電梯的漏電保護分析

鐘立定

湖南省特種設備檢驗檢測研究院婁底分院 湖南婁底 417000

1 電梯設備中的漏電流造成的原因

1.1 容性電流的影響原因

造成容性電流的因素有：電源的布線及長度，設備中的電力電容，電線、電動機的絕緣狀況等。電容是兩塊導體中間夾著一塊絕緣體構成的電子元件，因而導線與地之間，導線與導線之間，導線與屏蔽層之間以及電動機定子、轉子的繞組與外殼之間等均可形成各種各樣的電容，這些電容形成帶電體系時，儲藏電能并要消耗一定形式的能量，電容器在充電過程中通過電源做功。因此，在電梯每次通電瞬間，這種漏電流現象就較為明顯[1]。

1.2 電源中載波頻率大小的原因

載波頻率越高，布線電容的容抗越小，由高頻脈沖引起的漏電流越大。安川變頻器說明書明確指出：由于變頻器載波頻率參數設置不當而產生的漏電流較大時，可降低所設定的載波頻率。這說明載波頻率的大小與電動機漏電流有關。在同等狀況下，載波頻率越大，電動機漏電流也越大；載波頻率設定的越小，電動機漏電流也相對越小。電梯常用變頻器的載波頻率調整范圍為0．4 ～15kHz之間，一般設在6～10kHz 即可。同時，載波頻率調整的數值越大，雖然在一定程度上降低了電動機的電磁噪聲，但這也相對縮短了逆變原件IGBT 的壽命。電動機通過地產生的高頻漏電流，一部分會通過定子繞組和轉子間的分布電容，經過軸承再到機殼，然后到地。后者即為軸電流，會引起電動機軸承的“電蝕”，從而影響軸承的壽命。

2 漏電保護裝置的工作原理及使用

漏電電流在超過一定數值后，不但會引起設備非正常工作，出現發熱、跳閘、電磁干擾等故障，同時也容易造成意外傷人事故。因此，不少電梯生產廠家提出：在電梯的電源輸入端加設漏電保護裝置，也稱漏電斷路器。

根據基爾霍夫電流可知：任一時刻，流入任一節點的電流恒等于流出此節點的電流。即任一時刻，流入（出）某節點的電流矢量和為零。漏電保護器的工作原理是：感應一次側的瞬時電流的矢量和是否為零，當被保護的電路出現絕緣故障時，負載側有對地泄載電流，即漏電保護器的矢量和不為零。漏電保護器的二次繞組中便產生互感電壓，該信號經過運算控制器運算后，當泄漏電流達到整定動作值時，驅動晶閘管，接通電磁脫扣器電源，電磁脫扣器吸合，使斷路器跳閘，從而達到漏電保護器的作用[2]。這要求采用被保護的主電路所有相線及零線都穿過漏電保護器的鐵芯，組成漏電保護器的檢測部分。但是這種漏電保護裝置對于同時接觸兩相的觸電或短路，起不到保護作用（如圖1 所示）。

圖1 中的漏電保護裝置適用于交流50Hz(60Hz)，額定電壓為單相220V、三相220V/380V 及以下，額定電流至50A 線路中。當有人觸電或電路泄漏電流超過規定值時，漏電斷路器能在0．1S內自動切斷電源，保障人身安全和防止設備因發生泄漏電流造成事故。關于漏電保護開關動作電流整定的選擇，目前在電梯的一些制造規范中還沒有找到。為保證漏電保護開關動作靈敏可靠，其整定值必須大于泄漏電流，即不動作電流。

3 漏電流的防護和解決對策

（1）使用專用的變頻器漏電斷路器。（2）使用高絕緣強度用電導線及設備。（3）降低載波頻率。（4）采用輸出電抗器。（5）讓用電設備外殼接地良好。（6）變頻器的輸入、輸出側選配適當的濾波器。（7）動力導線長度盡量不宜過長。

4 漏電保護器使用過程中的問題解決

有很多從業人員反映，使用后可能出現的問題為：電梯用戶在電源端加設了漏電保護裝置，電梯一起動就跳閘，致使電梯不能投入運行。對于此種情況應該做以下措施：（1）確定此漏電保護裝置是屬于電梯專用的漏電保護裝置，如果不是應更換為電梯專用漏電保護裝置。（2）確定漏電保護裝置的動作電流，最好選擇動作電流可調整的漏電保護裝置，一般最大動作電流值不宜大于300mA，且動作時間應在0．1s 以內。（3）利用漏電專用測試儀測試電梯的漏電流是否過大，如果過大應檢查其原因，并進行整改或更換；如果漏電流在容許范圍內，則檢查所加設的漏電保護裝置本身是否有問題[3]。

5 結語

綜上所述，盡管我國目前不要求在電梯系統中安裝漏電保護裝置，但從電梯實際應用的安全性的角度來看，非常有必要增加漏電保護，并且根據上述說明，這種方法也是可行的。只要根據實際情況合理選擇和安裝漏電保護器，就能有效提高電梯的安全性能。