在任何电气安装中,都有一定的电流通过保护地导体流向大地。该电流通常称为泄漏电流。漏电流最常见的形式是流过导体周围的绝缘层,以及家庭或办公室周围的保护电子设备滤波器。那么会有什么问题呢?在具有 漏电保护器保护的电路中,漏电流会造成不必要、间歇性跳闸。极端情况下,会造成可触及导体部件的电压增大。
泄漏电源的原因
绝缘既有电阻也有电容——通过这两种元件传导电流。鉴于绝缘表现为高阻,泄漏的电流实际上非常小。但是,如果绝缘老化或损坏,电阻较低,就可能流通很大的电流。此外,较长导体的电容较大,会造成更大的泄漏电流。所以 漏电保护器制造商建议将单向馈线的长度限制为最长76.2 m。
同时,用于电压浪涌和其他故障保护的电气设备也会增加泄漏电流,如滤波器。这些滤波器通常在输入上具有电容,这进一步加大了布线系统的总电容,以及总泄漏电流。
最大程度降低漏电流
那么,如果消除或最小化漏电流呢?量化泄漏电流,然后识别故障源。一种方法是利用漏电流钳表。这些钳表与用于测量负载电流的钳型表非常相似,但测量5mA以下电流时的性能好得多。大多数钳表只是不能检测到如此小的电流。
在将钳表的钳口夹住导体后,钳表读取的电流值取决于导体周围的磁场强度。
为了准确测量小电流,需要保证钳口清洁、无缝隙或咬合面损坏。避免扭绞钳表的钳口,否则会造成测量错误。
钳表检测导体周围的磁场,例如单芯电缆、铠装电缆、水管等,或者单相电路的相线和中性线,抑或是三相电路(比如漏电保护器或剩余电流装置)的全部带电导体。
在测试电路的成组带电导体时,负载电流产生的磁场彼此抵消。任何不平衡电流都来自于导体泄漏到大地或其他地方的电流。为了测量这种电流,漏电流钳表应能够检测小于0.1 mA的电流。
例如,在交流240 V电路上进行测量,全部负载均断开,可能造成0.02 mA (20 μA)的漏电流。该值表示绝缘阻抗为:
240 V / (20 x 10-6) = 12 MΩ。(欧姆定律 R=V/I)
如果在断电的电路上执行绝缘测试,结果可能为50 MΩ或更高范围内。这是因为绝缘测试仪使用直流电压进行测试,而没有考虑电容效应。绝缘阻抗值为正常工作条件下存在的实际值。
如果测量负载为办公设备(PC、显示器、复印机等)的相同电路,由于这些设备的输入滤波器上的电容,结果可能明显不同。当电路上有多台设备时,该效应将累积在一起。也就是说,漏电流更高,可能会达到毫安级。如果在具有 漏电保护器保护的电路上增加新设备,可能会触发 漏电保护器。并且由于漏电流的总量随设备的工作方式而变化,所以漏电保护器可能会随机性跳闸。这种间歇性的故障非常难以诊断。
钳型表能够检测和测量通过被测导体的较宽范围的交流或变化电流。当存在电信设备时,钳型表指示的漏电流值可能远远高于60 Hz时绝缘阻抗产生的结果。这是因为电信设备往往使用滤波器,产生功能接地电流,以及谐波。如果使用通过窄带带通滤波器来滤除其他频率电流的钳型表,就只能测量60 Hz下的特征漏电流。