨界上限，高于此值的電流通過人體會(huì)造成生命危險(xiǎn)。對(duì)于UPS之類的系統(tǒng)不宜采用普通漏電保護(hù)器（30mA），這是因?yàn)橥ǔPS具有較大的對(duì)地漏電流。首先UPS的后級(jí)負(fù)載均不同程度的存在對(duì)地漏電，此外為使UPS達(dá)到相應(yīng)的：EM（:標(biāo)準(zhǔn)要求，UPS在機(jī)內(nèi)安裝了大量的諧波濾波器、射頻濾波器以及瞬態(tài)過電壓抑制器等，這些都會(huì)造成對(duì)地泄漏電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過30mA。依據(jù)EN.50091l一1第1.8.12章規(guī)定，UPS

5、產(chǎn)品的允許輸入最大漏電流可達(dá)5%的UPS額定負(fù)載電流。因此在選擇漏電保護(hù)器時(shí)須提高動(dòng)作電流水平，以防止其經(jīng)常性地誤動(dòng)作。按照電力部門的規(guī)定，UPS的漏電保護(hù)應(yīng)歸類于一級(jí)總保護(hù)，其輸入端的漏電保護(hù)器額定動(dòng)作電流須500mA，且為延時(shí)動(dòng)作型，延時(shí)時(shí)間300rns以上。當(dāng)一個(gè)配電系統(tǒng)中存在多個(gè)漏電保護(hù)器時(shí)，應(yīng)滿足分級(jí)動(dòng)作的選擇性。上一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)至少為下一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流的3倍，并且上一級(jí)漏電保護(hù)器的最小不動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于下一級(jí)保護(hù)器的最大分?jǐn)鄷r(shí)間。否則會(huì)發(fā)生上下級(jí)動(dòng)作匹配問題而造成大面積停電事故。下面根據(jù)UPS的不同配置，例如輸入是單路或雙路供電、單機(jī)或并機(jī)，以及是

6、否帶輸入或輸出隔離變壓器等，分別對(duì)其漏電保護(hù)器的安裝位置進(jìn)行介紹：對(duì)于無變壓器結(jié)構(gòu)的UPS（俗稱高頻機(jī)），例如克勞瑞德70NET系列，UPS具有獨(dú)立的旁路輸入接線，但是輸入漏電保護(hù)器應(yīng)為整流器和旁路輸入共用，如圖4所示。錯(cuò)晨圖4尢變壓IPS的漏業(yè)保護(hù)器的安裝這是由于在此類無變壓器的uPS中，整流器和旁路的輸入零線是公用的，零線在uPS前級(jí)和機(jī)內(nèi)直通，零線電流在uPS機(jī)內(nèi)被一分為二，分別流經(jīng)整流器和旁路。如果分別在整流器和旁路輸入端安裝漏電保護(hù)器，則這兩個(gè)保護(hù)器都會(huì)因?yàn)殡娏魇噶恐统薅l(fā)生跳閘。正確的安裝位置是在整流器和旁路的總輸入端。對(duì)于帶輸出變壓器的UPS單機(jī)，則可分別在整流器輸入和旁路輸

7、入端安裝漏電保護(hù)器。例如克勞瑞德90NET系列UPS，此類UPS的整流器為三相可控硅橋式整流電路，無需輸入零線，整流器輸入相線與旁路零線通過逆變器輸出變壓器隔離，因此無需擔(dān)心零線電流的分流。漏電保護(hù)器安裝如圖5所示。負(fù)載圖5帶逆變器輸出變壓器UPS的漏電棵護(hù)器的安裝對(duì)于無變壓器的UPS并機(jī)系統(tǒng)，各臺(tái)UPS輸入端均不應(yīng)單獨(dú)安裝漏電保護(hù)器。這是因?yàn)樵诓C(jī)系統(tǒng)中各UPS會(huì)對(duì)相線和零線電流進(jìn)行均分。一旦某臺(tái)UPS故障脫機(jī)，由于該故障UPS的零線依然連接與正常市電UPS的零線連在一起，這樣就會(huì)造成零線電流被兩臺(tái)UPS均分，導(dǎo)致兩個(gè)漏電保護(hù)器都跳閘。正確的安裝位置應(yīng)是在整個(gè)并機(jī)系統(tǒng)的輸入分流點(diǎn)之前，如圖6

8、所示。圖右UPS機(jī)系蜿漏電保護(hù)器的安裝對(duì)于帶逆變器輸出變壓器的uPS,由于輸出變壓器的零線實(shí)際上是與旁路輸入的市電零線直接短接，因此零線并未真正隔離。一旦某臺(tái)UPS因故障脫機(jī)時(shí)，該機(jī)的零線依然分流導(dǎo)通，故而此種ups并機(jī)系統(tǒng)的漏電保護(hù)器安裝位置應(yīng)與圖6方式相同。有些UPS由于采用了輸入A/Y隔離變壓器，因而無需市電零線；另外如POWERWARE公司的9315系列UPS輸出端采用雙繞組變壓器，旁路輸出與逆變器輸出均與市電隔離，負(fù)載零線由輸出變壓器產(chǎn)生，UPS輸人為三相三線（無零線）。此時(shí)UPS輸入端可安裝三極漏電保護(hù)器，負(fù)載如圖7所示。bfY崩變壓黠;市電一4?、一；三極漏電保護(hù)器圖7帶輸入隔離變壓器的IJPS這些帶零線隔離功能的UPS在并聯(lián)時(shí)，每臺(tái)UPS的輸入端均可加裝自己的漏電保護(hù)器，如圖8所示。3隔離畫用科三換詞電僅滬斟；市電常態(tài)旁路|_三圖&帶零犠隔I離功能的UPS并機(jī)宗統(tǒng)對(duì)于UPS輸出后級(jí)負(fù)載，由于