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      漏電保護斷路器原理

      發表時間:2018-6-19 16:16:28  閱讀次數:


      漏電保護器是一種防漏電的安全保護裝置,一般主要作用是當我們發生觸電情況的時候,漏電保護器能夠迅速切斷電源,保障我們的人身安全,防止觸電事故的發生。除此之外,有些漏電保護器還有防止線路過載或是短路的保護功能。

      漏電保護器(又名剩余電流動作保護器簡稱RCD)可以分為以下三種:

      第一、不帶過載和短路保護,僅有漏電保護的RCD,也稱為漏電開關。

      第二、帶過載保護、短路保護和漏電保護的RCD,也稱為漏電斷路器。

      第三、沒有過載和保護功能,也不直接分合電路,僅有漏電報警作用的RCD,也稱為漏電繼電器。

      在非標自動化控制回路中最常用到的就是前兩種。接下來著重介紹:

      漏電斷路器的分類

      常用的漏電斷路器分為電壓型和電流型兩類,而電流型又分為電磁型和電子型兩種。

      電壓型漏電斷路器用于變壓器中性點不接地的低壓電網。其特點是當人身觸電時,零線對地出現一個比較高的電壓,引起繼電器動作,電源開關跳閘。

      電流型漏電斷路器主要用于變壓器中性點接地的低壓配電系統。其特點是當人身觸電時,由零序電流互感器檢測出一個漏電電流,使繼電器動作,電源開關斷開。

      相關概念

      1、  漏電電流

      當電氣設備的絕緣發生故障損壞時,發生線路線與線之間、線與地之間的正常狀態時的電氣設備與不帶電的外殼、護罩、構架等形成電流通路,稱為漏電電流。例如,絕緣材料因溫度過高而發生電擊穿,在強電場作用下發生的電擊穿,由于長期通過泄漏電或者因為電弧燒灼而燒毀,受到腐蝕性氣體、蒸汽、導電性粉塵、過分潮濕、或其他機械損傷等外界作用,以及年久老化等原因,都可能導致絕緣性能損壞,形成漏電。另外,在實際工作中,我們把人或者可導電物體與帶電體之間的碰觸,與地之間所形成的電流通路,如人的觸電習慣上也稱為漏電電流。

      2、  剩余電流

      剩余電流是指剩余電流動作保護裝置主回路(零序互感器)的電流瞬時值的矢量和,以其有效值表示。對于單相線路,剩余電流一般情況就是該相的對地漏電電流;對于三相線路,剩余電流就是各相電流瞬時值的矢量和(流出的電流不等于流回的電流),以其有效值表示。剩余電流動作保護裝置所檢測的電流嚴格來講,是由多種電流組成,包括對地短路電流、電容電流、諧波電流及雜波電流等。

      剩余電流與漏電電流是有很大區別的,我們不能將兩者混同起來,特別是對于三相低壓配電供電來說,有漏電電流不一定有剩余電流。如三相漏電相等三相電流瞬時值的矢量和為零,不管每一相的漏電電流有多大,剩余電流也還是零,同時,有剩余電流不一定有同樣的漏電電流,如零線重復接地和開關之間混線等,即使剩余電流很大,漏電電流也不一定有關系。

      所以,我們首先要正確理解漏電電流與剩余電流兩者在基本概念上的區別,才能使用好剩余電流動作保護裝置,才能更好發揮出剩余電流動作保護裝置應有的作用。

      3、  剩余電流動作保護裝置

      剩余電流動作保護裝置是指在規定條件下,當被保護電路中剩余電流超過設定值時,能自動斷開電路或發出報警信號的保護裝置。而“裝置”的范圍是指具有剩余電流保護功能的系列設備。

      剩余電流動作保護裝置采用自動切斷電源的保護原理,在直接接觸防護中作為防止電擊危險的基本保護措施的附加保護;在間接接觸防護中作為防止因接地故障時電氣設備外露點電部分帶有危險電壓而引發電機危害或電氣火災危險的有限保護。剩余電流動作保護裝置切斷電源的動作原理不同于電流的保護,而是依靠系統中發生接地故障時,各相線和中線電流形成的矢量和,即使這個矢量和小到只有mA級,但達到預定值,通過剩余電流動作保護裝置的放大,形成高靈敏度的切斷動作,是漏電斷路器動作跳閘,達到安全保護的目的。

      剩余電流動作保護裝置主要由四個基本環節組成,即信號檢測、信號處理、執行機構和試驗裝置。

      (1)、零序電流互感器是一個信號檢測元件,用來檢測一次線路中的剩余電流,一般采用高導磁率的鐵氧體為基材的環形互感器。安裝時,把被保護范圍的三相四線一次回路全部穿過零序電流互感器來檢測一次回路中電流的矢量和。

      (2)、信號處理主要是電子電路,功能是對取樣檢測環節送來的微弱電流信號進行放大,交換和比較運算等一系列電子運算處理后輸出一個可命令執行的OUT信號給執行機構完成通斷的信號指令。

      (3)、執行機構主要是一個脫扣器(交流接觸器或斷路器),功能是接受并執行通斷指令,依靠可分離的觸頭來切斷被保護的線路。

      (4)、試驗裝置是一個用模擬信號發生的剩余動作電流來簡單的檢測剩余電流動作保護裝置是否有效的裝置。

      漏電斷路器中1P+N跟2P的區別

      1、斷路器不同:1P+N的漏電斷路器,是一個1P的斷路器;2P的漏電斷路器是二極二線式漏電保護器,一個2P斷路器加一個漏電模塊。

      2、斷開電路不通:1P+N漏電時漏電模塊帶動斷路器跳閘,火線斷開,但零線不斷開,因為只有火線具有熱磁脫扣功能,只能保護和控制火線;2P漏電時漏電模塊帶動斷路器跳閘,同時斷開火線、零線,都具有熱磁脫扣功能。

      3、漏電模塊寬度不同:2P帶漏電模塊的寬度是36mm,1P+N的漏電斷路器寬度是18mm,對于比較重要、檢修與操作頻繁、容易出現故障的用電回路,較好還是用2P,但其成本相對高。

      4、額定電壓不同:1P+N額定電壓是230V,2P為400V。

      5、能接的相電:不通2P可接2相電而1P+N只能接單相電。


      電子式漏電斷路器和電磁式漏電斷路器的區別

      1、電子式漏電斷路器是以若干個電子元件組成一個集成電路,當電源發生漏電時,達到規定的動作電流,它就能輸出信號并通過電子放大功能推動機構分斷。但電子式漏電斷路器由于設計構造,存在一些固有缺陷:

      (1)、需要足夠的輔助電源;

      (2)、電子元件抗干擾性能差,大電流沖擊易產生誤動作;

      (3)、電子元件易老化,使用壽命短。

      2、電磁式漏電斷路器是一個用高導磁材料,永久磁鋼等金屬類材料經熱處理,精密加工凈化裝配而成的一種機械型漏電斷路器,當漏電達到規定的動作電流時,它就輸出信號通過經熱處理精密加工、凈化裝配后的一個機械電擊器推動機構分斷。

      和電子式漏電斷路器相比,有以下優點:

      (1)、電磁式的部件少,節點少,出故障的幾率小。且其性能不受電壓沖擊影響,抗強電磁干擾好,故其綜合性能好,更可靠,更安全。

      (2)、電磁式的漏電斷路器,因為沒有電子放大器,其自身工作不需要輔助電源,因此不受電壓影響,只要有漏電電源,就能動作,所以安裝電磁式的漏電斷路器更安全。

      (3)、電磁式漏電斷路器不受電壓沖擊和強磁波干擾,不會產生誤動作,用電安全有保障。

      電磁式漏電斷路器雖然性能優良,但也有一些不能克服的缺點:

      (1)、價格較高,由于材料相對電子設備要貴一些,制造成本較高。受限于經濟條件,還不能完全取代電子式漏電斷路器。

      (2)、制造工藝復雜,漏電脫扣器必須用特殊材料制造,通過精密加工、研磨、熱處理、匹配,必須在凈化車間裝配,稍不注意,就要使脫扣器報廢,工作量很大。

      目前發達國家如德國、美國、法國等發達國家于40年代后期就研制、制造并逐步推廣應用純電磁式漏電短路器,但發展中國家應受經濟條件的約束,一般工礦業及住宅普遍選用電子式產品,但我國沿海發達地區省份在農網改造工程中及建筑施工中已經大量選用純電磁式漏電斷路器,為安全用電事業作出了巨大的貢獻,為此,國家建設部頒布的 JGJ46-2005.8.2.13條也明文規定純電磁式漏電斷路作為我國建筑施工現場首選產品。

      后記

      通常我們不要在主斷路器上外掛漏電保護器,容易產生誤動作,還無法判斷漏電發生的位置,因為動力馬達都有一定漏電屬性。因此我們使用漏電保護器要考慮使用在容易漏電并造成危害的地方。

      (1)、電柜內或電柜外的插座的一定要加裝漏電保護器,因為這些地方可能會造成人為的觸電。

      (2)、加熱裝置也要加裝漏電保護器,因為加熱裝置在使用久了容易漏電,造成設備上帶電。


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