漏電斷路器的剖析與應(yīng)用

1、<p>　　漏電斷路器的剖析與應(yīng)用</p><p>　　摘要:當(dāng)前，人們對漏電斷路器已經(jīng)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(wù)對象，還有待于進(jìn)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(shè)計(jì)人員、施工技術(shù)人員掌握這一理論尤為重要。 </p><p>　　關(guān)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(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　為了使人們能夠清晰認(rèn)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(yīng)的約定時間與電流區(qū)域理論，本文對漏電開關(guān)原理、在各種情況的準(zhǔn)確選型和在什么情況下必須安裝漏電開關(guān)以及漏電開關(guān)在使用中注意的事項(xiàng)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(yīng)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(yīng)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(xué)效應(yīng)。在AC-3區(qū)域，可以強(qiáng)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(xué)效應(yīng)，如心博停止，呼吸停止或其它細(xì)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(hù)范圍由此產(chǎn)生。 </p><p>　　漏電斷路器的漏電保護(hù)部分，由零序電流互感器（

5、感測部分），運(yùn)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(hù)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(cè)。根據(jù)基爾霍夫電流可知，任一時刻，流入任一節(jié)點(diǎn)的電流恒等于流出此節(jié)點(diǎn)的電流，即任一時刻，流入（出）某節(jié)點(diǎn)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(cè)中瞬時電流的矢量和是否為零，當(dāng)被保護(hù)的電路出現(xiàn)絕緣故障時，負(fù)載側(cè)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(chǎn)生互感電壓，該信號經(jīng)過運(yùn)算控制器運(yùn)算后，當(dāng)泄漏電流達(dá)到整定動作值時，驅(qū)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(dá)到漏電保護(hù)器的作用。 </p><p>　　二、漏電斷路器的在電網(wǎng)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?jǐn)鄷r間，從中看出，剩余動作電流30mA時，分?jǐn)鄷r間是0.1s；剩余動作電流60mA時，分?jǐn)鄷r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(hù)，家用漏電斷路器剩余動作電流一般選用30mA，分?jǐn)鄷r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(shè)在電源側(cè)，用于電氣火災(zāi)的保護(hù)。農(nóng)村配電和施工現(xiàn)場臨時用電容量較小，負(fù)荷分布比較分散，但總體上低壓電網(wǎng)大致可分為三層：配變臺區(qū)、分支配電箱、用戶端。三級保護(hù)是直接接觸保護(hù)與

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

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

10、故障時，總保護(hù)動作，以縮小事故停電范圍。 </p><p>　　三、不同類型的漏電保護(hù)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(hù)器分電磁式剩余電流保護(hù)器和電子式剩余電流保護(hù)器。 </p><p>　　電磁式剩余電流保護(hù)器

11、 ：零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)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(hù)器，其動作功能與線路電壓無關(guān)。 </p><p>　　電子式剩余電流保護(hù)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(jīng)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(hù)器，其動作功能與線路電壓有關(guān)。 </p><p>　　根據(jù)剩余電流保護(hù)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(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過基準(zhǔn)值時，使主電路觸頭斷開機(jī)械開關(guān)電器。 </p><p>　　剩余電流斷路器帶有過載和短路保護(hù)。有的剩余電流斷路器還可帶有過電壓保護(hù)。 </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(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過基準(zhǔn)值時，發(fā)出一個機(jī)械開閉信號使機(jī)械開關(guān)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(hù)器，作為低壓電網(wǎng)的總保護(hù)開關(guān)或分支保護(hù)開關(guān)使用。 </p><p>　　根據(jù)用電負(fù)荷剩余電流動作保護(hù)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(hù)極的二極斷路器 1P+N </p><p>　　帶二個保護(hù)極的二極斷路器 2P </p><p>　　帶三個保護(hù)極的三極斷路器 3P </p><p>　　帶三個保護(hù)極的四極斷

15、路器 3P+N </p><p>　　帶四個保護(hù)極的四極斷路器 4P </p><p><b>　　注： </b></p><p>　　1、不是保護(hù)極的極可以是：“非保護(hù)極”或“開閉中性極”。 </p><p>　　2、極——僅與斷路器主電路的一個單獨(dú)導(dǎo)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(hù)極——帶有過電流脫扣器的極。 </p><p>　　4、非保護(hù)極——不帶過電流脫扣器，其他方面卻與保護(hù)極的結(jié)構(gòu)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(dāng)N線為非保護(hù)極或開閉中性極時，模數(shù)為2*18mm=36m

18、m； </p><p>　　當(dāng)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(hù)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(jié)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(nèi)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?jǐn)嗄芰Α笨隙ㄒ哂诤笳?，畢竟空間是影響分?jǐn)嗄芰Φ囊粋€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(dāng)中應(yīng)注意的問題。 </p><p>　　1.如何防止剩余電流動作保護(hù)器誤動作 </p><p>　　在安裝剩余電流動作保護(hù)器的線路負(fù)荷端，經(jīng)常出現(xiàn)保護(hù)器跳閘情況，究其原因有如下兩種原因：1）保護(hù)器所帶負(fù)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(hù)器所帶負(fù)荷的零線和非本回路的零線連接。此種情況經(jīng)常發(fā)生在線路改造當(dāng)中，有些電工為了圖省事隨處借用零線，合開關(guān)時，因本保護(hù)器負(fù)荷回路的零線電流流到借用零線上，保護(hù)器自然就跳閘。 </p><p>　　2.在臨時配電系統(tǒng)中應(yīng)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(guān)要設(shè)立剩余電流動作保護(hù)器以保證此臨時配電系統(tǒng)與上一級電網(wǎng)互不影響。但這樣做有時因?yàn)楦?/p>

22、種原因?qū)е乱患壥Ｓ嚯娏鲃幼鞅Ｗo(hù)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(hù)器從一級改換到二級開關(guān)的位置上 ，這樣就做到即實(shí)現(xiàn)了此二級漏電開關(guān)下面的負(fù)荷有故障時及時跳閘又防止此二級漏電開關(guān)以外的剩余電流動作保護(hù)器誤動作。確保其它回路的負(fù)荷不受其影響。 </p><p>　　3.三相負(fù)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(yīng)建立

23、在弄清漏電保護(hù)器本身的結(jié)構(gòu)，即N線是否穿過零序電流互感器與負(fù)載類型，即負(fù)載是否對中性線有要求的基礎(chǔ)上。根據(jù)漏電開關(guān)的結(jié)構(gòu)看出，三極漏電保護(hù)器應(yīng)為N線不穿過零序電流互感器，它應(yīng)用于三相三線配電系統(tǒng)，負(fù)載無中性線。如電動機(jī)、電爐絲等；此時應(yīng)選用帶三個保護(hù)極的三極漏電斷路器;四極漏電保護(hù)器應(yīng)為N線穿過零序電流互感器，它應(yīng)用于三相四線配電系統(tǒng)，負(fù)載有中性線。如機(jī)床、中頻爐控制箱等。此時應(yīng)選用3P+N帶三個保護(hù)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(wǎng)主回路中，不能安裝3P+N的漏電斷路器。這是因?yàn)樵赥N-C接地制式的電網(wǎng)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(jié)論 </b></p><p>　　通過以上論述，專業(yè)設(shè)計(jì)人員、施工技術(shù)人員對漏電斷路器的原理、選擇、正確使用以及

25、漏電開關(guān)在使用中應(yīng)注意的問題有了深一層認(rèn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各種用電設(shè)備。誠心希望能給人們的生活帶來一些幫助。由于本人的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有限，對漏電斷路器的內(nèi)容分析的不全面，望同行給以圈點(diǎn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　GB13870-2008 電流通過人體的效應(yīng) 第一部