電源線路濾波器中的漏電流

標準中的要求

保護接地器在電氣設備出現故障或發生短路時，保護用戶不會受到危險接觸電壓的傷害。為確保此基本功能，保護接地線上的電流必須加以限制，這是為什麼大多數產品安全標準中包含漏電流測量和限制條款的原因。辦公室設備和信息技術設備的產品安全標準EN 60950-1進行了相關說明。

儘管都使用漏電流這個術語進行描述，但是標準在實際上對接觸電流和保護導體電流進行了區分。接觸電流是人在接觸電氣裝置或設備時，流過人體的所有電流。另一方面，保護導體電流是在設備或裝置正常運行時，流過保護接地導體的電流。此電流也稱為漏電流。

所有電氣設備的設計都必須避免產生危及用戶的接觸電流和保護導體電流。一般來說，接觸電流不得超過3.5mA，採用下文所述的測量方法進行測量。

3.5mA的極限值並不適用於所有設備，因此，在標準中，還對配備工業型電源接線器（B型可插拔設備）和保護接地器的設備進行了補充規定。如果保護接地電流不超過輸入電流的5％，那麼接觸電流可以超過3.5mA。另外，等電位聯結導體的最小截面積必須符合EN 60950-1的規定。最後，但不是最不重要的，製造商必須在電氣設備上附

帶下述警告標籤之一。

「警告！強接觸電流。先接地。」

「警告！強漏電流。先接地。」

除了普通的產品安全標準之外，還有關於無源EMI濾波器的安全標準。在歐洲，新頒布了EN 60939，自2006年1月1日起代替了當時現行的EN 133200。然而，此標準沒有關於濾波器漏電流的附加要求。美國的EMI濾波器標準，UL 1283，與此不同。不僅需要進行所有常規安全試驗，還需要確認濾波器的漏電流。在默認情況下，此漏電流不允許超過0.5mA。否則，濾波器必須附帶一個安全警告，說明濾波器不適用於住宅區。必須提供接地連接器以防觸電，另外濾波器必須連接到接地電源引出線或接頭上。

漏電流的計算

本節將說明計算漏電流的方法。因為元件存在誤差，並且電網（對於3相供電網）的不平衡只能估計，所以實際結果不一定等於測量結果。另一方面，對順序生產的每一個濾波器都進行漏電流測量是不合理的，所以一般來說，製造商提供的漏電流都是根據計算值。

對於所有的計算，磁性元件的寄生元件及保護接地器的阻抗均忽略不計。計算時只考慮濾波器電容的誤差。EMI濾波器電容一般用來抑制差模和共模幹擾。對於前者，在相位之間，以及相位和中性導體之間，連接有所謂的X電容。對於共模抑制，相位和接地之間採用Y電容。

電容器對於頻率和電壓的依存關係也沒有考慮。這對於陶瓷電容器是非常重要的，因為這種電容器會受到電壓和頻率的明顯影響。因此，採用陶瓷電容器的濾波器的漏電流也比計算結果更大。

3相供電網中的漏電流

要計算3相供電網中的漏電流，需要確定電源中性點MQ和負載中性點ML之間的電壓。在電源端，是3個相電壓UL1、UL2和UL3，與中性點MQ相連接。在負載端，是3個阻抗Z1、Z2和Z3，也與一個星型相連接。兩個中性點MQ和ML通過阻抗ZQL相連，此阻抗上的壓降為UQL。

　　圖1：電源和負載和星型連接

阻抗ZQL的實際電壓UQL可以使用下述公式計算：

無源3相濾波器的一種常見配置是3個X電容器的中性點連接，並通過Y電容器與地電位或者濾波器的外殼相連接。對於平衡電容電網，漏電流可以忽略。另一方面，當相位之間達到最高的不平衡時，電網達到最高的漏電流值。不平衡的原因包括電容器值的公差，以及供電網的電壓不平衡。

　　圖2：3相濾波器的典型電容器配置

因此，漏電流的關鍵要素是電容器CX1、CX2和CX3的不平衡產生的電壓UQL。對於大多數濾波器，額定值是相同的，但是也存在製造公差的影響。電容器CY處的壓降UQL產生的漏電流Ileak, max可以根據下式確定：

當

時

大多數製造商在確定無源濾波器中的電容器的額定值時，公差為

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