漏電電流動作保護器簡稱漏電保護器,又叫漏電保護開關,主要是用來在設備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電進行保護。
漏電保護在電氣*領域尚屬比較新的技術。近三十年來,隨著電子技術的發(fā)展,高靈敏度、快速動作型漏電保護裝置獲得了極大的發(fā)展。德國、法國、英國、美國、日本等國乃至國際電工委員會都先后建立和修訂了漏電保護裝置的產(chǎn)品標準及其關聯(lián)標準和法規(guī)。在我國漏電保護裝置生產(chǎn)廠家眾多,產(chǎn)品品種繁多,國家制訂了國家標準《漏電電流動作保護器》(GB6829-86),該標準對漏電保護器的特性、分類、工作條件和安裝條件、結構與性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等方面作出了明確的規(guī)定。
一、漏電保護器的原理和構成
漏電保護器在反應觸電和漏電保護方面具有高靈敏性和動作快速性,這是其他保護電器,如熔斷器、自動開關等無法比擬的。自動開關和熔斷器正常時要通過負荷電流,他們的動作保護值要避越正常負荷電流來整定,因此他們的主要作用是用來切斷系統(tǒng)的相間短路故障(有的自動開關還具有過載保護功能)。而漏電保護器是利用系統(tǒng)的剩余電流反應和動作,正常運行時系統(tǒng)的剩余電流幾乎為零,故它的動作整定值可以整定得很?。ㄒ话銥閙A級),當系統(tǒng)發(fā)生人身觸電或設備外殼帶電時,出現(xiàn)較大的剩余電流,漏電保護器則通過檢測和處理這個剩余電流后可靠地動作,切斷電源。
那么漏電保護器是如何起到保護作用呢?
我們知道,電氣設備漏電時,將呈現(xiàn)異常的電流或電壓信號,漏電保護器通過檢測、處理此異常電流或電壓信號,促使執(zhí)行機構動作。我們把根據(jù)故障電流動作的漏電保護器叫電流型漏電保護器,根據(jù)故障電壓動作的漏電保護器叫電壓型漏電保護器。由于電壓型漏電保護器結構復雜,受外界干擾動作特性穩(wěn)定性差,制造成本高,現(xiàn)已基本淘汰。目前國內外漏電保護器的研究和應用均以電流型漏電保護器為主導地位。
電流型漏電保護器是以電路中零序電流的一部分(通常稱為殘余電流)作為動作信號,且多以電子元件作為中間機構,靈敏度高,功能齊全,因此這種保護裝置得到越來越廣泛的應用。電流型漏電保護器的構成分四部分:
1. 檢測元件:檢測元件可以說是一個零序電流互感器。被保護的相線、中性線穿過環(huán)形鐵心,構成了互感器的一次線圈N1,纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構成了互感器的二次線圈N2,如果沒有漏電發(fā)生,這時流過相線、中性線的電流向量和等于零,因此在N2上也不能產(chǎn)生相應的感應電動勢。如果發(fā)生了漏電,相線、中性線的電流向量和不等于零,就使#$上產(chǎn)生感應電動勢,這個信號就會被送到中間環(huán)節(jié)進行進一步的處理。
2. 中間環(huán)節(jié):中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器,當中間環(huán)節(jié)為電子式時,中間環(huán)節(jié)還要輔助電源來提供電子電路工作所需的電源。中間環(huán)節(jié)的作用就是對來自零序互感器的漏電信號進行放大和處理,并輸出到執(zhí)行機構。
3. 執(zhí)行機構:該結構用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號,實施動作,自動切斷故障處的電源。
4. 試驗裝置:由于漏電保護器是一個保護裝置,因此應定期檢查其是否完好、可靠。試驗裝置就是通過試驗按鈕和限流電阻的串聯(lián),模擬漏電路徑,以檢查裝置能否正常動作。
二、漏電保護器的分類
漏電保護器可以按其保護功能、結構特征、安裝方式、運行方式、極數(shù)和線數(shù)、動作靈敏度等分類,這里主要按其保護功能和用途分類進行敘述,一般可分為漏電保護繼電器、漏電保護開關和漏電保護插座三種。
1. 漏電保護繼電器是指具有對漏電流檢測和判斷的功能,而不具有切斷和接通主回路功能的漏電保護裝置。漏電保護繼電器由零序互感器、脫扣器和輸出信號的輔助接點組成。它可與大電流的自動開關配合,作為低壓電網(wǎng)的總保護或主干路的漏電、接地或絕緣監(jiān)視保護。當主回路有漏電流時,由于輔助接點和主回路開關的分離脫扣器串聯(lián)成一回路。因此輔助接點接通分離脫扣器而斷開空氣開關、交流接觸器等,使其掉閘,切斷主回路。輔助接點也可以接通聲、光信號裝置,發(fā)出漏電報警信號,反映線路的絕緣狀況。
2. 漏電保護開關是指不僅它與其它斷路器一樣可將主電路接通或斷開,而且具有對漏電流檢測和判斷的功能,當主回路中發(fā)生漏電或絕緣破壞時,漏電保護開關可根據(jù)判斷結果將主電路接通或斷開的開關元件。它與熔斷器、熱繼電器配合可構成功能完善的低壓開關元件。目前這種形式的漏電保護裝置應用為廣泛,市場上的漏電保護開關根據(jù)功能常用的有以下幾種類別:
(1)只具有漏電保護斷電功能,使用時必須與熔斷器、熱繼電器、過流繼電器等保護元件配合。
?。?)同時具有過載保護功能。
?。?)同時具有過載、短路保護功能。
?。?)同時具有短路保護功能。
(5)同時具有短路、過負荷、漏電、過壓、欠壓功能。
3. 漏電保護插座是指具有對漏電流檢測和判斷并能切斷回路的電源插座。其額定電流一般為20A以下,漏電動作電流6~30MA,靈敏度較高,常用于手持式電動工具和移動式電氣設備的保護及家庭、學校等民用場所。三、漏電保護器的選用原則
國家為了規(guī)范漏電保護器的正確使用,相繼頒布了《漏電保護器*監(jiān)察規(guī)定》(勞安字(1999)16號)和《漏電保護器安裝與運行(GB13955-92)等一系列標準和規(guī)定。
依據(jù)這些標準和規(guī)定,我們在選用漏電保護器時應遵循以下主要原則:
1. 購買漏電保護器時應購買具有生產(chǎn)資質的廠家產(chǎn)品,且產(chǎn)品質量檢測合格。在這里要提醒大家:目前市場上銷售的漏電保護器有不少是不合格品。2002年10月28日,國家質檢總局公布漏電保護器產(chǎn)品質量抽查結果,有20%左右的產(chǎn)品不合格,其主要問題為:有的不能正常分斷短路電流,消除火災隱患;有的起不到人身觸電的保護作用;還有一些不該跳閘時跳閘,影響正常用電。 2. 應根據(jù)保護范圍、人身設備*和環(huán)境要求確定漏電保護器的電源電壓、工作電流、漏電電流及動作時間等參數(shù)。 3. 電源采用漏電保護器做分級保護時,應滿足上、下級開關動作的選擇性。一般上一級漏電保護器的額定漏電電流不小于下一級漏電保護器的額定漏電電流,這樣既可以靈敏地保護人身和設備*,又能避免越級跳閘,縮小事故檢查范圍。 4. 手持式電動工具(除III類外)、移動式生活用家電設備(除III類外)、其他移動式機電設備,以及觸電危險性較大的用電設備,必須安裝漏電保護器。 5. 建筑施工場所、臨時線路的用電設備,應安裝漏電保護器。這是《施工現(xiàn)場臨時用電*技術規(guī)范》(JGJ46-88)中明確要求的。 6. 機關、學校、企業(yè)、住宅建筑物內的插座回路,賓館、飯店及招待所的客房內插座回路,也必須安裝漏電保護器。 7. 安裝在水中的供電線路和設備以及潮濕、高溫、金屬占有系數(shù)較大及其他導電良好的場所,如機械加工、冶金、紡織、電子、食品加工等行業(yè)的作業(yè)場所,以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室、醫(yī)院等場所,必須使用漏電保護器進行保護。 8. 固定線路的用電設備和正常生產(chǎn)作業(yè)場所,應選用帶漏電保護器的動力配電箱。臨時使用的小型電器設備,應選用漏電保護插頭(座)或帶漏電保護器的插座箱。 9. 漏電保護器作為直接接觸防護的補充保護時(不能作為$的直接接觸保護),應選用高靈敏度、快速動作型漏電保護器。一般環(huán)境選擇動作電流不超過30MA,動作時間不超過0.1s.,這兩個參數(shù)保證了人體如果觸電時,不會使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險效應。
在浴室、游泳池等場所漏電保護器的額定動作電流不宜超過10mA。
在觸電后可能導致二次事故的場合,應選用額定動作電流為6mA的漏電保護器。
10. 對于不允許斷電的電氣設備,如公共場所的通道照明、應急照明、消防設備的電源、用于防盜報警的電源等,應選用報警式漏電保護器接通聲、光報警信號,通知管理人員及時處理故障。四、漏電保護器的安裝漏電保護器的安裝
除應遵守常規(guī)的電氣設備安裝規(guī)程外,還應注意以下幾點:
1. 漏電保護器的安裝應符合生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說明書的要求。 2. 標有電源側和負荷側的漏電保護器不得接反。如果接反,會導致電子式漏電保護器的脫扣線圈無法隨電源切斷而斷電,以致長時間通電而燒毀。 3. 安裝漏電保護器不得拆除或放棄原有的*防護措施,漏電保護器只能作為電氣*防護系統(tǒng)中的附加保護措施。 4. 安裝漏電保護器時,必須嚴格區(qū)分中性線和保護線。使用三極四線式和四極四線式漏電保護器時,中性線應接入漏電保護器。經(jīng)過漏電保護器的中性線不得作為保護線。 5. 工作零線不得在漏電保護器負荷側重復接地,否則漏電保護器不能正常工作。 6. 采用漏電保護器的支路,其工作零線只能作為本回路的零線,禁止與其他回路工作零線相連,其他線路或設備也不能借用已采用漏電保護器后的線路或設備的工作零線。 7. 安裝完成后,要按照《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范(GB50303-2002微機:微型計算機簡稱“微型機”、“微機”,由于其具備人腦的某些功能,所以也稱其為“微電腦”。是由大規(guī)模集成電路組成的、體積較小的電子計算機。它是以微處理器為基礎,配以內存儲器及輸入輸出(I/0)接口電路和相應的輔助電路而構成的裸機。
綜合保護器:具有將過載、過流、欠壓、過壓、欠流、短路、缺相、漏電、相位等綜合保護功能于一身的電器。
微機綜合保護器:使用微電腦控制,對設備或電氣系統(tǒng)進行保護、測量、監(jiān)視、人機接口、通信等多種功能于一體的電器。
漏電保護器是保證施工現(xiàn)場用電安全的重要裝置,必須正確接線,保持其靈敏可靠。為此,我們將已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的保護器錯誤接線種類,及其可能造成的危險后果整理分析如下,供同行參考和專家批評指正。
一、漏電保護器并聯(lián)
出現(xiàn)保護器并聯(lián)的現(xiàn)象,一般有兩種情況:一是個別工程用電量大,暫時買不到額定電流與之匹配的保護器;二是大容量的保護器價格高,而使用小容量的保護器并聯(lián),費用則相對較低。
后果分析:首先,保護器并聯(lián)接線時兩個保護器的動作電流不可能絕對相等,跳閘的時間就會有先有后,從而導致動作時間延長。其次,在并聯(lián)接線狀態(tài)下,當一個保護器失靈時,系統(tǒng)將無法保證安全。當系統(tǒng)漏電時,雖然一個保護器動作了,而失靈的保護器不跳閘,主回路仍然帶電,起不到保護作用。另外,由于工作零線混用,會引起誤跳閘現(xiàn)象。
二、工作零線斷線
這是一種比較危險的現(xiàn)象。當工作零線在側斷線時,保護器的負荷側零線將會帶電。一是因為220V的電源會通過放大器的電源串到零線上使零線帶電;二是如果保護器帶有單相負荷,電源會通過負載串到零線上,對用電人員造成人身傷害。三是由于零線斷線,放大器無工作電源,當回路發(fā)生漏電時,無法跳閘。
三、工作零線端子代替相線端子使用
發(fā)生這種情況的主要原因,是原來的漏電保護器觸頭或端子,有一相因負荷過大或接觸不良被燒壞,操作人員違章作業(yè)將相線接在零線端子上,違章使用。
可能造成的不良后果是:①用電設備將會有一相長期帶電(如圖3中的C相)。因為工作零線在經(jīng)過漏電保護器內部時,沒有設置斷開觸點,進出端子是直接聯(lián)通的。②漏電保護器為220V跳閘電源時,會將放大器燒壞;漏電保護器為380V跳閘電源時,可能會因缺一相電而無法跳閘。兩種情況的結果都是使漏電保護器的保護功能失靈。③檢修設備時,可能會因有一相電源斷不開而出現(xiàn)觸電事故。
四、工作零線不接,進出線端子懸空
這種情況多出現(xiàn)在對焊機的漏電保護器上。由于電流很大,把電纜芯線兩根并一根,造成芯線數(shù)量不夠,就把工作零線省了。如果保護器內部放大器用的是相線與工作零線間的電源,不接零就沒有220V跳閘電源,漏電保護器不起作用。
五、工作零線接地
四極漏電保護器帶有單相荷載時,如果工作零線接地或接設備外殼,工作電流就會有一部分沿著接地點流出,而不經(jīng)過零序回流。零序互感器會檢測出這部分流人接地點的電流,并驅動跳閘機構切斷回路電源,這樣就造成系統(tǒng)無法正常工作,產(chǎn)生誤動作。
六、保護零線當工作零線使用
在正常情況下,保護零線是沒有電流通過的(泄漏電流忽略不計)。如果在四極漏電保護器系統(tǒng)中有單相荷載,而且跨接在相線與保護零線之間,單相設備一啟動,漏電保護器就會跳閘,系統(tǒng)將無法正常工作。圖6中標出的電流方向,單相荷載為“漏電電流”提供了一個通路。
七、保護零線不與變壓器中性點連接
“保護零線"PE實際上是保護接地。這種情況常出現(xiàn)在總的漏電保護器前端。當施工現(xiàn)場電源變壓器與其他用戶共用時,其他用戶沒有采用TN—S接零保護系統(tǒng)。進入施工現(xiàn)場總配電箱的電纜,在總箱漏電保護器前端,零線應分為兩根,其中,一根做保護零線PE,另一根進入總箱漏電保護器,從總箱漏電保護器出來就成為工作零線。按照圖7的接線,如果與其他用戶共用一個低壓系統(tǒng),就造成了一部分設備采用保護接地,另一部分設備采用保護接零的違章現(xiàn)象,這是《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》第4.1.3條所明令禁止的。原因是“PE”在漏電保護器的前端沒有與零線連接而只做了接地,“PE”是假的。
八、保護器部分輸出線與其他線路混用
造成這種情況的主要原因是:非人員亂接電線。分析:(1)保護器輸出的相線與非本保護器輸出的工作零線組成的單相220V電源,只要有負載電流流過,保護器就會跳閘,造成系統(tǒng)無法正常工作,還會影響到與其相關的保護器。(2)如果負載能工作,說明保護器已經(jīng)失靈,不起保護作用了。
九、相線缺相不接
對焊機、電焊機電源為兩相380V,有一相端子不用就被省略了。當保護器內部工作電源為380V時,就可能有一端正巧接在被省略的電源線上,會造成跳閘回路無工作電源,使保護器失靈。
以上列舉的錯誤接線方法是我們在安全檢查中發(fā)現(xiàn)的實例,僅有四根進線的保護器,發(fā)現(xiàn)的錯誤接線就達九種之多。相關工作人員在掌握漏電保護器原理和使用方法的同時,應嚴格按照相關標準和規(guī)范要求,對施工臨時用電進行監(jiān)督管理,防止觸電事故的發(fā)生。
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