漏電斷路器的剖析與應用

1、<p>　　漏電斷路器的剖析與應用</p><p>　　摘要:當前，人們對漏電斷路器已經家喻戶曉，但對漏電斷路器的使用原理、正確選型、正確使用以及漏電斷路器的服務對象，還有待于進一步弄清，從而避免因漏電斷路器誤動作將其甩掉的事情發(fā)生。尤其是對專業(yè)設計人員、施工技術人員掌握這一理論尤為重要。 </p><p>　　關鍵詞：動作電流 30mA動作時間0.1s漏電斷路器跳閘 </

2、p><p>　　中圖分類號：TM7文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　為了使人們能夠清晰認識和正確使用漏電斷路器，根據(jù)GB/T13870.1-2008交流電流對人體效應的約定時間與電流區(qū)域理論，本文對漏電開關原理、在各種情況的準確選型和在什么情況下必須安裝漏電開關以及漏電開關在使用中注意的事項做了全面

3、論述。 </p><p>　　一、漏電斷路器的工作原理 </p><p>　　根據(jù)GB/T13870.1-2008，交流電流對人體效應的約定時間與電流區(qū)域見圖-1. </p><p>　　圖-1電流路徑左手到雙腳交流電流對人體效應的約定時間/電流區(qū)域 </p><p>　　可以看出，在AC-2區(qū)域，人體可能有感知和不自主地肌肉收縮但沒有有害的

4、電生理學效應。在AC-3區(qū)域，可以強烈地不自主的肌肉收縮，呼吸困難。心臟功能受到障礙，可能出現(xiàn)活動抑制。在AC-4區(qū)域，可能發(fā)生病理--生理學效應，如心博停止，呼吸停止或其它細胞破壞。心室纖維性顫動的概率隨電流的幅度和時間增加。由此看出，30mA、0,.1s，150mA、0.02s都是無病理-生理危險區(qū)域。漏電斷路器恰恰針對這一保護范圍由此產生。 </p><p>　　漏電斷路器的漏電保護部分，由零序電流互感器（

5、感測部分），運算控制器（控制部分)和電磁脫扣器（動作，執(zhí)行部分）組成。被保護的主電路所有相、零線都穿過零序電流互感器的鐵芯，組成零序電流互感器一次側。根據(jù)基爾霍夫電流可知，任一時刻，流入任一節(jié)點的電流恒等于流出此節(jié)點的電流，即任一時刻，流入（出）某節(jié)點的電流矢量和為零。零序電流互感器的工作原理是：感測一次側中瞬時電流的矢量和是否為零，當被保護的電路出現(xiàn)絕緣故障時，負載側有對地泄載電流，即零序電流互感器的矢量和不為零，零序電流互感器二次繞

6、組中便產生互感電壓，該信號經過運算控制器運算后，當泄漏電流達到整定動作值時，驅動晶閘管，接通電磁脫扣器電源，電磁脫扣器吸合，使斷路器跳閘，從而達到漏電保護器的作用。 </p><p>　　二、漏電斷路器的在電網中的使用 </p><p>　　查閱“剩余電流動作斷路器”的剩余電流動作的分斷時間，從中看出，剩余動作電流30mA時，分斷時間是0.1s；剩余動作電流60mA時，分斷時間是0.05s

7、；這兩組數(shù)據(jù)對人體來說是相對比較安全的。所以對于支路觸電事故的保護，家用漏電斷路器剩余動作電流一般選用30mA，分斷時間是0.1s及以下額定動作電流；在特別潮濕區(qū)域，如浴室、衛(wèi)生間等最好選用額定剩余動作電流為10mA的漏電斷路器。而剩余動作電流300mA的漏電斷路器多設在電源側，用于電氣火災的保護。農村配電和施工現(xiàn)場臨時用電容量較小，負荷分布比較分散，但總體上低壓電網大致可分為三層：配變臺區(qū)、分支配電箱、用戶端。三級保護是直接接觸保護與

8、間接接觸保護相互結合使用的一種形式。按照低壓電網狀況在供電線路的首端、中段與末端這三層分別裝設不同類型的保護器。 </p><p>　　為達到在線路末端的直接接觸保護的要求，安裝動作電流為30mA的一般型（無延時）保護器。中端按間接接觸保護，應裝設動作特性協(xié)調配合的保護器。首端作為系統(tǒng)的第一級保護，保護器額定剩余電流值宜選用可調檔次，規(guī)程規(guī)定其最大值：漏電流較小的電網為75mA/200mA，漏電流較大的電網為10

9、0mA/300mA，對保護完善的系統(tǒng)可增至500mA，中段作為分路保護，保護器的額定剩余電流值，選取介于上級與下級保護器額定剩余動作電流值之間。 </p><p>　　分斷動作時間的選取，上一級保護器應選用延遲動作型保護器，其分斷時間應比下一級保護器的分斷時間至少增加0.2s。這樣網路的三級保護在動作電流、動作時間上相互配合，末端受電設備發(fā)生故障時，第三級保護器動作；網路末端發(fā)生故障時，中級保護動作；網路中段發(fā)生

10、故障時，總保護動作，以縮小事故停電范圍。 </p><p>　　三、不同類型的漏電保護器的區(qū)別與選用 </p><p>　　現(xiàn)在市面上漏電斷路器總類很多。為了能正確選型和使用，現(xiàn)將其類型和作用說明如下： </p><p>　　根據(jù)動作方式，剩余電流保護器分電磁式剩余電流保護器和電子式剩余電流保護器。 </p><p>　　電磁式剩余電流保護器

11、 ：零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經任何放大，直接激勵剩余電流脫扣器，稱為電磁式剩余電流保護器，其動作功能與線路電壓無關。 </p><p>　　電子式剩余電流保護器：零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經過電子線路放大后再激勵剩余電流脫扣器，稱為電子式剩余電流保護器，其動作功能與線路電壓有關。 </p><p>　　根據(jù)剩余電流保護器

12、的功能，分剩余電流斷路器、 剩余電流繼電器。 </p><p>　　剩余電流斷路器 ：剩余電流斷路器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準值相比較，當剩余電流值超過基準值時，使主電路觸頭斷開機械開關電器。 </p><p>　　剩余電流斷路器帶有過載和短路保護。有的剩余電流斷路器還可帶有過電壓保護。 </p><p>　　剩余電流繼電器 ：剩余電流繼電器是檢測剩余電流

13、，將剩余電流值與基準值相比較，當剩余電流值超過基準值時，發(fā)出一個機械開閉信號使機械開關電器脫扣或聲光報警裝置發(fā)出報警的電器。剩余電流繼電器常和交流接觸器或低壓斷路器組成剩余電流保護器，作為低壓電網的總保護開關或分支保護開關使用。 </p><p>　　根據(jù)用電負荷剩余電流動作保護器，可分為1P 、1P+N、2P、3P、3P+N、4P斷路器。 </p><p>　　1P 、1P+N、2P、

14、3P、3P+N、4P斷路器的區(qū)別 </p><p><b>　　單極斷路器 1P </b></p><p>　　帶一個保護極的二極斷路器 1P+N </p><p>　　帶二個保護極的二極斷路器 2P </p><p>　　帶三個保護極的三極斷路器 3P </p><p>　　帶三個保護極的四極斷

15、路器 3P+N </p><p>　　帶四個保護極的四極斷路器 4P </p><p><b>　　注： </b></p><p>　　1、不是保護極的極可以是：“非保護極”或“開閉中性極”。 </p><p>　　2、極——僅與斷路器主電路的一個單獨導電路徑連接的并且?guī)в杏脕斫油ê蛿嚅_主電路的觸頭部分。 </p&

16、gt;<p>　　3、保護極——帶有過電流脫扣器的極。 </p><p>　　4、非保護極——不帶過電流脫扣器，其他方面卻與保護極的結構一樣，短路能力也一樣。 </p><p>　　5、開閉中性極——只用以開閉中性極而不需有短路能力的極。 </p><p>　　6、不可開斷中性線——中心線不斷開 </p><p>　　對于微型斷

17、路器來說，1P+N、1P、2P一般都用來作為單相用電器的通斷控制，但效果不同。 </p><p>　　1P------單極斷路器，具有熱磁脫扣功能，僅控制火線（相線），模數(shù)18mm； </p><p>　　1P+N----單極+N斷路器，同時控制火線、零線，但只有火線具有熱磁脫扣功能。 </p><p>　　當N線為非保護極或開閉中性極時，模數(shù)為2*18mm=36m

18、m； </p><p>　　當N線為不可開斷中性線，則模數(shù)為18mm。即單極帶剩余電流保護的斷路器 </p><p>　　2P------單相2極斷路器，同時控制火線、零線，且都具有熱磁脫扣功能，模數(shù)為2*18mm=36mm。 </p><p>　　所以,可以得出以下結論： </p><p>　　1、為減少成本，用1P就可以，但上級斷路器必須

19、有漏電脫扣功能，檢修時為防止火、零錯亂造成事故，必須切斷上級電源； </p><p>　　2、為檢修時避免第1條的問題，可用1P+N（如施耐德的DPN）； </p><p>　　3、用2P的理由：對于同樣是18mm模數(shù)的斷路器殼體而言，內部裝1P和裝1P+N是有區(qū)別的，前者在短路事故狀態(tài)下的“極限分斷能力”肯定要高于后者，畢竟空間是影響分斷能力的一個重要因素。所以，對于比較重要、檢修與操作

20、頻繁、容易出現(xiàn)故障的用電回路，最好還是用2P（成本高些）。 </p><p>　　四、漏電斷路器使用當中應注意的問題。 </p><p>　　1.如何防止剩余電流動作保護器誤動作 </p><p>　　在安裝剩余電流動作保護器的線路負荷端，經常出現(xiàn)保護器跳閘情況，究其原因有如下兩種原因：1）保護器所帶負荷的零線接地，所以在安裝線路時，零線的絕緣必須良好，此回路的零、

21、地線要分開。2）保護器所帶負荷的零線和非本回路的零線連接。此種情況經常發(fā)生在線路改造當中，有些電工為了圖省事隨處借用零線，合開關時，因本保護器負荷回路的零線電流流到借用零線上，保護器自然就跳閘。 </p><p>　　2.在臨時配電系統(tǒng)中應注意的問題 </p><p>　　在臨時配電系統(tǒng)中，規(guī)范規(guī)定一級開關要設立剩余電流動作保護器以保證此臨時配電系統(tǒng)與上一級電網互不影響。但這樣做有時因為各

22、種原因導致一級剩余電流動作保護器跳閘而影響此臨時配電系統(tǒng)以外的其它回路正常工作。如果把剩余電流動作保護器從一級改換到二級開關的位置上 ，這樣就做到即實現(xiàn)了此二級漏電開關下面的負荷有故障時及時跳閘又防止此二級漏電開關以外的剩余電流動作保護器誤動作。確保其它回路的負荷不受其影響。 </p><p>　　3.三相負荷如何選擇 漏電斷路器 </p><p>　　三極、四極漏電斷路器的正確使用應建立

23、在弄清漏電保護器本身的結構，即N線是否穿過零序電流互感器與負載類型，即負載是否對中性線有要求的基礎上。根據(jù)漏電開關的結構看出，三極漏電保護器應為N線不穿過零序電流互感器，它應用于三相三線配電系統(tǒng)，負載無中性線。如電動機、電爐絲等；此時應選用帶三個保護極的三極漏電斷路器;四極漏電保護器應為N線穿過零序電流互感器，它應用于三相四線配電系統(tǒng)，負載有中性線。如機床、中頻爐控制箱等。此時應選用3P+N帶三個保護極的四極漏電斷路器。否則就會出現(xiàn)合不

24、上閘的現(xiàn)象。另外，在TN-C接地制式的電網主回路中，不能安裝3P+N的漏電斷路器。這是因為在TN-C接地制式的電網主回路中，PE線和N線為同一顆線，即PEN線。所以零線接地，漏電斷路器視為有泄漏電流情況出現(xiàn)，根本就合不上閘。 </p><p><b>　　結論 </b></p><p>　　通過以上論述，專業(yè)設計人員、施工技術人員對漏電斷路器的原理、選擇、正確使用以及

25、漏電開關在使用中應注意的問題有了深一層認識。從安全方面來看，可以讓人們放心大膽的使用漏電斷路器控制的家用電器和工農業(yè)生產中各種用電設備。誠心希望能給人們的生活帶來一些幫助。由于本人的實際經驗有限，對漏電斷路器的內容分析的不全面，望同行給以圈點。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　GB13870-2008 電流通過人體的效應 第一部