一种UPS漏电保护探讨

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。

　　我们对上述电路接通正弦电源时，漏电流的过渡过程进行了上百次测试，测试时利用霍尔电流传感器测量漏电流，测试电压与漏电流的转换比例为100mA／lV。典型测试图见图3～图6。

　　由图3测量到，漏电流最高峰值为106mA，漏电流衰减时间为几百μS。

　　由图4测量到。漏电流最高峰值为298mA，漏电流衰减时间为几百μS，漏电流第一个振荡脉宽为4μS。

　　由图5测量到，漏电流最高峰值为152mA，漏电流衰减时间为几百μS。

　　由图6测量到，漏电流最高峰值为408mA，漏电流衰减时间为几百μS。

　　从上述测试中可以看到．由于电路接通时正弦电源电压的仞相角Ψ为随机量，大部分并不等于电路交流阻抗的相位角φ，所以电路中产生的过电流峰值大小不是崮定值，但是一般都超过30mA；由于电路中存在电阻，致使电路中产生的过电流峰值衰减很陕，一般漏电流衰减时间为几百μS。

　　3）上述电路切断正弦电源与接通正弦电源相比较可能具有更大的危害性，即当在电路中的电感电流最大时刻切断正弦电源，电感中的能量将会转移到电容器中，从而导致电容器的电压升高。这不仅会引起电容电流的增大，而且会影响电容器的安全运行和降低火线对地线的绝缘性能。因此，对这种工作状态也应当给予相应的关注。

　　3.2.2.2漏电保护

　　电流对人体的伤害程度与通过人体电流的大小、持续时间、电流通过人体的途径、电流的种类和人体的状况等多种因素有关。

　　工频电流对人体的作用见表l。一般取工频电流对人体的作用安全值为30mA·s。而高频电流对人体的伤害程度比工频电流要小。

　　漏电保护器的动作电流分为很多种，从30 mA到20A不等。

　　漏电保护器的动作时间有两种，一种为定时动作，一般小于0.ls。定时漏电保护器的框图见图7。其中，检测电路分为漏电流检测和漏电压检测，比较电路为检测信号与给定信号相比较的电路，输出电路为漏电保护器控制断路器分断的电路。

　　另一种为具有反时限电路的漏电保护器，其框图见图8。反时限电路足动作时间和动作电流类似电容器对电阻放电的指数曲线的电路，即动作电流越大，动作时间越快；动作电流越小，动作时间越慢。

　　为防止人身触电，漏电保护器的动作时间和动作电流选择原则是，动作时间和动作电流的乘积为30mA·s。

　　定时和反时限漏电保护器的特性见图9。其中ABC直线为O.ls定时漏电保护器的特性，B点动作时间和动作电流的乘积为30mA·s，正好符合要求。而A 点动作时间和动作电流的乘积为3mA·s．余量过大。C点动作时间和动作电流的乘积为300mA·s，很不安全。可见选择定时漏电保护器不太合理。DBE 曲线为反时限漏电保护器的特性，全部曲线卜的点都接近30mA·s，可见选择反时限漏电保护器比较合理。

　　3.3解决措施

　　通过上述UPS的漏电分析，为了解决可能出现的这类漏电保护误动，可以考虑下述措施。

　　3.3.1提高泄漏电阻

　　从式（2）中可以看出．提高电容器的泄漏电阻可以降低电容器的泄漏电流。这可以从选择电容器本身和加强电容外部的绝缘两方面入手。

　　3.3.2设置旁路开关

　　设置旁路开关与漏电保护器并联。在启动UPS的过渡过程中，旁路开关闭合漏电保护器，以避开启动UPS时电路中产生的过电流引起漏电保护误动作。在启动UPS完成后，打开旁路开关，使漏电保护器起到正常漏电保护的作用。

　　3.3.3设置阻尼限流

设置阻尼限流电阻与开关并联环节。在启动UPS的过渡过程中，断开并联开关，串入阻尼限流电阻，以降低启动UPS时电路中产生的过电流，从而避免漏电保护误动作。在启动UPS完成后，闭合与阻尼限流电阻并联的开关，使电路转入正常运