漏电保护器的原理及应用 
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漏电保护器的原理及应用

[收藏本页] [打印本页] [关闭窗口] [2014-07-05]

摘要:在低压配电系统中装设漏电保护器是目前防止电击事故和因漏电引发火灾或造成电气损害的最经济有效的措施。本文根据漏电保护器的特性,结合实际应用中的常见问题和解决方案,本文对漏电保护器的重要作用、工作原理、使用范围及注意事项进行简单的阐述和分析。

漏电保护器是一种电气安全装置,广泛运用于低压配电系统中。随着我国经济水平不断发展,电气安全问题越来越被人们所重视。工程验收时,漏电保护器座位重要的防触电和接地故障保护电器,一直是检查的重点。但是,漏电保护器在应用中,常常存在一些错误和误区,不当的使用可能会经济损失和人身安全。

1.漏电保护器的种类

1.1漏电保护插头  漏电保护插头是由零序TA、漏电脱扣器和主开关组成并装载绝缘外壳内,具有漏电保护及手动通断电路的功能,它不具有过负荷和短路保护功能,这类产品主要应用于潮湿环境的电器插头,比如安装在浴室的家用电热水器或者太阳能热水器电加热器所使用的插头。

1.2漏电保护插座  漏电保护插座是由漏电开关或漏电断路器与插座组合而成,使插座回路连接的设备具有漏电保护功能。它主要作为移动式较小负荷设备、家用电器等需要漏电保护的电源。

1.3漏电保护继电器  漏电继电器由零序TA和继电器组成,它具有检测和判断功能,由继电器触点发出信号,控制断路器、接触器切断电路或控制信号元件发出声光信号。

1.4漏电保护断路器  漏电断路器是在断路器的基础上加装漏电保护部件而构成,在保护上具有漏电、过负荷及短路保护功能。  漏电断路器根据技术可分为带两个保护的二级漏电断路器、带3个保护极的三极漏电断路器和带4个保护极的四极漏电断路器。根据结构方式分为电磁式和电子式两种。由于漏电保护断路器在具备漏电保护功能的同时也包含断路器的所有保护功能,所以是低压配电系统中最常用的漏电保护器。

2.漏电保护器的工作原理      漏电保护器是由零序电流互感器、漏电脱扣器、脱扣机构、主开关、实验按钮等五部分组成。以TN-S接地方式为例,将漏电保护器安装在线路中,一次线圈与电网的线路相连接,二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。当用电设备正常运行时,线路中电流呈平衡状态,互感器中电流矢量之和为零。由于一次线圈中没有剩余电流,所以不会感应二次线圈,漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。当用电设备发生漏电或有人触电时,则在故障点产生分流,次漏电电流流入大地,返回变压器中性点,致使互感器中流入、流出的电流不平衡,会出现故障电流在零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,当这个电流值打到该漏电保护器限定的动作电流值时,会导致二次侧足够的感应电压迫使脱扣线圈励磁,强令主开关跳闸,切断供电回路。

3.漏电保护器的应用范围

3.1防人身直接触点应装设动作电流为30mA的漏电保护器  漏电保护器根据动作电流而有不同等级,动作电流越小,灵敏度越高。比较常用的动作电流有300mA、30mA、100mA等级别漏电保护器。根据国际电工委员会标准确定,通过人体的交流50Hz电流不超过30mA时,人体不会发生心室纤维性颤动而死亡,它与人体潮湿程度、接触电压高低无直接关系。因此,国际电工标准在所有防人身电击的条文中,都规定采用动作电流不大于30mA的漏电保护器。据此在潮湿环境如浴室等电击危害大的场所都可装用动作电流为30mA的漏电保护器来防人身电击。10mA的漏电保护器和30mA的漏电保护器在防人身电击的效果上时相同的,都可以使人免于发生心室纤颤而死亡。由于10mA漏电保护器制作工艺复杂,价格较贵,并且电气设备如在一些特殊环境工作时,正常泄漏电流较大,容易引起误动作。而频繁的误动作停电的后果往往是漏电保护器电保护器短接或拆除,使线路时期接地故障保护,导致危险的后果。所以防人身意外电击通话藏装设动作电流为30mA的漏电保护器。

3.2电气火灾的防护  配电线路短路时经常放声的一个故障,而在线路短路中大部分是单向接地故障,即相线与大地、电气设备外壳、金属结构管道之间的短路。接地故障既能引起人身电击事故,也相间短路、单向短路容易引起电气火灾。《低压配电设计规范》规定,配电线路都应有接地故障保护电器。当发生电弧性接地故障起火时,因电弧电流小,断路器、熔断器往往不能在火灾发生前切断电源,而漏电保护器则能立即动作切断电源。因此,除在手握式、移动式设备终端线路上安装30mA瞬时动作漏电保护器外,还应在电影总干线上安装带少许延时的漏电保护器功能的断路器,它主要用于防接地故障引起的电气火灾和线路对地电位升高事故。

3.3必须安装漏电保护器的设备和场所

a.手握式和移动电气设备应装用30mA高灵敏度的漏电保护器。日常生活和生产中,经常使用一些手握式和移动式电气设备,比如工厂经常使用的检修电焊机。手握式和移动式电气设备的电击危险最大。这是因为这些设备使用中经常挪动,绝缘容易破损而发生碰外壳接地故障。操作人员一旦发生触电,无法甩脱。不论有无装有30mA漏电保护,固定式设备发生电击事故时都可是人站立不稳摔倒,但不会因发生心室纤颤而电击致死。因此手握式和移动式设备必须装有30mA瞬时动作漏电保护器。

b.安装在潮湿、强腐蚀等环境恶劣场所的电气设备。

c.施工工地的施工机械电气设备、临时电源及检修电源。

d.公共及民用建筑的插座回路。

3.4报警式漏电保护器的应用  对于一些一级负荷,停电一旦发生漏电切断其电源,会造成事故或重大经济损失。对于此类负荷,应装设报警式漏电保护器,漏电时只提供报警信号,不作用于切断电源。  需要装设报警式漏电保护器的设备和场所有:

a. 公共场所的通道照明。

b.电梯和消防类设备。

c. 用于防盗和报警的电源。

d.其他不允许停电的特殊设备和场所。

3.5不需装设漏电保护器的设备

a.使用安全电压供电的电气设备。

b.一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备。

c.使用隔离变压器供电的电气设备。

d.在采取不接地的局部等电位连接安全措施的场所使用的电气设备。

e.在没有间接接触电击危险场所的电气设备。

4.事故原因分析  在下列情况下,即使装有漏电保护器,仍可能发生触电事故:

a. 人同时触及相线及中性线。

b.人站在高处,同时触及相线及墙体,此时流经人体电流可能小于漏电动作电流,但仍有可能使人痉挛,造成跌落等二次伤害。

c. 在TN系统中,如果PE线短路,此时电气设备的绝缘被破坏,如选用的漏电保护器不是防止直接电击的,则漏电保护器可能不动作,PE线带电,造成人身伤害。

d.在TN系统中,装设保护器与没有装设漏电保护器的设备如共用PE线,则当没有装设漏电保护器的电气设备绝缘损坏而外壳带电时,装设漏电保护器的设备外壳也带点,有可能造成人身伤害。

5.结束语

正确选择与安装漏电保护器是防止人身触电事故和电器火灾的有效途径,在建筑电气设计和施工中只要合理选用和正确安装,对保护人身安全和防止设备损坏,以及预防火灾将会有明显的作用。但由于漏电保护器本身的局限性,我们不能把这种保护当做万无一失的保护措施。


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