自从人类发明并使用电以来,电不仅给人类带来了很多方便,也能给人类带来灭顶之灾。它可能烧坏电器,引起火灾,或者使人触电。如果有一种设备可以使人们安全地使用电,将会避免很多不必要的损失。所以在五花八门的电器接踵而来的同时,也诞生了各式各样的保护器。其中有一种是专门保护人的,称为漏电保护器。漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火...
自从人类发明并使用电以来,电不仅给人类带来了很多方便,也能给人类带来灭顶之灾。它可能烧坏电器,引起火灾,或者使人触电。如果有一种设备可以使人们安全地使用电,将会避免很多不必要的损失。所以在五花八门的电器接踵而来的同时,也诞生了各式各样的保护器。其中有一种是专门保护人的,称为漏电保护器。漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器,一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上,后者专用于防电气火灾。 其适用范围是交流50HZ额定电压380伏,额定电流至250安。 低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一,也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全,运行中仍应以预防为主,并应同时采取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。 漏电保护器 一是电网确有接地时,漏电保护器正常动作。在这种正常动作中,因电网老化、气候环境变化,电网产生接地点引起的动作占绝大多数,而因人身触电引起的动作则是极少数。可以想象,能够正常用电是人们的第一需求,为了防止发生概率极低的人身触电伤害而招致频繁的停电,影响正常生产和生活当然会造成人们的烦恼。 二是电网本来没有发生接地,而是漏电保护器在以下情况下可能产生误动: 1,由于漏电保护器是信号触发动作的,那么在其它电磁干扰下也会产生信号触发漏电保护器动作,形成误动。 2,当电源开关合闸送电时,会产生冲击信号造成漏电保护器误动。 3,多分支漏电之和可以造成越级误动。 4,中性线重复接地可能造成串流误动。 可见,由于漏电保护器在技术上就存在这些产生误动的可能性,会使漏电保护器的频动问题更加严重,更加复杂。 从技术原理上分析,漏电保护器也存在可能产生拒动的技术误区。 1,当中性线产生重复接地时,会使漏电保护器产生分流拒动,而中性线重复接地点是很难找到的。 2,当电源缺相,所缺相又正好是漏电保护器的工作电源时,会产生拒动。 由以上分析可以看出,漏电保护器在实际使用中发生的频动、拒动问题,既有客观环境和管理的原因,也有漏电保护器本身技术上的误区。尤其是使用漏电保护器要求电网中性点必须接地,而漏电保护器的技术误区大多与电网中性点接地有关: 其一,由于中性点接地,电网相线的支撑物常年承受相电压,因而支撑物被击穿,形成电网接地点,造成泄漏,引起漏电保护器频动。 其二,由于中性点接地,当相线偶尔接地时,会立即产生很大的泄漏电流,不仅增大电损,易引起火灾,更会加剧漏电保护器的频动。 其三,由于中性点接地,当人身触电时,会立即产生很大的电击流,对人的生命威胁非常大,即使有漏电保护器也是先遭电击,再动作保护,如果动作迟缓或失灵,后果会更加严重。 其四,由于中性点接地,电网对地分布电容接在回路中,会加大开关合闸时的对地冲击电流,造成误动。 其五,由于中性点已经接地,中性线发生重复接地很难被发现,中性线重复接地会使漏电保护器发生分流拒动和串流误动。 可见漏电保护器的确存在着技术误区,而且这些技术误区与电网中性点接地是密切相关的,而使用漏电保护器时,电网中性点又不能不接地,因此在漏电保护器的技术思路内解决其频动、拒动问题是不大可能的。 还需特别指出两点: 1. 当发生人体单相触电事故时(这种事故在触电事故中几率最高),即在漏电保护器负载侧接触一根相线(火线)时它能起到很好的保护作用。如果人体对地绝缘,此时触及一根相线一根零线时,漏电保护器就不能起到保护作用。 2. 由于漏电保护器的作用是防患于未然,电路工作正常时反映不出来它的重要,往往不易引起大家的重视。有的人在漏电保护器动作时不是认真地找原因,而是将漏电保护器短接或拆除,这是极其危险的,也是绝对不允许的。
漏电保护器主要由三部分组成:检测元件、中间放大环节、操作执行机构。 ①检测元件。由零序互感器组成,检测漏电电流,并发出信号。 ②放大环节。将微弱的漏电信号放大,按装置不同(放大部件可采用机械装置或电子装置),构成电磁式保护器相电子式保护器。 ③执行机构。收到信号后,主开关由闭合位置转换到断开位置,从而切断电源,是被保护电路脱离电网的跳闸部件。
在了解触电保护器的主要原理前,有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候,人身上就有电流通过;当电流的大小足够大的时候,就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候,就要求在最短的时间内切除电流,比如说,如果通过人的电流是50毫安的时候,就要求在1秒内切断电流,如果是500毫安的电流通过人体,那么时间限制是0.1 秒。 如图是简单的漏电保护装置的原理图。从图中可以看到漏电保护装置安装在电源线进户处,也就是电度表的附近,接在电度表的输出端即用户端侧。图中把所有的家用电器用一个电阻RL替代,用RN替代接触者的人体电阻。 图中的CT表示“电流互感器”,它是利用互感原理测量交流电流用的,所以叫“互感器”,实际上是一个变压器。它的原边线圈是进户的交流线,把两根线当作一根线并起来构成原边线圈。副边线圈则接到“舌簧继电器”SH的线圈上。 所谓的“舌簧继电器”就是在舌簧管外面绕上线圈,当线圈里通电的时候,电流产生的磁场使得舌簧管里面的簧片电极吸合,来接通外电路。线圈断电后簧片释放,外电路断开。总而言之,这是一个小巧的继电器。 原理图中开关DZ不是普通的开关,它是一个带有弹簧的开关,当人克服弹簧力把它合上以后,要用特殊的钩子扣住它才能够保证处于通的状态;否则一松手就又断了。 舌簧继电器的簧片电极接在“脱扣线圈”TQ电路里。脱扣线圈是个电磁铁的线圈,通过电流就产生吸引力,这个吸引力足以使上面说的钩子解脱,使得DZ立刻断开。因为DZ就串在用户总电线的火线上,所以脱了扣就断了电,触电的人就得救了。 不过,漏电保护器之所以可以保护人,首先它要“意识”到人触了电。那么漏电保护器是怎样知道人触电了呢?从图中可以看出,如果没有触电的话,电源来的两根线里的电流肯定在任何时刻都是一样大的,方向相反。因此CT的原边线圈里的磁通完全地消失,副边线圈没有输出。如果有人触电,相当于火线上有经过电阻,这样就能够连锁导致副边上有电流输出,这个输出就能够使得SH的触电吸合,从而使脱扣线圈得点,把钩子吸开,开关DZ断开,从而起到了保护的作用。 值得注意的是,一旦脱了扣,即使脱扣线圈TQ里的电流消失也不会自行把DZ重新接通。因为没人帮它合上是无法恢复供电的。触电者离开,经检查无隐患后想再用电,需把DZ合上使其重新扣住,便恢复了供电。 以上就是触电保护器的主要原理,但是就是有了触电保护器,也不能认为是万无一失了,用电依然应该注意安全。
一、工作原理: 1、,当电路工作正常时,由电流定理知道从网络一端流进和流出的电流为0,所以在漏电保护器右侧的电流总和应为0,即I1+I2+I3+IN=0;因此漏电保护器不会工作。注意,电流的实际方向依实际电路而定,在本例中,IN的方向与I1,I2,I3相反。 2、当设备外壳漏电并有人接触时,这时就会有一部分电流IK经过人体流入地下,从而使漏电保护器右侧的电流总和为不0,也就是说I1+I2+I3+IN≠0,当漏电电流达到漏电保护器的动作电流时,漏电保护器就会动作,从而关闭电源,从而达到漏电保护的目的。 二、注意以下两点 1、经过漏电保护器的中性线不得作为保护线,由上图可知,当产生漏电电流时,漏电电流IK1经设备外壳又流回了漏电保护器,这时漏电保护器右侧的电流总和仍为0,因此漏电保护器不会动作,因此达不到漏电保护的目的。 2、经过漏电保护器的工作零线不得重复接地,由上图可知,若重复接地,则由于大地会分走一部分电流,这样会使漏电保护器右侧的电流总和不为0,从而使漏电保护器关闭,因而会无法使用其他电器设备。 3、说明:本示例图只是为了讲解漏电保护器的工作原理,实际漏电保护器怎么连接,应根据系统使用的接零保护系统来决定。
漏电保护器在反应触电和漏电保护方面具有高灵敏性和动作快速性,这是其他保护电器,如熔断器、自动开关等无法比拟的。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流,他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定,因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障(有的自动开关还具有过载保护功能)。而漏电保护器是利用系统的剩余电流反应和动作,正常运行时系统的剩余电流几乎为零,故它的动作整定值可以整定得很小(一般为mA级),当系统发生人身触电或设备外壳带电时,出现较大的剩余电流,漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作,切断电源。 电气设备漏电时,将呈现异常的电流或电压信号,漏电保护器通过检测、处理此异常电流或电压信号,促使执行机构动作。我们把根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器,根据故障电压动作的漏电保护器叫电压型漏电保护器。由于电压型漏电保护器结构复杂,受外界干扰动作特性稳定性差,制造成本高,现已基本淘汰。目前国内外漏电保护器的研究和应用均以电流型漏电保护器为主导地位。 电流型漏电保护器是以电路中零序电流的一部分(通常称为残余电流)作为动作信号,且多以电子元件作为中间机构,灵敏度高,功能齐全,因此这种保护装置得到越来越广泛的应用。电流型漏电保护器的构成分四部分: 1. 检测元件:检测元件可以说是一个零序电流互感器。被保护的相线、中性线穿过环形铁心,构成了互感器的一次线圈N1,缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈N2,如果没有漏电发生,这时流过相线、中性线的电流向量和等于零,因此在N2上也不能产生相应的感应电动势。如果发生了漏电,相线、中性线的电流向量和不等于零,就使#$上产生感应电动势,这个信号就会被送到中间环节进行进一步的处理。 2. 中间环节:中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器,当中间环节为电子式时,中间环节还要辅助电源来提供电子电路工作所需的电源。中间环节的作用就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理,并输出到执行机构。 3. 执行机构:该结构用于接收中间环节的指令信号,实施动作,自动切断故障处的电源。 4. 试验装置:由于漏电保护器是一个保护装置,因此应定期检查其是否完好、可靠。试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联,模拟漏电路径,以检查装置能否正常动作。
1992 年国家技术监督局发布的国标GB13955-1992《漏电保护器安装和运行》, 对全国城乡装设漏电保护器做出统一规定。 2.1 必须装漏电保护器(漏电开关) 的设备和场所 (1) 属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具(I类电气产品,即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘,而且还包含一个附加的安全预防措施, 如产品外壳接地) ; (2) 安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备; (3) 建筑施工工地的电气施工机械设备; (4) 暂设临时用电的电器设备; (5) 宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路; (6) 机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路; (7) 游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备; (8) 安装在水中的供电线路和设备; (9) 医院中直接接触人体的电气医用设备; (10) 其它需要安装漏电保护器的场所。 2.2 报警式漏电保护器的应用 对一旦发生漏电切断电源时,会造成事故或重大经济损失的电气装置或场所, 应安装报警式漏电保护器, 如: (1) 公共场所的通道照明、应急照明; (2) 消防用电梯及确保公共场所安全的设备; (3) 用于消防设备的电源, 如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等; (4) 用于防盗报警的电源; (5) 其它不允许停电的特殊设备和场所。
正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要:一方面在发生触电或泄漏电流超过允许值时, 漏电保护器可有选择地动作;另一方面,漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作,防止供电中断而造成不必要的经济损失。 漏电保护器的额定漏电动作电流应满足以下三个条件: (1) 为了保证人身安全,额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值,国际上公认不高于30 mA 为人体安全电流值; (2) 为了保证电网可靠运行,额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流; (3) 为了保证多级保护的选择性,下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流,各级额定漏电动作电流应有级差112~215 倍。 第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。 该级保护的线路长,漏电电流较大,其额定漏电动作电流在无完善的多级保护时,最大不得超过100mA;具有完善多级保护时,漏电电流较小的电网,非阴雨季节为75mA,阴雨季节为200mA,漏电电流较大的电网,非阴雨季节为100 mA,阴雨季节为300mA。 第二级漏电保护器安装于分支线路出口处,被保护线路较短,用电量不大,漏电电流较小。漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间, 一般取30~ 75 mA。 第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备,是直接防止人身触电的保护设备。被保护线路和设备的用电量小,漏电电流小,一般不超过10mA,宜选用额定动作电流为30 mA,动作时间小于0.1 s 的漏电保护器。
TN 系统是指配电网的低压中性点直接接地, 电气设备的外露可导电部分通过保护线与该接地点相接。 TN 系统可分为: TN 2S 系统 整个系统的中性线与保护线是分开的。 TN 2C 系统 整个系统的中性线与保护线是合一的。 TN 2C2S 系统 系统干线部分的前一部分保护线与中性线是共用的, 后一部分是分开的。 火线(英文LIVE)L 一般为红色或黄色或绿色 零线(英文NEUTRAL)N(中性线)一般为蓝色 地线(英文EARTH) E 一般为黄绿色或黑色
主要动作性能参数有:额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有:电源频率、额定电压、额定电流等。 ①额定漏电动作电流 在规定的条件下,使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器,当通入电流值达到30mA时,保护器即动作断开电源。 ②额定漏电动作时间 是指从突然施加额定漏电动作电流起,到保护电路被切断为止的时间。例如30mA×0.1s的保护器,从电流值达到30mA起,到主触头分离止的时间不超过0.1s。 ③额定漏电不动作电流 在规定的条件下,漏电保护器不动作的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器,在电流值达到15mA以下时,保护器不应动作, 否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。 ④其他参数如:电源频率、额定电压、额定电流等,在选用漏电保护器时,应与所使用的线路和用电设备相适应。 漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压,若波动太大,会影响保护器正常工作,尤其是电子产品,电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。 漏电保护器的额定工作电流,也要和回路中的实际电流一致,若实际工作电流大于保护器的额定电流时,造成过载和使保护器误动作。