漏电保护器的原理是什么

1　漏电保护器的工作原理

漏电保护器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关) 以及试验元件等几个部分。

三相四线制供电系统的漏电保护器工作原理示意图。TA 为零序电流互感器, GF 为主开关, TL 为主开关的分励脱扣器线圈。

在被保护电路工作正常, 没有发生漏电或触电的情况下, 由克希荷夫定律可知, 通过TA 一次侧的电流相量和等于零, 即：这样TA 的二次侧不产生感应电动势, 漏电保护器不动作, 系统保持正常供电。

当被保护电路发生漏电或有人触电时, 由于漏电电流的存在, 通过TA 一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。

在铁心中出现了交变磁通。在交变磁通作用下, TL二次侧线圈就有感应电动势产生, 此漏电信号经中间环节进行处理和比较, 当达到预定值时, 使主开关分励脱扣器线圈TL 通电, 驱动主开关GF 自动跳闸, 切断故障电路,从而实现保护。

用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同, 不赘述。

2　装设漏电保护器的范围

1992 年国家技术监督局发布的国标GB13955292《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。

3　漏电保护器额定漏电动作电流的选择

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011 s 的漏电保护器。

4　漏电保护器的正确接线方式

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。

TT 系统　配电网低压侧的中性点直接接地, 电气设备的外露可导电部分通过保护线直接接地。

漏电保护器在TN 及TT 系统中的各种接线方式如图2～ 5 所示。安装时必须严格区分中性线N 和保护线PE。三极四线或四极式漏电保护器的中性线, 不管其负荷侧中性线是否使用都应将电源中性线接入保护器的输入端。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线, 不得重复接地或接设备外露可导电部分 保护线不得接入漏电保护器。

如果有人体触摸到电源的线端即火线，或电器设备内部漏电，这时电流从火线通过人体或电器设备外壳流入大地，而不流经零线，火线和零线的电流就会不相等，漏电保护器检测到这部分电流差别后立刻跳闸保护人身和电器的安全，一般这个差流选择在几十毫安。

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。

参考资料

筑龙建筑知识：http://wiki.zhulong.com/dq4/type47/topic653645_7.html

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