[发明专利]低泄漏EMC滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及用于限制由EMC滤波器产生的入地漏电流的装置。本发明在相导线之一接地的电力系统中特别有用，并且在大多数AC和DC供电系统中是有利的。

背景技术

为了获得共模衰减，电力线EMC滤波器在大多数情况中包括接地电容器(所谓的Y电容)以及适当的电感。这样不可避免地产生不希望的后果：电流通过Y电容器流入地-所谓的入地漏电流(ELC)。图1以单线图的形式示出已知的EMC滤波器的例子，Y电容由参考标记30表示，36是相应的电感，35是入地漏电流的通路。通常，Y电容器的容量和Y电容器两端的电压越大，ELC越强。

认为高电平的ELC对工作人员是危险的。除了对人的危险外，过高的ELC能干扰电气系统的可靠工作。特别地，包含残留电流检测(RCD)的设备由于RCD装置的跳闸而被中断。因此当设计EMC滤波器的时候，把入地漏电流最小化被认为是好的设计。

对于使用星型接地电源的电力系统(即欧洲的TN系统)入地泄漏可能是个问题，不过因为系统在地电位附近是平衡的，在正常情况下ELC通常是适中的。然而在高功率滤波器或者需要强共模衰减时会出现高ELC值。

对于日本的230V德尔塔(delta)电源，一个相接地(所谓“角地”(corner earth))。在这种情况下，没有消除地电流。除非仅使用小的Y电容器，否则将存在大的ELC。

在日本普遍使用的是RCD装置。这限制了在RDC装置没有跳闸风险的情况下能够安全使用的Y电容器的大小。因此需要找到一种方法，其中能够使用大的Y电容器同时保持低的入地漏电流。

类似的问题也存在于IT电力系统中，如在轮船和工厂等中使用的IT电源系统。在这里，馈电线电源仅经由高阻抗不精确地参考到地。这样做使得如果发生一个相短路接地，该设备将继续相对安全地工作。但是在这种短路模式中电力系统实际上是“角接地”的。如果使用大的Y电容器，那么将存在高的ELC。

因此，存在对具有低ELC的噪声抑制滤波器的不断增长的需求。传统上，为了限制ELC，这样的滤波器已经被构造为在地通路中具有减少的电容。但是，为了保持合适的衰减，滤波器电感必须被相应地增加以补偿减少的电容，这可能使滤波器变得更大并且更贵。然而，即便增加电感值仍不是完整的解决方案，并且对于降低EMC噪声，具有小的Y电容的滤波器通常没有具有较高的Y电容的滤波器那么有效。此外，该增加的电感会导致增加的功率损耗、温度上升和端到端的电压降，所有这些都是不利的状况。

这里描述的模块具有这样的益处：能够在滤波器结构中使用大的Y电容器，而没有RCD装置跳闸的风险。因此不需要增加电感器的大小，从而也没有其相应的缺点。该模块将在接通时保持低的ELC并且能够在任何故障状况期间和正常运转状况期间基本上消除所有的入地漏电流。本发明同样能应用于用于单线或多线应用的单级和多级滤波器。

发明内容

根据本发明，借助所附的权利要求的目的获得这些目标。

附图说明

借助于对实施例的描述将更好地理解本发明，实施例以例子的形式给出并且由附图示出，其中：

图1是单线图，其以简化示意图的方式示出了已知类型的EMC滤波器和漏电流的通路。

图2以简化示意图的方式示出了已知类型的三相EMC滤波器和漏电流的通路。

图3以简化示意图的方式示出了包含插入在“角地”三相系统中的本发明的泄漏抑制结构的EMC滤波器。

图4以简化示意图的方式示出了包含插入在单相系统中的本发明的泄漏抑制特征的EMC滤波器。

图5示意性地示出了根据本发明的一个方面的调节器的可能实现。

图6和7示意性地示出了本发明的调节器的实现的其它变体。

图8-11示出了在根据本发明的一系列EMC滤波器中调节器的可选连接。

图12是在图11的实施例中引入的虚旁路节点的示意性图示。

图13是根据本发明的电压调节器的实现的另外的变体。

图14示出了根据本发明实施例的仅使用分立元件的后调节器电路。

图15以简化示意图的方式示出了包含继电器电路的本发明的另一实施例。

具体实施方式

在EMC滤波器中入地泄漏的问题和原因如图1中所示。为了抑制由装置15所产生的并沿着线11传送的可能的干扰，可以是单相或多相的电力线11通过滤波器20连接到装置15。在其最简单的实现中，该滤波器包含连接在相导线和接地导线之间的“Y”电容器30和串联电感36。任何在“Y”电容器30两端看到的电位对入地漏电流36的贡献很大。