漏电保护器的工作原理和相关应用

漏电保护器的工作原理和应用摘要 ： 漏电保护器，简称漏电开关，又叫漏电断路器，主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触点保护， 具有过载和短路保护功能， 可用来保护线路或电动机的过载和短路，亦可在正常情况下作为线路的不频繁转换启动之用。 [1, 2]本文就漏电保护器的工作原理及应用作简要介绍。1. 漏电保护器的工作原理1.1 漏电保护器的构成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。 （如图一）1.2 漏电保护器的组成结构及工作原理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。漏电保护器主要包括检测元件 (零序电流互感器 )、中间环节、执行元件 (主开关 )以及试验元件等几个部分。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 N2 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。下面就漏电保护器在供电系统中的工作原理简要介绍一下。图 2 是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 : 这使得 TA 铁心中的磁通的相量和也为零 , 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。这使得 TA 铁心中的磁通相量和也不等于零 , 即 : 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。 [3]2．漏电保护器的安装原则2.1 漏电保护器的安装要求（ 1）漏电保护器安装无腐蚀性气体、无爆炸危险的场所 ,并注意防潮、防尘、防震、防阳光之晒。2 （ 2）漏电保护器的安装位置应避免邻近到县、电气设备的磁场干扰。（ 3）漏电保护器使用穿心式零序电流互感器时，各相一次导线安设在一起过互感器。并在两端部保护适当距离后才分开，以防保护器在正常条件下误动作。（ 4）组合式保护器的外部连接控制线应采用铜导线截面积应小于 1.5mm^2 （ 5）组合式保护器的漏电继电器宜装在配电盘正面，距离地面一般为 800~150 2.2 保护器安装后的试验项目（ 1）全负荷合闸开关三次，不得有误动作（ 2）用试验按钮试验三次，应正常动作（ 3）逐项用试验电阻做一次节地试验，应正确动作2.3 安装漏电保护器注意事项（ 1）采用电流型的总保护，配电变压器的低压中性点必须直接接地或经低阻抗接地，低压电网的零线上不得有重复接地，并保证零线有良好的绝缘（ 2）不是同一支路的电流型保护器后面的零线部的功用（ 3）电动机及其他用电设备的金属外壳应接地 ,接地电阻按关规定选择（ 4）低压电网三相负荷应力求平衡漏电电流。线路不平衡漏电电流中值一般不宜大于有关规定 [4]2.4 漏电保护器的接线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- S系统 整个系统的中性线与保护线是分开的。TN- C系统 整个系统的中性线与保护线是合一的。TN- C-S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。漏电保护器在各种系统下的各种接线方式如图所示。安装时必须严格区分中性线 N 和保 护线 P E。 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。 [5]3.漏电保护器的应用3.2.1 安装在干线上以防电气火灾电源总进线上的过电流保护装置难以及时切断系统内发生的接地故障 ,一般的全属性短路由于过电流保护能及时切断电路。 引起火灾的并不多， 更多的火灾由于电流较小的接 电弧故障引起。因而一般在建筑物总进线上装设带延时的、不大于 500ma 的漏电保护器，以检测出接地短路故障 ,切断事故线路以有效地防止火灾事故的发生但漏电保护器只能对其保护范围内的接地故障起作用 ,不能防止从保护范围外传导来的故障电压引起的电击事故。3.2.2 安装在支 线上 以 防电 击许多末端插座回路难免接用手握式、移动式设备 ,最容易发生接地故障 ,电击危险也最大 , 为保证用电安全 ,我国目前已在插座回路里装设了普通型漏电保护器 ,其额定动作电流 I≤30ma ,达到乙电流动作时间不大于 ,以防电击（包括直接接触电击） ,这样 ,在漏 电保护器的保护范围内 ,若保护器工作正常能在数十秒的时间内切断数毫安级的短路电流 ,即使接触电压高达 220v,也能快速切断短路电流 ,使人免于电击伤亡。综上所述 ,采用重复接地和等电位联结能够降低接触电压 ,而漏电保护器又可以灵敏快速地切断接地短路故障 ,二者很好地配合就能防止人身受击及设备受损。所以 ,在系统中应采用重复接地和等电位联结 ,并在末端配合漏电保护器。 [2]参考文献[1] 百 度 百 科 . http://baike.baidu.com/link?url=l_2082ROL81SWuiStjPqOYJpuc0ADameHwuSOUAYPxPH-tVqwj2IZHve1P_BTSKqbE49DSsgqV67uWkfGSQOUK[j]. [2] 高文习 . IT, TT, TN 三种供电系统的特点与比较 [j]. 电气时代 . 1998,2:011. [3] 马剑 . 浅谈漏电保护器的工作原理和应用 [j]. 科技信息 . 2007(8):83-. [4] 刘贤霞 . 漏电保护器的工作原理与安装应用 [j]. 科技信息 . 2007(25):259-60. [5] 罗巧秀 . 漏电保护器的工作原理和应用 [J][j]. 供用电 . 2002,19(3):47-8.