薛峰

摘 要：在电路中，空气开关是重要的保护元件，能够起到短路、过载、失压等故障的保护作用。变频器是控制交流电动机的重要控制设备，其作用是在电动机工作时，调节其频率，达到节约电能的目的。变频器涉及到的知识范围十分广泛，包括变频技术、微电子技术等，在运行时会涉及到交流电与直流电之间的转换等，正因如此经常会出现变频器、空气开关之间不匹配的现象，导致空开跳闸的故障发生。本文就空气开关的特点展开分析，研究了变频器引起空气开关跳闸的原因，针对相关问题给出了建议。

关键词：变频器;跳闸故障;对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.191

社会在不断进步，科技也随之飞速發展，社会中各行各业都与新科技、新能源等相结合，促进企业能够实现现代化发展。在新科技、新产品等的使用过程中，人们对新事物的认知领域也在不断提高。我国崇尚低碳、节能的发展方针，将可持续发展作为始终坚持的基础战略。变频器是新型的一种节能产品，能够在电器运行时，通过改变频率而节约电能。但是变频器引起空气开关跳闸的故障发生比较频繁，发生故障的因素比较多，因此本文就引起故障的几点基本因素展开分析。

1 变频器与空气开关特点简述

变频器，是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器是由交流电与直流电转化、直流电变交流电、制动单元、驱动单元、处理单元、检测单元等模块构成。随着科技的发展，工业自动化发展水平越来越高，对于变频器的使用越来越广泛[1]。

空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。在配电网中，空气开关能够自动监测电力线路中的异常，出现异常情况下能够及时的做出断电等反应，保护电力线路中的用电设备[2]。空气开关原理如下图1所示。

2 变频器引起空气开关跳闸的故障分析

在研究变频器引起空气开关跳闸的故障及对策的研究过程中，我们以某化工厂变配电站的变频器为例进行分析与研究。该变配电站内的变频器品牌为ABB，所使用的型号为ACS510，共有四台同一型号的变频器。接入变频器后，确认变频器与配电柜、水泵等其他配套设备连接正常，但在变频器工作的过程中，出现了空气开关自动跳开的现象。技术人员将空气开关复位处理后，运行十分钟左右后空气开关再次跳闸。空气开关反复跳闸的现象引起了工作人员的注意，经技术人员对变频器及空气开关等进行仔细检查后，总结出变频器引起空气开关跳闸的故障的原因一共有两个。

首先是漏电引起跳闸现象。受工作原理的影响，变频器在工作时存在轻微漏电的现象。在正常情况下，变频器工作的电路中电压的频率极小，约为五十赫兹左右，小电流在机箱外可以直接忽略，并不会对机械设备、工作人员等产生影响。但是当变频器变频操作时，会导致线路内电压发生变化，漏电的情况会加重，甚至是原来的数百倍，空气开关具有漏电保护功能，因此当线路内出现漏电的情况就会自动跳闸。其次是谐波干扰问题，在变频器工作的电力线路中，主要应用的是环传感器，在变频器谐波发射的过程中，电力输出端的波会比较明显，常常有电压变形或者尖锐电流的情况，当谐波异常或者漏电的电流超出额定范围内，当空气开关比较灵敏时，就会出现跳闸的现象，如果坚持继续使用该电力线路，就会出现空气开关频繁跳闸的现象。

3 变频器引起空气开关跳闸策略

针对变频器引起空气开关跳闸的原因，主要的解决策略有三个，分别是减少保护开关、使用B型电流剩余保护器以及零地合一，下面我们逐一进行分析。

（1）减少保护开关。在电力线路中，并不是所有的线路都具备安装保护装置的条件与必要。比如在变频器电力线路中，变频器的工作原理就能够使灵敏的空气开关检测出异常，但实际变频器工作过程中并没有危险隐患的存在，所以使用变频器的回路可以适当的将变频器两端的空气开关去除，这样就避免了电力线路频繁被断开的故障。但是为了安全考虑，去除空气开关后，变频器的连接一定要接地，保障线路的正常运行。

（2）B型电流剩余保护器。国家对电力线路的安全知识有一定的规定与建议，国际电工委员会中，提倡变频器电力线路中使用B型电流剩余保护器，该保护器的工作原理与空气开关相似，但是要优于空气开关，因为该保护器在工作时能够将变频器的漏电、变频等情况考虑到工作中，改善了频繁跳闸的问题。

（3）零地合一。变频器线路中漏电的电流最终会通过零线回到电网线路当中，在理论中电流的大小应该与输出的大小相同，但是实际计算过程中发现理论值与实际值还是存在一定的差距，因此零地合一处理能够有效的减少漏电的电流。空气开关跳闸的主要原因是漏电，零地合一能够解决漏电问题，跳闸问题自然迎刃而解。

4 总结

综上所述，变频器在化工行业中得到了广泛的应用，为节能方面做出了很大的贡献，但是变频器在设计方面、配套元件连接方面等仍然存在很多瑕疵，有待改善。分析、了解变频器引起空气开关跳闸的根本原因，能够在设计中得到优化，并改善与之配套的各种元器件，使此类故障不再出现，保证了变配电站的正常工作，为企业生产经营提供了有效的保障。同时，我们应对各种出现的问题及时做好记录，为以后的研究与改善准备参考资料。

参考文献：

[1]吕宗迎.变频器引起空气开关跳闸的故障分析[J].科学家，2016， 4（09）：134.

[2]程鹏，何双军.一起空气开关跳闸引起的机组流程闭锁分析与对策[J].水电与抽水蓄能，2016（01）：103-105.

[3]刘菊锋.变频器跳闸分析及解决方法体会[J].华东科技：学术版，2017（09）：165.