矿用变频器漏电检测系统分析

变频器漏电原因及解决方法变频器是一种用于调节电动机运行速度和输出功率的装置，广泛应用于工业控制系统中。

然而，变频器在使用过程中可能会出现漏电问题，需要及时解决以确保设备和人员的安全。

本文将对变频器漏电的原因进行分析，并提出相应的解决方法。

一、变频器漏电的原因1.设备老化：变频器作为一种电子设备，长时间使用后容易出现老化现象，导致绝缘变差，从而引起漏电。

设备老化可能是因为长时间没有得到维护保养，也可能是因为厂家生产质量不过关。

2.电源问题：变频器供电不稳定、电源线接触不良等问题可能导致漏电。

电源问题包括电压波动、电流过大、线路接触不良等因素。

3.电机问题：电机的绝缘变差、接线错误、接地不良等情况都可能引起变频器漏电。

电机的故障可能是因为使用时间过长、工作环境恶劣等因素造成的。

4.外界环境干扰：变频器在使用过程中可能受到其他设备的电磁辐射、过电压等外界干扰，导致漏电问题。

5.操作不当：误操作变频器的人员可能导致变频器发生故障，引起漏电。

二、变频器漏电的解决方法1.定期维护保养：定期对变频器进行维护保养，包括清洁设备、检查接线是否松动、检查绝缘是否良好等。

及时发现并解决设备老化问题，减少漏电的概率。

2.检查电源问题：定期检查变频器供电情况，确保电源稳定，避免波动和过电流。

检查电源线的接触是否良好，如果发现问题应及时更换电源线。

3.检查电机问题：定期检查电机的绝缘状态，并及时更换变差的绝缘件。

确保电机的接线正确，接触良好。

加强电机的接地，确保接地良好。

4.增加外部屏蔽：对受到干扰的变频器，可以增加外部屏蔽措施。

例如，对变频器进行屏蔽、使用电磁屏蔽罩等，减少外界干扰，提高设备的稳定性和安全性。

5.培训操作人员：定期培训操作人员，教授正确的变频器使用方法和操作流程。

提醒操作人员不要随意调整变频器参数，避免误操作引起故障。

总结：变频器漏电问题可能有多种原因，如设备老化、电源问题、电机问题、外界环境干扰和操作不当。

煤矿采煤机变频器安全预警系统设计随着煤矿采煤技术的不断发展，采煤机在煤矿生产中扮演着非常重要的角色。

采煤机的运行状态对煤矿的生产安全和效率有着直接的影响。

采煤机在使用过程中也存在着一定的安全隐患，其中变频器作为采煤机的主要驱动设备之一，其安全性尤为重要。

为了提高煤矿采煤机变频器的安全性，设计一套可靠的安全预警系统是非常必要的。

二、煤矿采煤机变频器存在的安全隐患虽然变频器在采煤机中发挥着重要作用，但其在使用过程中仍然存在着一些安全隐患。

主要表现为以下几个方面：1. 过载和短路问题：由于采煤机在工作过程中会受到突发负载冲击和短路等问题，使得变频器工作过载，从而导致设备过热或损坏。

2. 温度异常：变频器在长期工作过程中可能出现温度异常问题，增加了设备故障的风险。

3. 电压不稳定：煤矿采煤机所处的工作环境复杂，电力供应不稳定，可能对变频器稳定工作造成影响。

4. 涉水或高温作业：采煤机常常需要在潮湿或高温的环境下工作，导致变频器受潮或过热，从而影响设备的正常工作。

以上这些安全隐患都有可能对采煤机的安全性造成威胁，因此需要设计一套可靠的安全预警系统来对这些隐患进行监控和预警。

三、煤矿采煤机变频器安全预警系统的设计思路针对煤矿采煤机变频器存在的安全隐患，需要设计一套安全预警系统来进行监控和预警。

其设计思路主要包括以下几个方面：1. 数据采集：通过安装传感器对变频器的工作状态进行实时监测和数据采集，主要监测变频器的温度、电压、电流、转速等重要参数。

2. 数据传输：将传感器采集到的数据通过无线通信技术传输到监控系统中，实现与监控系统的数据交互。

3. 数据分析：监控系统对采集到的数据进行实时分析与处理，通过建立变频器的工作模型，判断设备是否出现异常情况。

4. 预警通知：当监控系统判断采煤机变频器出现异常情况时，立即发出预警通知并进行报警处理，可以通过声光报警、远程监控、手机短信等方式进行预警通知。

通过以上设计思路，可以实现对采煤机变频器的实时监控和预警处理，提高采煤机的安全性和可靠性。

煤矿井下漏电或对地短路等情况时常发生,目前常用的漏电检测主要采用附加直流电源检测方法,该方法采用模拟电路设计,经过电压采样、滤波等一系列电路处理后,通过比较器电路比较,驱动后级执行电路动作进行漏电保护。

然而变频器是一种高频、高脉冲的电气设备,很容易对检测回路造成电磁干扰,干扰采样电压,从而引起误动作保护,且执行电路的保护没有选择性,往往直接停机保护,严重时引起变频器频繁断电甚至造成设备损坏,影响安全生产与工作效率[1]。

本文采用零序电流互感器检测方式,并利用DS P对采样信号进行智能处理,解决了由于电磁干扰引起误动作保护的故障,提高了检测的准确性和保护动作的可靠性和及时性。

1 变频器漏电流保护误动作原因分析由于变频器输入端和输出端的电流都含有高频成分,采用变频器驱动时由高频成分所造成的漏电电流要大于电网电源供电时的漏电电流。

在某些情况下,即使变频器电线和电机的绝缘都没有问题,仍然有可能出现由于高频成分的漏电而造成的误动作[2]。

以下简单分析造成变频器漏电流保护误动作的几种情况。

(1)分布电容。

分布电容主要是指线路(包括半导体器件)对地的分布电容,如图1所示。

由于普通电机的绕组和机壳之间存在着较大的分布电容,在电网直接供电的情况下,电源线上只有50Hz的工频电压,由于频率很低,通过分布电容的漏电流很小。

但是当使用变频器驱动电机时,由于变频器输出的是几KHz的高频脉宽调制的电压波形,输出电压是在0V 到直流母线电压之间快速跳变的脉动电压,除基波外还存在着大量的谐波。

这些谐波通过分布电容产生对地漏电流,其幅值会增大百倍以上,超过正常的漏电保护限值,从而造成漏电保护的频繁误动作。

(2)EMI滤波器。

在变频器的应用中,通常使用E M I 滤波器用于防止电源污染。

其中滤波器Y 电容C y 是用于滤除高频共模电流,以降低传导E M I 。

当电网电压正常时,以基波电压为主,频率为50H z ,C y 电容容值很小,其流过的漏电流也很小。

矿用中压变频器的检测与故障分析处理矿用中压变频器广泛应用于矿山中的各种工业设备，如输送机、破碎机、风机等。

它能够根据负载需求，实现电机的无级调速，并且具有能耗低、运行平稳等特点。

然而，在使用过程中，由于一些原因，矿用中压变频器可能会出现各种故障，影响矿山设备的正常运行。

因此，对于矿用中压变频器的检测与故障分析处理非常重要。

首先，对于矿用中压变频器的检测，主要包括以下几个方面：1.设备的外观检查：检查变频器整体外观是否完整，是否有摩擦痕迹等，以了解是否发生过外力损坏或过载等情况。

2.参数设定检查：通过检查设备是否按照技术规范进行参数设定，如电压、电流、频率等参数，以确保设备的正确运行。

3.线路连接检查：检查设备的各个连接线路是否接触良好，是否有松动现象，以避免接触不良或短路等故障。

4.电磁兼容性检查：通过检查设备周围的电磁环境是否符合要求，以避免电磁干扰对设备正常工作的影响。

而对于矿用中压变频器的故障分析处理，主要包括以下几个方面：1.故障现象的分析：通过观察和记录故障现象，以确定故障的类型和发生的条件，为后续故障处理提供有力的依据。

2.系统状态的检查：通过检查其他相关设备的运行状态，以判断是单个设备故障还是系统整体问题。

3.参数异常的分析：通过检查设备的参数是否异常，如电压、电流、频率等参数，以确定故障出现的原因是否与参数设定有关。

4.确定故障原因：通过分析故障现象和相关参数，确定故障根源，例如是电源故障、元器件故障还是设备程序问题。

5.故障处理：根据故障原因，采取相应的措施进行处理，例如更换故障的元器件、修复电源问题、重新设定参数等。

总结起来，在矿用中压变频器的检测与故障分析处理过程中，需要仔细观察和分析故障现象，同时要关注参数的设定和系统的整体状况。

只有全面深入地进行检测与故障分析处理，才能确保矿山设备的正常运行。

2021.14科学技术创新3.3kV 矿用组合高压防爆变频器设计探究吴世均（上海伟肯实业有限公司，上海201806）煤矿采掘面驱动刮板机、转载机和破碎机的设备，都要求无极调速、低频大转矩特性，传统的液力偶合器调速系统根本无法满足工况要求。

采掘面3.3KV 供电系统早已得到应用,3.3KV 防爆高压变频器应运而生。

本文以模块化思路实现高压防爆变频器设计，规避共整流方式的缺点，满足变频器故障不停运，快速维修的要求，为煤矿可靠地实现智能化生产做出一定贡献。

1项目概况本项目设计3.3kV 组合防爆高压变频器，包括两组合、三组合两个大的类型，每一个类型包括1250kW 和2000KW 两个功率段的变频器，由于涉及到多种变频器，而同功率的两组合和三组合变频器，物料类型相同，所以变频器主回路采用多个单独主回路拓扑结构，并且对主回路进行划分，形成了5个功能模块。

控制回路也进行划分，形成内控和外控两大模块。

相同功率的变频器，就可以直接使用这些功能模块，既减少了设计工作量，又利于提高生产和售后服务效率。

2整机设计矿用组合高压防爆变频器主回路采用交直交电压型拓扑，整流拓扑结构采用串联12脉动整流或者6脉动三相桥式整流、直流采用模块式薄膜电容、逆变采用一字型三电平拓扑。

如图1所示的12脉动的3.3KV 单台高压防爆变频器主回路拓扑图。

在三组合变频器中，含有三台相同的变频器，三台变频器的主回路完全相互隔离，其中任何一台变频器出现故障，可以直接断掉电源，启动备用变频器，或者剩下的变频器投入运行，不影响煤矿的生产。

可将图1的主回路划分为5个模块：（1）功率输入单元：包括高压继电器、预充电电阻、主真空接触器KM1和KM2。

（2）模组Z+U ：包括整流部分、均压电阻和逆变U 相。

（3）模组V+W ：包括逆变V 相和逆变W 相。

（4）储能单元，包括C1-C6的薄膜电容。

（5）功率输出单元，也就是输出电抗器，如图2所示。

在整机布局中，可以将组合变频器的所有功率输入单元统一放入外控腔，将剩下部分放置在变频腔中，这样组合变频器就由一个外控腔和多个变频腔构成。

关于变频器应用中漏电保护开关跳闸问题分析报告一，漏电保护开关的工作原理下图所示，漏电保护开关检测的是输入共模电流，也就是所说的对地漏电流，检测漏电流的电流互感器是同时穿过了R/S/T三根火线和零线，在没有漏电流的情况下，不论接三相负载还是接单相负载，R/S/T和N线这4根线中流过的电流之和总是为零。

当负载侧有对地短路现象或者对地有较大的电容时，输出侧的电流就会通过大地返回电网，此时流过电流互感器的电流之和不为零，这个电流就称之为漏电流。

当检测到的电流大到一定程度就会触发保护开关脱扣。

二，对地漏电流的产生原因和电流通路分析1，变频器应用中为什么会产生较大的漏电流普通电机的绕组和机壳之间存在着较大的分布电容，在电网供电的情况下，电源线上只有50Hz的工频电压，由于频率很低，通过分布电容的漏电流很小。

但在用变频器驱动电机时，由于变频器输出的是几kHz的高频脉宽调制的电压波形，输出电压是在0V到530V之间快速跳变的脉动电压，对于同样的电机同样的分布电容，漏电流会增大百倍以上，这是由变频器的工作原理决定的。

上图是实测的是输出零频时变频器输入端的漏电流波形，可以看出，主要成分是5kHz的开关频率。

说明漏电流的主要是由于变频器输出的PWM波。

2，输入端安规电容的作用输入端安规电容的作用主要是减小变频器内部对外部电网的干扰影响，由于变频器中安规电容取值很小（2200P），对于工频的阻抗很大（1.4M），对漏电流的贡献很小（每相约0.15mA ,且三相平衡时基波漏电流之和为零）。

但如果电网中的电压谐波很高时，电网灌入变频器的漏电流就会明显加大，且三相不会抵消，漏电流的值与电压谐波的频率成正比，与谐波电压的幅值成正比。

3，电机机壳接地的位置为了减小输入的漏电流，可以调整电机机壳的接地位置：将电机机壳的接地线接至变频器上的ＰＥ端子，如下图所示，按照这种接法，变频器内部的安规电容提供了负载侧漏电流的一个循环通路，可以减小电网侧的漏电流。