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电保护,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。
漏电保护器一般分为C型和D型,C型一般用于家庭用途,D型一般用于工业用途。 [4]
- 中文名
- 漏电保护器
- 外文名
- leakage protector
- 别 名
- 漏电断路器
- 拼 音
- lòu diàn bǎo hù qì
- 简 称
- 漏电开关
- 用 途
- 设备发生漏电故障时及时断电
自从人类发明并使用电以来,电不仅能给人类带来了很多方便,也能给人类带来灭顶之灾。它可能烧坏电器,引起火灾,或者使人触电。如果有一种设备可以使人们安全地使用电,将会避免很多不必要的损失。所以在五花八门的电器接踵而来的同时,也诞生了各式各样的保护器。其中有一种是专门保护人的,称为漏电保护器。漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器,一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上,后者专用于防电气火灾。
漏电保护器经历了一个漫长的发展历程,目前已为全世界普遍使用。 [1]
1930年在欧洲发明了电压动作型漏电保护器,用来防止电气设备因绝缘损坏而发生的触电事故。1960年出现了电流动作型漏电保护器。当前,世界上的电压动作型漏电保护器已被淘汰,而电流动作型漏电保护器已经成为漏电、触电保护的主要电气装置。
美国从1967年开始就使用了电流动作型漏电保护器,由于游泳池的触电事故导致重视漏电保护器的发展,而且一开始就要求使用漏电动作电流为5mA的漏电保护器。
中国从1966年开始研制电压动作型漏电保护器,1976年开始研制生产电磁式漏电保护器,1985年左右研制生产了集成电路的漏电保护器。
漏电保护器的推广应用是与制定使用标准、规程分不开的。美国的《美国国家电气法规》(NEC)1971年版规定,自1973年1月1日起对住宅和建筑工地必须设置漏电保护器。日本的《电气设备技术标准》和劳动省的《安全卫生规则》中规定,工作电压超过60V的电气设备在潮湿场所使用必须设置漏电保护器,在400V电路中必须全部设置漏电保护器。
中国在1981年原国家建工总局《关于加强劳动保护工作的决定》中规定,施工现场的电气设备必须设置漏电保护装置。1983年制定的GB3787—1983《手持电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》中规定,手持电动工具必须使用漏电保护器,1988年建设部制订的JGJ46—1988《施工现场临时用电安全技术规范》规定,用电建筑机械和手持电动工具必须设置漏电保护器,并要求在施工现场内实行包括总电源漏电保护在内的二级漏电保护。
1.漏电保护继电器是指具有对漏电流检测和判断的功能,而不具有切断和接通主回路功能的漏电保护装置。漏电保护继电器由零序互感器、脱扣器和输出信号的辅助接点组成。它可与大电流的自动开关配合,作为低压电网的总保护或主干路的漏电、接地或绝缘监视保护。
当主回路有漏电流时,由于辅助接点和主回路开关的分离脱扣器串联成一回路,因此辅助接点接通分离脱扣器而断开空气开关、交流接触器等,使其掉闸,切断主回路。辅助接点也可以接通声、光信号装置,发出漏电报警信号,反映线路的绝缘状况。
2.漏电保护开关是指不仅它与其它断路器一样可将主电路接通或断开,而且具有对漏电流检测和判断的功能,当主回路中发生漏电或绝缘破坏时,漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。它与熔断器、热继电器配合可构成功能完善的低压开关元件。
(3)同时具有过载、短路保护功能。
(4)同时具有短路保护功能。
3.漏电保护插座是指具有对漏电电流检测和判断并能切断回路的电源插座。其额定电流一般为20A以下,漏电动作电流6~30mA,灵敏度较高,常用于手持式电动工具和移动式电气设备的保护及家庭、学校等民用场所。
一是电网确有接地时,漏电保护器正常动作。在这种正常动作中,因电网老化、气候环境变化,电网产生接地点引起的动作占绝大多数,而因人身触电引起的动作则是极少数。可以想象,能够正常用电是人们的第一需求,为了防止发生概率极低的人身触电伤害而招致频繁的停电,影响正常生产和生活当然会造成人们的烦恼。
3,多分支漏电之和可以造成越级误动。
4,中性线重复接地可能造成串流误动。
可见,由于漏电保护器在技术上就存在这些产生误动的可能性,会使漏电保护器的频动问题更加严重,更加复杂。
从技术原理上分析,漏电保护器也存在可能产生拒动的技术误区。
1,当中性线产生重复接地时,会使漏电保护器产生分流拒动,而中性线重复接地点是很难找到的。
由以上分析可以看出,漏电保护器在实际使用中发生的频动、拒动问题,既有客观环境和管理的原因,也有漏电保护器本身技术上的误区。尤其是使用漏电保护器要求电网中性点必须接地,而漏电保护器的技术误区大多与电网中性点接地有关:
其三,由于中性点接地,当人身触电时,会立即产生很大的电击流,对人的生命威胁非常大,即使有漏电保护器也是先遭电击,再动作保护,如果动作迟缓或失灵,后果会更加严重。
其五,由于中性点已经接地,中性线发生重复接地很难被发现,中性线重复接地会使漏电保护器发生分流拒动和串流误动。
还需特别指出两点:
1. 当发生人体单相触电事故时(这种事故在触电事故中几率最高),即在漏电保护器负载侧接触一根相线(火线)时它能起到很好的保护作用。如果人体对地绝缘,此时触及一根相线一根零线时,漏电保护器就不能起到保护作用。
2. 由于漏电保护器的作用是防患于未然,电路工作正常时反映不出来它的重要,往往不易引起大家的重视。有的人在漏电保护器动作时不是认真地找原因,而是将漏电保护器短接或拆除,这是极其危险的,也是绝对不允许的。
漏电保护器在反应触电和漏电保护方面具有高灵敏性和动作快速性,这是其他保护电器,如熔断器、自动开关等无法比拟的。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流,他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定,因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障(有的自动开关还具有过载保护功能)。而漏电保护器是利用系统的剩余电流反应和动作,正常运行时系统的剩余电流几乎为零,故它的动作整定值可以整定得很小(一般为mA级),当系统发生人身触电或设备外壳带电时,出现较大的剩余电流,漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作,切断电源。
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。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。
- 1.
- 2.
- 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.
在了解触电保护器的主要原理前,有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候,人身上就有电流通过;当电流的大小足够大的时候,就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候,就要求在最短的时间内切除电流,比如说,如果通过人的电流是50毫安的时候,就要求在1秒内切断电流,如果是500毫安的电流通过人体,那么时间限制是0.1 秒。
图中的CT表示“电流互感器”,它是利用互感原理测量交流电流用的,所以叫“互感器”,实际上是一个变压器。它的原边线圈是进户的交流线,把两根线当作一根线并起来构成原边线圈。副边线圈则接到“舌簧继电器”SH的线圈上。
舌簧继电器的簧片电极接在“脱扣线圈”TQ电路里。脱扣线圈是个电磁铁的线圈,通过电流就产生吸引力,这个吸引力足以使上面说的钩子解脱,使得DZ立刻断开。因为DZ就串在用户总电线的火线上,所以脱了扣就断了电,触电的人就得救了。
不过,漏电保护器之所以可以保护人,首先它要“意识”到人触了电。那么漏电保护器是怎样知道人触电了呢?从图中可以看出,如果没有触电的话,电源来的两根线里的电流肯定在任何时刻都是一样大的,方向相反。因此CT的原边线圈里的磁通完全地消失,副边线圈没有输出。如果有人触电,相当于火线上有经过电阻,这样就能够连锁导致副边上有电流输出,这个输出就能够使得SH的触电吸合,从而使脱扣线圈得电,把钩子吸开,开关DZ断开,从而起到了保护的作用。
值得注意的是,一旦脱了扣,即使脱扣线圈TQ里的电流消失也不会自行把DZ重新接通。因为没人帮它合上是无法恢复供电的。触电者离开,经检查无隐患后想再用电,需把DZ合上使其重新扣住,便恢复了供电。
以上就是触电保护器的主要原理,但是就是有了触电保护器,也不能认为是万无一失了,用电依然应该注意安全。
1、由图可以看到,当电路工作正常时,由电流定理知道从网络一端流进和流出的电流为0,所以在漏电保护器右侧的电流总和应为0,即I1+I2+I3+IN=0;因此漏电保护器不会工作。注意,电流的实际方向依实际电路而定,在本例中,IN的方向与I1,I2,I3相反。
2、当设备外壳漏电并有人接触时,这时就会有一部分电流IK经过人体流入地下,从而使漏电保护器右侧的电流总和为不0,也就是说I1+I2+I3+IN≠0,当漏电电流达到漏电保护器的动作电流时,漏电保护器就会动作,从而关闭电源,从而达到漏电保护的目的。
注意以下两点
1、经过漏电保护器的中性线不得作为保护线,由上图可知,当产生漏电电流时,漏电电流IK1经设备外壳又流回了漏电保护器,这时漏电保护器右侧的电流总和仍为0,因此漏电保护器不会动作,因此达不到漏电保护的目的。
图中L为电磁铁线圈,漏电时可驱动闸刀开关K1断开,每个桥臂用两只1N4007串联可提高耐压。R3、R4阻值很大,所以K1合上时,流经L的电流很小,不足以造成K1断开。R3、R4为可控硅T1、T2的均压电阻,可以降低对可控硅的耐压要求。K2为试验按钮,起模拟漏电的作用。按压试验按钮K2,K2接通,相当于外线火线对地有漏电,这样,穿过磁环的三相电源线和零线的电流的矢量和不为零,磁环上的检测线圈的a、b两端就有感应电压输出,此电压立即触发T2导通。由于C2预先有一定电压,T2导通后,C2便经R6、R5、T2放电,使R5上产生电压触发T1导通。T1、T2导通后,流经L的电流增大,使电磁铁动作,驱动开关K1断开,试验按钮的作用是随时可检查本装置功能是否完好。用电设备漏电引起电磁铁动作的原理与此相同。R1为压敏电阻,起过压保护作用。 [2]
2.1 必须装漏电保护器(漏电开关) 的设备和场所
(2) 安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备;
(6) 机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路;
(8) 安装在水中的供电线路和设备;
(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
(2) 消防用电梯及确保公共场所安全的设备;
(5) 其它不允许停电的特殊设备和场所。
1、漏电保护器安装在分支线路出口处,而漏电保护插座安装在每个用电电器端,属于末端安装。安装维修更方便。
2、漏电时区别
漏电保护器当线路漏电时,由于是分支线路出口处安装,终端故障会导致整个支路断电家里没有电,而漏电保护插座,当支路上电器或线中漏电时,只是单支线线路不通电,电器无法工作。
3、接线保护区别
漏电保护器只有火线保护,而漏电保护插座带有火线、零线保护。
4、漏电电流和漏电脱扣时间区别:
低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一,也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全,运行中仍应以预防为主,并应同时采取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。
1、用于单台用电设备时,动作电流应不小于正常运行实测泄漏电流的4倍;
3、用于全网保护时,动作电流应不小于实测泄漏电流的2倍;
依据这些标准和规定,我们在选用漏电保护器时应遵循以下主要原则:
1. 购买漏电保护器时应购买具有生产资质的厂家产品,且产品质量检测合格。在这里要提醒大家:市场上销售的漏电保护器有不少是不合格品。2002年10月28日,国家质检总局公布漏电保护器产品质量抽查结果,有20%左右的产品不合格,其主要问题为:有的不能正常分断短路电流,消除火灾隐患;有的起不到人身触电的保护作用;还有一些不该跳闸时跳闸,影响正常用电。
3. 电源采用漏电保护器做分级保护时,应满足上、下级开关动作的选择性。一般上一级漏电保护器的额定漏电电流不小于下一级漏电保护器的额定漏电电流,这样既可以灵敏地保护人身和设备安全,又能避免越级跳闸,缩小事故检查范围。
7. 安装在水中的供电线路和设备以及潮湿、高温、金属占有系数较大及其他导电良好的场所,如机械加工、冶金、纺织、电子、食品加工等行业的作业场所,以及锅炉房、水泵房、食堂、浴室、医院等场所,必须使用漏电保护器进行保护。
在浴室、游泳池等场所漏电保护器的额定动作电流不宜超过10mA。
①额定漏电动作电流
在规定的条件下,使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器,当通入电流值达到30mA时,保护器即动作断开电源。
②额定漏电动作时间
③额定漏电不动作电流
在规定的条件下,漏电保护器不动作的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器,在电流值达到15mA以下时,保护器不应动作, 否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。
④其他参数如:电源频率、额定电压、额定电流等,在选用漏电保护器时,应与所使用的线路和用电设备相适应。 漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压,若波动太大,会影响保护器正常工作,尤其是电子产品,电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。 漏电保护器的额定工作电流,也要和回路中的实际电流一致,若实际工作电流大于保护器的额定电流时,造成过载和使保护器误动作。
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,国际上公认不高于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0.1 s 的漏电保护器。
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。
相线(英文LIVE)L 一般为红色或棕色(IEC体系)或黑色(UL体系)
中性线(英文NEUTRAL)N(中性线)一般为蓝色 (IEC体系)或白色(UL体系)
地线(英文EARTH) E 一般为黄色或黄绿色
2. 标有电源侧和负荷侧的漏电保护器不得接反。如果接反,会导致电子式漏电保护器的脱扣线圈无法随电源切断而断电,以致长时间通电而烧毁。
5. 工作零线不得在漏电保护器负荷侧重复接地,否则漏电保护器不能正常工作。
6. 采用漏电保护器的支路,其工作零线只能作为本回路的零线,禁止与其他回路工作零线相连,其他线路或设备也不能借用已采用漏电保护器后的线路或设备的工作零线。
7. 安装完成后,要按照《建筑电气工程施工质量验收规范(GB50303-2002)》3.1.6条款,即“动力和照明工程的漏电保护器应做模拟动作试验”的要求,对完工的漏电保护器进行试验,以保证其灵敏度和可靠性。试验时可操作试验按钮三次,带负荷分合三次,确认动作正确无误,方可正式投入使用。
漏电保护器的安全运行要靠一套行之有效的管理制度和措施来保证。除了做好定期的维护外,还应定期对漏电保护器的动作特性(包括漏电动作值及动作时间、漏电不动作电流值等)进行试验,做好检测记录,并与安装初始时的数值相比较,判断其质量是否有变化。
在使用中要按照使用说明书的要求使用漏电保护器,并按规定每月检查一次,即操作漏电保护器的试验按钮,检查其是否能正常断开电源。在检查时应注意操作试验按钮的时间不能太长,一般以点动为宜,次数也不能太多,以免烧毁内部元件。
漏电保护器一旦损坏不能使用时,应立即请专业电工进行检查或更换。如果漏电保护器发生误动作和拒动作,其原因一方面是由漏电保护器本身引起,另一方面是来自线路的缘由,应认真地具体分析,不要私自拆卸和调整漏电保护器的内部器件。
(1) 漏电保护器适用于电源中性点直接接地或经过电阻、电抗接地的低压配电系统。 对于电源中性点不接地的系统,则不宜采用漏电保护器。 因为后者不能构成泄漏电气回路,即使发生了接地故障,产生了大于或等于漏电保护器的额定动作电流,该保护器也不能及时动作切断电源回路;或者依靠人体接能故障点去构成泄漏电气回路,促使漏电保护器动作,切断电源回路。 但是,这对人体仍不安全。 显而易见,必须具备接地装置的条件,电气设备发生漏电时,且漏电电流达到动作电流时,就能在0.1 秒内立即跳闸,切断了电源主回路。
(3) 接零保护线(PE) 不准通过零序电流互感器。 因为保护线路(PE) 通过零序电流互感器时,漏电电流经PE 保护线又回穿过零序电流互感器,导致电流抵消,而互感器上检测不出漏电电流值。 在出现故障时,造成漏电保护器不动作,起不到保护作用。
(4) 控制回路的工作中性线不能进行重复接地。 一方面,重复接地时,在正常工作情况下,工作电流的一部分经由重复接地回到电源中性点,在电流互感器中会出现不平衡电流。 当不平衡电流达到一定值时,漏电保护器便产生误动作;另一方面,因故障漏电时,保护线上的漏电电流也可能穿过电流互感器的个性线回到电源中性点,抵消了互感器的漏电电流,而使保护器拒绝动作。
(5) 漏电保护器后面的工作中性线N 与保护线(PE) 不能合并为一体。 如果二者合并为一体时,当出现漏电故障或人体触电时,漏电电流经由电流互感器回流,结果又雷同于情况(3) ,造成漏电保护器拒绝动作。
(6) 被保护的用电设备与漏电保护器之间的各线互相不能碰接。 如果出现线间相碰或零线间相交接,会立刻破坏了零序平衡电流值,而引起漏电保护器误动作;另外,被保护的用电设备只能并联安装在漏电保护器之后,接线保证正确,也不许将用电设备接在实验按钮的接线处。
1、GB14048.2 断路器
2、GB16916.1 RCCB
3、GB16917.1 RCBO
4、GB20044 PRCD
5、GB10963.1 MCB
6、GB6829漏电保护器的通用要求