電梯漏電保護(hù)的分析

劉 影

（河南省特種設(shè)備安全檢測(cè)研究院洛陽(yáng)分院，河南 洛陽(yáng) 471000）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，大規(guī)模的房地產(chǎn)建設(shè)給電梯行業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)。同時(shí)，電梯又是一種比較復(fù)雜而且對(duì)安全性能要求特別高的機(jī)電系統(tǒng)。為此，我國(guó)也制定了相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，其中就對(duì)電氣安全提出了許多要求。但是，電梯的電力系統(tǒng)在采用漏電保護(hù)裝置后，有很多與傳統(tǒng)接地保護(hù)不一樣的值得注意的問題。這些問題如果處理不當(dāng)，不僅不能起到漏電保護(hù)的作用，還可能使設(shè)備不能正常運(yùn)行，本文對(duì)漏電保護(hù)的有關(guān)問題進(jìn)行分析，以供電梯同行參考。

1 電梯漏電保護(hù)的重要意義

觸電是機(jī)電系統(tǒng)中一種基本的危險(xiǎn)，傳統(tǒng)上防止觸電的措施就是采用各種接地保護(hù)技術(shù)，接地保護(hù)是一種被動(dòng)的保護(hù)措施，它只能防止間接觸電，而對(duì)直接觸電并無保護(hù)作用，而且沒有從根本上切斷電源。當(dāng)接地保護(hù)由于某種原因失效時(shí)，人觸電的機(jī)會(huì)將大大增加。漏電保護(hù)則不同，它是防止觸電的一種主動(dòng)方法，它不僅能有效地防止間接觸電，而且在發(fā)生單相直接觸電的情況下也能非常有效地保證人體的安全。電梯外部有大量的金屬導(dǎo)體，當(dāng)這些金屬外殼意外帶電時(shí)，人體很容易接觸到這些外殼而導(dǎo)致觸電，因此在電梯中必須安裝漏電保護(hù)設(shè)施[1]。

2 電梯設(shè)備中漏流電的原因

在高電壓的作用下流過電器絕緣體的電流，稱為泄漏電流。電梯屬于在強(qiáng)、弱電壓狀態(tài)下同時(shí)工作的機(jī)電一體化設(shè)備，泄漏電流也會(huì)必然存在。

2.1 容性電流的影響

造成容性電流的因素有：電源的布線及長(zhǎng)度，設(shè)備中的電力電容，電線、電動(dòng)機(jī)的絕緣狀況等。電容是兩塊導(dǎo)體中間夾著一塊絕緣體構(gòu)成的電子元件，因而導(dǎo)線與地之間，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與屏蔽層之間以及電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)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(shí)，儲(chǔ)藏電能并要消耗一定形式的能，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(xiàn)象就較為明顯。

2.2 電源中載波頻率的大小

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(shù)設(shè)置不當(dāng)而產(chǎn)生的漏電流較大時(shí)，可降低所設(shè)定的載波頻率。這說明載波頻率的大小與電動(dòng)機(jī)漏電流有關(guān)。在同等狀況下，載波頻率越大，電動(dòng)機(jī)漏電流也越大；載波頻率設(shè)定的越小，電動(dòng)機(jī)漏電流也相對(duì)越小。電梯常用變頻器的載波頻率調(diào)整范圍為0.4～15kHz之間，一般設(shè)在6～10kHz即可。

2.3 各種開關(guān)本身、半導(dǎo)體、變壓器、絕緣體介質(zhì)等都是相對(duì)條件下的絕緣，在一定程度上存在著泄漏電流。并且，這種漏電流隨著時(shí)間的推移、介質(zhì)性能的變更、絕緣的老化等，有可能進(jìn)一步擴(kuò)大化，情況嚴(yán)重時(shí)甚至造成接地、短路、電擊等故障。

3 漏電保護(hù)器的原理及在電梯中的應(yīng)用

3.1 漏電保護(hù)器的工作原理

根據(jù)基爾霍夫電流可知：任一時(shí)刻，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流恒等于流出此節(jié)點(diǎn)的電流。即任一時(shí)刻，流入(出)某節(jié)點(diǎn)的電流矢量和為零。漏電保護(hù)器的工作原理是：感應(yīng)一次側(cè)的瞬時(shí)電流的矢量和是否為零，當(dāng)被保護(hù)的電路出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，負(fù)載側(cè)有對(duì)地泄載電流，即漏電保護(hù)器的矢量和不為零。漏電保護(hù)器的二次繞組中便產(chǎn)生互感電壓，該信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算控制器運(yùn)算后，當(dāng)泄漏電流達(dá)到整定動(dòng)作值時(shí)，驅(qū)動(dòng)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(dá)到漏電保護(hù)器的作用。

3.2 漏電保護(hù)器在電梯中的應(yīng)用

漏電保護(hù)器的類型按其工作原理可分為電壓動(dòng)作型，電流動(dòng)作型，電壓電流動(dòng)作型，交流脈沖型，直流動(dòng)作型等等[2]。由于電流動(dòng)作型的檢測(cè)特性好，既可作全系統(tǒng)的總保護(hù)也可作干線、支線的分級(jí)保護(hù)，所以是目前應(yīng)用較為普遍的一種，本文僅討論電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器。

電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器主要由零序電流互感器、脫扣機(jī)構(gòu)及主開關(guān)組成。零序電流互感器是一個(gè)檢測(cè)元件，可以安裝在變壓器中性點(diǎn)與接地極之間，構(gòu)成全網(wǎng)總保護(hù)，也可安裝在干線或分支線上，構(gòu)成干線或分支線保護(hù)。

按照國(guó)家對(duì)電梯接地系統(tǒng)的規(guī)定，在申梯中，只能采取TN-C-S或者丁N-S系統(tǒng)，即保護(hù)線不再用作中性線，敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意將相線和中性線穿過漏電保護(hù)裝置的零序電流互感器，但不可將保護(hù)線穿在零序電流互感器中。

各相工作電流在零序電流互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通量之和也等于零。

此時(shí)，零序電流互感器的二次線圈沒有感應(yīng)電壓輸出，漏電保護(hù)器不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，或者當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生絕緣損壞或其他接地漏電故障時(shí)，相電流和零線電流的相量和不等于零。這時(shí)，在零序電流互感器的二次線圈卜感應(yīng)電壓加在漏電保護(hù)器的脫扣線圈卜，產(chǎn)生感應(yīng)電流流過線圈，當(dāng)故障電流達(dá)到漏電保護(hù)器的動(dòng)作整定值時(shí)，推動(dòng)脫扣器動(dòng)作使牢開關(guān)迅速切斷電源，另外，在電梯中還有一個(gè)220V的電路，該電路一般用于照明、控制等該電路其實(shí)就是由一條相線、中性線以及保護(hù)線組成，在該電路中的漏電保護(hù)開關(guān)。該電路中漏電保護(hù)的原理與電梯主電路的原理相似。

4 漏電保護(hù)器的選用

漏電保護(hù)器的主要參數(shù)是漏電電流，即漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流。對(duì)此，可以根據(jù)人體流過不同大小的交流電流的反應(yīng)而確定，因此，漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流不應(yīng)該大于20mA，一般應(yīng)該選用15～20mA。而在具體應(yīng)用中，目前廣泛采用了將漏電保護(hù)裝置與電源開關(guān)(自動(dòng)空氣斷路器)組裝在一起的漏電斷路器，這種新型的電源開關(guān)具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、漏電保護(hù)和欠壓保護(hù)的效能，安裝時(shí)簡(jiǎn)化了線路，縮小了電箱的體積和便于管理使用時(shí)應(yīng)注意，因?yàn)槁╇姅嗦菲骶哂卸嘀胤雷o(hù)性能，當(dāng)發(fā)生跳閘時(shí)，應(yīng)具體分清故障原因：當(dāng)漏電斷路器因短路分?jǐn)鄷r(shí)，須開蓋檢查觸頭是否有燒損嚴(yán)重或凹坑；當(dāng)因線路過載跳閘時(shí)，不能方即重新閉合由于斷路器裝有熱繼電器作為過載保護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)大于額定電流時(shí)，雙金屬片彎曲使觸頭分開，必須待雙金屬片自然冷卻恢復(fù)原狀后，方可使觸頭重新閉合。當(dāng)因漏電故障造成的跳閘時(shí)，必須查明原因排除故障后，方可重新合閘，嚴(yán)禁強(qiáng)行合閘。

5 漏電保護(hù)器使用過程中的問題解決

有不少朋友反映使用后可能出現(xiàn)的問題：電梯用戶在電源端加設(shè)了漏電保護(hù)裝置，電梯一起動(dòng)，就跳閘，致使電梯不能投入運(yùn)行。對(duì)于此種情況應(yīng)該做以下措施：1）確定此漏電保護(hù)裝置是屬于電梯專用的漏電保護(hù)裝置，如果不是應(yīng)更換為電梯專用漏電保護(hù)裝置。2）確定漏電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，最好選擇動(dòng)作電流可調(diào)整的漏電保護(hù)裝置，一般最大動(dòng)作電流值不宜大于300mA，且動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在0.1s以內(nèi)。3）利用漏電專用測(cè)試儀測(cè)試電梯的漏電流是否過大[3]，如果過大應(yīng)檢查其原因，并進(jìn)行整改或更換；如果漏電流在容許范圍內(nèi)，則檢查所加設(shè)的漏電保護(hù)裝置本身是否有問題。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然國(guó)家目前并沒有強(qiáng)制要求在電梯系統(tǒng)中加裝漏電保護(hù)器，但從電梯的實(shí)際應(yīng)用的安全性考慮，增加漏電保護(hù)是非常必要的，而且根據(jù)上面的闡述，這種做法也是可行的。只要根據(jù)實(shí)際情況，合理的選擇和設(shè)置漏電保護(hù)器，就能切實(shí)提高電梯的電氣安全性能。