本科生畢業(yè)論文-浙江大學信息與電子工程學系

本科生畢業(yè)論文文獻綜述與開題報告題目中文M54133S電保護芯片的分析姓名 學號 指導教師 專業(yè)年級 電子科學與技術0302所在學院 信息學院 提交日期2007.3.30 一、題目：M54133 漏電保護芯片的分析二、指導教師對文獻綜述和開題報告的具體內容要求：文獻綜述要求在閱讀大量相關文獻基礎上，了解漏電保護器的應用場合，國內外發(fā)展現狀，以及根據漏電保護器功能，動作時間不同等的分類情況。對現有芯片應用狀況進行分析，找出優(yōu)點和存在的問題，對發(fā)展趨勢和研究方向作出基本推斷，闡明課題的研究價值。開題報告要求分析漏電保護器的研究意義和背景，掌握分級保護的發(fā)展情況和不同級應用范圍，通過M541335片的datasheet掌握芯片的管腳分布，了解功能模塊及互連關系，熟悉外圍電路和應用波形。從集成電路工藝的角度出發(fā)，對版圖提取原理做簡單介紹，并提出研究方案以及合理的進度安排。指導教師（簽名）年月日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"、文獻綜述 3漏電保護器簡介 3\o"CurrentDocument"漏電保護器分類 4根據動作方式分 4根據剩余電流保護器的功能分 4根據剩余電流保護器的使用場合分 5根據剩余電流保護器的動作時間分 5\o"CurrentDocument"國內各種剩余電流保護器的性能及發(fā)展動向 6家用及類似用途剩余電流斷路器 6剩余電流斷路器 6剩余電流繼電器 7\o"CurrentDocument"國外剩余電流保護器的發(fā)展動向 7家用及類似用途剩余電流斷路器 7剩余電流斷路器 7\o"CurrentDocument"主要的問題 8\o"CurrentDocument"二、開題報告 10\o"CurrentDocument"漏電保護器研究意義 10\o"CurrentDocument"漏電保護器的分級保護 10M54133的功能介紹 11\o"CurrentDocument"版圖提取原理 15\o"CurrentDocument"研究方案 17\o"CurrentDocument"進度安排 18\o"CurrentDocument"三、外文翻譯 19\o"CurrentDocument"四、參考文獻 27\o"CurrentDocument"五、翻譯原文 28一、文獻綜述漏電保護器簡介隨著人們生活水平提高，電器設備迅速增加，由于漏電導致直接或間接觸電事故時有發(fā)生，嚴重危害了人們的健康，甚至威脅生命。在電網中安裝漏電保護器，可以預防人們用電中可能發(fā)生的觸電事故，保護生命和財產安全，具有十分重大的意義。國際電工委員會將漏電電流規(guī)定為剩余電流，其準確的定義是：接地性故障電流。漏電保護器是當人體的可能接觸的電壓值超過了安全值或人體的觸電電流及其他對地故障電流超過了允許值時，能夠自動切斷電源以保障人身和設備安全的電子設備。漏電保護器的準確名稱是：剩余電流動作保護器 [1]。漏電保護器分類根據動作方式分電磁式剩余電流保護器零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經任何放大，直接激勵剩余電流脫扣器，稱為電磁式剩余電流保護器，其動作功能與線路電壓無關。電子式剩余電流保護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器，其動作功能與線路電壓有關。根據剩余電流保護器的功能分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值相比較，當剩余電流值超過基準值時，使主電路觸頭斷開的機械開關電器。剩余電流斷路器帶有過載和短路保護,有的剩余電流斷路器還可帶有過電壓保護。剩余電流繼電器剩余電流繼電器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準值相比較，當剩余電流值超過基準值時，發(fā)出一個機械開閉信號使機械開關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器，作為農村低壓電網的總保護開關或分支保護開關使用。移動式剩余電流保護器移動式剩余電流保護器是由插頭、剩余電流保護裝置和插座或接線裝置組成的電器，它包括剩余電流保護插頭、移動式剩余電流保護插座、剩余電流保護插頭插座轉換器等，用來對移動電器設備提供漏電保護。固定安裝的剩余電流保護插座由固定式插座和剩余電流保護裝置組成的電器，也可對移動電器設備提供漏電保護。根據剩余電流保護器的使用場合分專業(yè)人員使用的剩余電流保護器這種剩余電流保護器一般額定電流比較大，作為配電裝置中主干線或分支線的保護開關用，發(fā)生故障影響范圍比較大，要求由專業(yè)人員來安裝、使用和維護。剩余電流繼電器和大電流剩余電流斷路器屬于這種形式的剩余電流保護器。家用和類似用途的剩余電流保護器用于商用、辦公樓及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中的剩余電流保護器，一般額定電流比較小，作為終端電氣線路的漏電保護裝置，適合于非專業(yè)人員使用。主要是家用剩余電流斷路器和移動式剩余電流保護器。根據剩余電流保護器的動作時間分一般型剩余電流保護器無故意延時的剩余電流保護器，主要作為分支線路和終端線路的漏電保護裝置。延時型剩余電流保護器專門設計的對某一剩余動作電流值能達到一個預定的極限不動作時間的剩余電流保護器。延時型剩余電流保護器主要作為主干線或分支線的保護裝置，可以與終端線路的保護裝置配合，達到選擇性保護的要求 [2]。國內各種剩余電流保護器的性能及發(fā)展動向家用及類似用途剩余電流斷路器家用及類似用途剩余電流斷路器可分為帶過電流保護和不帶過電流保護兩種，適合于非專業(yè)人員使用。主要使用在商店、辦公樓、飯店及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中，對低壓線路和用電設備進行保護。帶過電流保護的剩余電流動作斷路器剩余電流保護附件和小型斷路器的拼裝可以在工廠完成，也可以在現場拼裝，可以根據需要靈活地與小型斷路器組合安裝在配電箱中，特別適合于在終端電器配電箱及城鄉(xiāng)居民住宅配電箱中使用。不帶過電流保護的剩余電流動作斷路器這其中有一部分是在80年代初期或中期開發(fā)的額定電流為10A的專門用于民用住宅的產品隨著居民用電量的增加，市場在逐步萎縮。有些電子式家用剩余電流斷路器，制造廠為降低成本，采用分立式的電子元件，把有關的抗干擾線路和保護線路省掉，采用低價元件和材料組裝，成本降到10元左右或以下，使產品的可靠性、壽命及抗干擾性能極差，這種產品很難通過安全認證。但因這種產品在有的時候通以剩余動作電流還能動作，容易對用戶產生誤導，在城鄉(xiāng)電網改造中應引起重視。隨著我國用電規(guī)范的完善和用電水平的提高，這類產品必將淘汰。剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，適合于專業(yè)人員使用?；旧隙际请娮邮降氖Ｓ嚯娏鲾嗦菲?。這類產品額定電流較大，除了漏電保護外，還具有過載和短路保護，可作為工廠車間、農村等配電裝置主干線、分支線的漏電和過載短路保護裝置。剩余電流繼電器包括一般型剩余電流繼電器，脈沖型剩余電流繼電器，鑒相鑒幅型剩余電流繼電器，智能剩余電流保護繼電器。此外還有移動式剩余電流保護器等 [3]。國外剩余電流保護器的發(fā)展動向家用及類似用途剩余電流斷路器歐洲剩余電流保護器的發(fā)展以家用剩余電流斷路器為主，基本上都是電磁式剩余電流斷路器。歐洲不帶過電流保護的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢是把二極和四極分成兩個殼體，使二極剩余電流斷路器的體積大為減小，采用標準導軌式安裝方式，接線端子提供接線柱式接線和壓板式接線兩種方式，適用于安裝在配電箱中，可直接用標準母線排與其他電器連接。帶過電流保護的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢，由小型斷路器和剩余電流動作保護附件組裝成剩余電流動作斷路器，組裝方便靈活，尺寸模數化，標準導軌安裝方式，便于在配電箱內安裝使用動作時間除原有的一般型和 S型（選擇性型）外，還增加了 10ms的短延時特性。具有良好的抗誤動作能力，可防止閉合泄漏電流較大的負載（例如電容性負載）時引起剩余電流斷路器誤動作。剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，日本發(fā)展較快，以富土電機公司和三菱電機公司為代表，均為電子式剩余電流斷路器，其產品在世界上處于領先地位。日本的富士電機公司和三菱電機公司在 90年代推出了30?800A殼架電流等級的孿生式斷路器。其結構特點：剩余電流斷路器和塑殼式斷路器外形尺寸和安裝尺寸完全相同，比較老產品體積縮小了30％。電壓范圍廣，可以在100V-240V-440V交流電壓范圍內通用，能適合于在不同電壓等級的低壓網絡中使用。短路分斷能力高，例如富士 HG403B系歹1」可達至ijAC415V65kA;三菱NV400-REP（歹可達至ij440V,125kA。止匕外，三菱的HE可口SEP系列產品還具有預報警功能，當故障電流達到預定值的 50％時，預報警指示燈開始閃爍進行報警，閃爍頻率越高，表示事故越嚴重。預警指示可以告訴監(jiān)控人員及早采取措施，排除故障，保證供電的連續(xù)性。ABB公司在S1?S3系列塑殼斷路器上拼裝RC211RC212剩余電流脫扣器模塊組裝成剩余電流斷路器。剩余電流脫扣器模塊寬度與斷路器尺寸一樣，可以裝在塑殼斷路器后面（垂直式）或側面（水平式）。最大額定短路分斷能力為85kA。剩余電流脫扣器結構為電磁式，不需要任何輔助電源，能在 50?500V電壓正常工作。RC212型還有報警功能，當剩余電流達到預定值的50%時，預報警信號燈就會閃爍報警；閃爍頻率隨剩余電流增加而增加，直至電流達到預定值時自動切斷電路[4]。主要的問題在低壓供、配電系統(tǒng)中為了要構成一個合理完善的分級漏電保護網，在選用漏電保護器的動作特性時除了要在額定漏電動作電流的大小上進行區(qū)分外，還必須在額定動作時間上進行區(qū)分， 這樣才能有效地避免各級漏電保護器發(fā)生同時動作或越級動作的誤動作現象，從而保證整個系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調性，并確保運行的可靠性和供電的連續(xù)性。 現在市場上生產漏電保護器的廠家上百家， 類型繁多，結構不同，性能各異。在運行試驗中發(fā)現，由于三級保護器使用了多家產品，動作電流值、分斷時間難以上下匹配，誤動現象時常發(fā)生。如對末、中級保護器作模擬試驗時，引起總保護器動作的現象常常發(fā)生，擴大了停電范圍，影響了安全、可靠地供電，也給管理帶來很大麻煩。因此設計一種具有可編程的總級漏電保護器，擴大其使用范圍，使其能夠適應其它不同的中間級、末級漏電保護器，在動作電流、動作時間上實現合理匹配是十分有必要的。同時，由于現有許多總級漏電保護器產品在抗外界干擾性能不佳，經常導致誤動作，從而導致大范圍面積停電的嚴重后果，因此設計一套具有較強抗干擾能力、合理匹配的漏電保護器也是具有很強的現實意義的[5]二、開題報告漏電保護器研究意義現代的工業(yè)生產和家庭生活中，自動化程度越來越高，幾乎處處離不開電器。由于疏忽而造成的各類觸電事故嚴重危害了人們的健康甚至危及生命。保證用電安全，防止漏電引發(fā)的各類火災，設備故障，人員傷亡成為不容忽視的問題。國家住宅設計規(guī)范明確規(guī)定：每棟住宅的總電源進線斷路器應具有漏電保護功能。為此有必要設計一種自動防護設備，當檢測到有危險性的漏電流時可以自動斷開，保護人們的人身財產安全。市場上應用廣泛的總級漏電保護芯片的是日本三菱公司開發(fā)的 M54133eGP片，它是一種具有延時功能的漏電開關控制芯片， 具延時方式為R電時，即其延時時間大小是由外接的電容來控制，其總體功能和性能都比較優(yōu)良，因此我們有必要分析和借鑒它的優(yōu)點，作為設計基礎和參考依據。另一方面，M541331十幾年前采用雙極工藝制造的， 靜態(tài)功耗偏高，不利于集成電路低功耗方向發(fā)展，采用RCS時不夠精確，容易造成不同保護級動作時間的交叉，引起誤動作，以及一些電路結構和功能已經不適應當前實際應用中的新情況，如缺少智能型的重合閘功能。我們可以通過電路提取分析，找出其中的不足，進行相應改進，完成新型設計 [6]。漏電保護器的分級保護隨著經濟的迅速發(fā)展和人民生活用電的急劇增長，對供電的可靠性、安全性的要求越來越高，要求漏電保護方式不能因一戶發(fā)生事故而造成部分或全網停電。合理的配置漏電保護器，是防止人身觸電傷亡事故和由漏電引起的電氣火災及電器設備損壞事故的技術措施，也是提高供電可靠性的重要手段。為此，漏電保護器必須合理的配置和科學的實施?，F實際應用的漏電保護器根據使用場合和指標的不同，可分為總級保護，中間級保護和末級保護。漏電總級保護器應配置在配變的低壓總電源側，是全網的總保護，它應選用

電流型的漏電保護器，具漏電動作電流值的選擇以防止間接接觸的觸電保護為主，并在躲過電網正常的漏電流的前提下盡量選小。漏電中級保護器應設置在接戶線進入集表箱的電源刀閘的負荷側。它是以防止套戶線至末級保護器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的，并作為末級保護器的后備保護。應合理設定其額定漏電動作電流值及動作延時時間，以取得與上下級保護器的良好配合。漏電末級保護器應裝置在進戶線的電源側，電源進線先接刀閘后接漏電保護器。用于家用電器、固定安裝電器、移動式電器、攜帶式電器及臨時用電設備的漏電保護，是直接防止人身觸電的保護設備。合理設計三級保護器的動作電流與動作延時時間，使三級保護能夠科學地配合，是提高漏電保護器正確動作率和投運率的必要措施， 是提高供電安全性、可靠性的技術手段。我國大規(guī)模的低壓電網改造工程的實施，電網結構的重新規(guī)劃和布置，使電網的健康水平、供電能力和絕緣強度均得到大大提高，這為實現全網的漏電分級保護提供了物質條件，實施低壓電網的三級保護，已成為電網改造的重要組成部分［7］。M54133的功能介紹M54133勺管腳分布如圖1所示，管腳功能介紹見表1GNDIREF\2GNDIREF\2VCC叵OFFC@TRC1叵TRC2叵DLYC[ZSCRT叵M54133FPCP回VS回OPf+到C1回OPI-12]C2訶OPAO詞ILKI回VREF圖1M54133管腳圖表1各管腳功能介紹模塊引腳號符號功能16Vs電源共用3Vcc內部電路直流電壓外引腳（連接去耦電容）電路2IREF該引腳外接電阻器，為內部相關電路設置基準電流1GND接地運算13OPI-該引腳為運算放大器的輸入腳放大15OPI+運算放大器另一輸入腳器14C1同13,15腳間接電容，防止噪聲引起的故障12C2在11與12腳間接電容器，防止出現反常振蕩11OPAO該引腳為運算放大器的輸出端漏電9URef該引腳提供漏電檢測器的參考電壓電平,約 2.4V檢測10ILKI該引腳為漏電檢測輸入腳器及5TRC1該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度可控6TRC2該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度硅驅4OFFC該引腳連接復位電容，確定恢復時間。在設定的延動電時保護時間內漏電信號不再繼續(xù)時，或在到達設定路的延時保護時間而漏電信號繼續(xù)存在，并便可控硅觸發(fā)后，將使電路在預定時間內恢復到起始狀態(tài)，控制TW3脈沖寬度7DLYC該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度，用于設置延時時間8SCRT該引腳為驅動信號輸出腳，用以觸發(fā)可控硅當有漏電信號時，零序電流互感器（ZCT）次級輸出的漏電信號經限壓、轉換后作為M54133勺輸入信號，該信號經放大后送到漏電檢測電路的輸入端。 當經放大的漏電信號達到規(guī)定值前，閂鎖電路的輸出一直保持低電平，漏電保護器不動作；當漏電電流大于規(guī)定值時，延時電路開始工作，這時若漏電信號在小于設定的延時時間內消失，則不輸出觸發(fā)信號，可控硅不導通，漏電保護器不動作，并

且，延時電容上已經充上的電量會很快被放掉，這樣，在下一次漏電信號到來時，延時電容又從零開始充電，實現了可重復延時功能，保證了延時時間的準確性和延時保護的可靠性。延時電路開始工作后，若漏電信號在設定的延時時間 （實際上是比設定的延時時間長20ms）內持續(xù)存在，則輸出觸發(fā)信號（在觸發(fā)信號結束時，延時電容放電），可控硅導通，脫扣線圈得電，漏電保護器動作，切斷交流電源。一個典型應用電路如圖2。T4門INF<3?MS4133FPGP-；'，J…山T4門INF<3?MS4133FPGP-；'，J…山-IH.LIfRIVE圖2M54133典型應用圖下面分別介紹帶延時和不帶延時的工作波形。圖3所示是不帶延時白^工作波形。當ILKI輸入端出現漏電信號時，負向電壓超過一定閾值，TRC也容開始充電，經過TW忖問達到2.4V時，延時管腳輸出高電平，復位端變低電平，進入漏電保護狀態(tài)。漏電輸入降到閾值以下時， TRC1腳開始放電，復位端緩慢充電。若漏電壓正向超過閾值，會引起TRC卿充電，經歷TW充電到2.4V時，復位端又完成清零，表示發(fā)現漏電，漏電波形降至峰值以下后，復位端又開始緩慢充電。而第三次漏電負電壓超過規(guī)定值，使TRC充電到2.4V,這時已經認為是有效漏電信號，可控硅的觸發(fā)腳輸出高電平，實現跳閘功能，線路成功斷開，漏電信號消失，TRC御就不會繼續(xù)充電上去，而是開始放電，這時符合系統(tǒng)復位的條件，因此復位腳會一直充電，經過 TW到達2.4V,系統(tǒng)復位，觸發(fā)可控硅的信號隨之清零。而此前復位端雖然有兩次充電過程，但均在未到2.4V時再次清零，也就是在正常漏電保護狀態(tài)不會復位。這樣，從第一次發(fā)現超過規(guī)定值的漏電壓開始到發(fā)出跳閘信號，正好經歷一個漏電壓的周期，根據市電頻率50Hz馬知，為20ms其中相關的三個延時時間TW1TW2TW韻采用R電時實現，可以通過外接電容的大小來控制，需要在合理的范圍之內。如TW和TW2設置太長，會檢測不到超過指定值的漏電壓，而若tw3s置太短，不能保持足夠時間的觸發(fā)信號，就可能無法及時斷開電路，造成嚴重后果。圖3不帶延時的工作波形在實際應用環(huán)境中，會有很多不理想的因素，如電網中會帶有許多諧波和噪聲，周圍設備可能產生的電磁輻射，雷雨天可能的雷擊，它們都會引入許多干擾和不可預料的因素，會影響漏電保護器工作的準確度，甚至引起誤動作。這對于正確功能實現是很大的挑戰(zhàn)。M54133勺解決方法就是使用帶有延時抗擾的策略，雖然這個功能可以由用戶外接元件的方式選擇是否使用， 在大多數場合還是建議的，以提高產品的可靠度。圖4所示是帶有延時的漏電保護工作波形，局部的工作方式與上面一致。我

們可以看到,DLY跳在第一次漏電超過一定值并不馬上變高電平, 而是延時充電,經歷TW4寸間到達2.4V,如果漏電信號仍然繼續(xù)，表明不是短暫的干擾，而是確實發(fā)生漏電，在經過一個周期20m6正式發(fā)出跳閘信號。其間，復位端的工作方式是一致的，在有漏電并正確跳閘時完成復位網圖4M54133帶延時的工作波形版圖提取原理集成電路工藝中的基本器件結構如圖5所示圖5npn晶體管的結構上面是npn晶體管的典型結構，采用p襯底n外延和n+埋層，p+隔離從表面開始與襯底相連作為器件隔離，n型外延層作為集電區(qū)，其上擴散形成訓作為基區(qū),基區(qū)中的n+T散形成發(fā)射區(qū)。集電區(qū)與基區(qū)擴散出n+和p+區(qū)域，是為了與金屬相連時降低接觸電阻。截面圖與平面圖對照觀察，可以判斷從左到右的三個電極為C,B,E?？诳╬r nv口’ n□+ Mrtfli圖6橫向pnp晶體管的結構橫向pnp的典型結構如圖6。同樣采用p襯底n外延和n+埋層，兩邊的p+作為隔離，不同的是，n外延層做基區(qū)，外延中的兩個pF散區(qū)做集電區(qū)和發(fā)射區(qū)，并以p+注入降低接觸電阻，采用橫向結構，比襯底pnp管更為常用。二極管2構與npn晶體管類似，只要使用一個pn結，因此在n外延上做p擴散和n+T散即可形成。止匕外，常用的器件還有電阻，可分為基區(qū)擴散電阻，發(fā)射區(qū)擴散電阻，外延火斷電阻等。圖7中以外延夾斷電阻為例，利用n-外延作為電阻，是只有兩個極的細長結構，平面圖中很容易辨認。版圖中制作大電阻時，為了節(jié)省面積，經常采用環(huán)狀形式［9］。圖7外延夾斷電阻典型結構由于電感電容很少用到，這里不再分析。研究方案大致分析管腳功能，區(qū)分主要模塊芯片的壓焊塊面積很大，可以根據周圍器件的連接關系判斷其功能，如電源和地線都很長并出現在許多模塊，參考電源端一般都有穩(wěn)壓模塊。如果只是按照連線關系隨意提取，容易把不同模塊的電路混起來，不利于分析和仿真。所以，根據模塊間往往有明顯的隔離層的特點，可以有目的有計劃的各個擊破。版圖標號在提取規(guī)模較大電路時，要對器件統(tǒng)一編號，以便后期的檢查和分析，而且全圖與去鋁圖及原理圖要編號一致，可以隨時對照和查找。這可以利用圖形編輯軟件實現。電路提取根據去鋁圖提取器件，根據全圖提取連線，將版圖對應原理圖畫好。原理圖整理及功能分析這是整個提取工作最關鍵和復雜的一步。按照版圖位置畫好的原理圖只是單純的物理連接關系，沒有體現任何邏輯關系，需要合理布局和分析，得出所需的結論。電路仿真使用3um勺庫文件，利用cadence公司的Specture軟件進行模塊仿真，以驗證提取電路是否正確，如果得不到理想結果，需要從電路級和版圖級反復檢查和修改。模塊功能正確后，連成整體，添加必要的外圍電路，在漏電輸入端加模擬激勵信號，觀察漏電保護功能是否正確。進度安排1-5周（2.26－3.30）：熟悉原理，完成文獻綜述，外文翻譯及開題報告；6-8周（3.31－4.20）：版圖提??；9-12周（4.21－5.18）：分析模塊功能；13-14周（5.19－6.1）：仿真驗證；15-16周（6.2－6.20）：準備并完成畢業(yè)答辯。三、外文翻譯在電氣安裝中防止電擊和接地漏電的一些考慮AMGMintoPropertyServicesAgency，UK介紹本文評論了一些關于接地故障，漏電和電擊防護中的一些需求，以 50Hz，415V，3相和 240V，單相電氣安裝相關的防護器件應用為例，尤其分別介紹了以人員保護為目標的剩余電流器件，火災防護和與 IEE連線規(guī)則要求一致的防護。本文主要應用于TN-S,TN-C-S和TT電源系統(tǒng)，就像IEE連線規(guī)則的定義和術語描述那樣。在IEE連線規(guī)則中，包含了直接和間接的接地故障防護和其他相關器件的應用。縮寫本文中用到了如下縮寫：接地故障環(huán)路阻抗：EFLI剩余電流器件： RCD基于漏電壓的漏電斷路器：FVD剩余工作電流： ROC防護導體：PC注意：1985年1月的IEE配線規(guī)則已刪除FVD但本文中仍在使用，因為一些情況下是用到的。定義接觸電壓：一個人同時接觸到由于漏電而帶電的暴露導體和另一個暴露的導電部分或大地時所承受的電壓。直接接觸：人或牲畜與可能導致電擊的帶電物體接觸間接接觸：人或牲畜與可能導致電擊的由于失誤而帶電的物體接觸接地漏電防護的需要除了通常的過流防護以外，接地漏電防護還有三個原因：a,防止設備和電纜過熱，由于電流過小可能難以檢測或被過流保護電路忽略，如高阻抗漏電，高接地漏電環(huán)路阻抗。b.防止人員由于間接接觸受到電擊影響，如與由于接地漏電而帶電的設備和電纜的導電部分接觸。c．針對直接接觸給以附加防護，如在維護和儀器的診斷與測試中與暴露的帶電導體接觸，使用中與受損的設備和電纜接觸，包括移動出工作區(qū)的與電源等電位的設備。注意：接地漏電防護不能作為直接接觸的唯一防護方法。電擊IEE配線規(guī)則指出：任何電壓超過 50V的交流和120V的直流系統(tǒng)都需要直接和間接接觸的防護措施，除了一些特殊的案例，如水下設備等。以下的電壓沒有危險。IEC出版479(2)包括了電擊的影響和一系列15到100Hz交流的電流/時間曲線，定義了根據流過人體電流強度和持續(xù)時間確定的電擊幅度。電擊強度依次遞增的順序是：a.電擊反應引起的不自覺動作如跌落重物導致身體受傷b,不能脫離帶電導體和金屬物c.呼吸困難，如果人工呼吸不及時會導致窒息d.心室顫動，如果復蘇不及時會導致死亡更高電壓會引起其他反應，本文中略去。IEE配線規(guī)則定義電擊是一種危險的電流流過人體的病理生理反應，因此不包括引起不適但沒有危險的觸電感。實際上，電擊電流的危險級別和持續(xù)時間對于正常情況的健康人和敏感 RCD的操作人員來說，通常是持續(xù) 240ms的30mA對于高于30mA勺電流，可接受的持續(xù)時間相應減少。直接和間接防護的方法規(guī)則412-1指出，直接防護可以有多種方法：a.帶電物體隔離b.使用屏障或隔欄c．使用障礙d.放在不可觸及地方在英國多數安裝隔離物防止直接接觸。規(guī)則413-2提出多種間接防護的方法：a.接地等電位和電源自動斷開（EEBADb.使用2類儀器或等效隔離c．不導電場所d.不接地的本地等電位連接e.電學隔離在英國大多數的安裝使用隔離作為直接接觸的防護方法，接地等電位連接和自動電源斷開作為間接接觸的防護方法。IEE配線規(guī)則的要求IEE連線規(guī)則與防止使用EEBAD電源系統(tǒng)電擊和接地漏電防護有關需求如下所述：413-1，寬泛地說明了不引起危險的接觸電壓的強度和時間；413-4，簡單說明要使 413-4成立，EFLI要達到：在漏電事件中，電路過流保護的斷開時間在插座輸出電路中少于0.4秒，在固定設備電路中不超過 5秒；413-5,就是表41A1和41A2,顯示了使斷路時間滿足不同等級和過流保護器件的最大EFLI值。在TN*口TN-C-S系統(tǒng)中，很容易達到足夠低的 EFLI值，在所需的時候能允許充分大的漏電流在過流保護器件流過。然而，在 TT和IT系統(tǒng)中，EFLI值通常太高而不能滿足這個條件，當大地代替 PC作為地漏電流的返回路徑，阻抗通常遠遠高于 TN-S和TN-C-S系統(tǒng)電路。413-6和471-14是說，當EFLI值太高阻礙過流保護器件達到需要的斷路次數時，可以使用漏電保護器件。RCDffiFVD都是允許的，但未來只允許使用RCD這些器件的特點是：RCD以歐姆計的EFLI與以安培計的ROC勺乘積不應超過50FVD-EFLI（包括接地電極電阻和工彳^線圈電阻）不應超過500歐姆這兩個要求的目標是在漏電事件中把接觸電壓限制到 50V。e．413-4（i），允許在正常但具體條件下的插座接口電路中使用另一種方法來符合413-3。這種方法允許斷路時間增加到5秒，限制保護導電電阻的值在附表中的值以下。如果這些要求不能滿足，就不需要提供漏電保護。f.471-12和471-47,要求在特定的電路上使用RCD這種電路能在主工作區(qū)內產生等電勢的連線，但能提供工作區(qū)外的能與接地人體接觸的可移動設備。適用于32A及以下等級的插座接口支持或者通過可變的 32A及以下的電纜或連線的設備的插座類型仍存在質疑。基于此目的 RCDB亥有不超過30mA勺ROC該規(guī)則也指出，EFLI值應該滿足以下條件，對于提供固定設備和提供插座接口設備來說，斷路時間不超過 0.4秒，盡管當設備不由插座接口提供時RCD^不強制使用。471-13指出在家用和相似安裝的TT系統(tǒng)中，每個轉換接口電路應當被擁有不超過30mAROC勺RCD呆護。通過在每個終端電路或終端電路組輸送轉換接口使用RCDB可以最經濟地實現，但是在某些情況下有理由為個人轉換接口提供防護。471-14指出，RCD&可以用來減小在其他保護措施失效情況下的直接接觸，如在有等級要求的ROC?過30mA^250mAROCH過40mST作時間引起的隔離失效。然而，RCD一定只能作為直接接觸防護主要方法的輔助手段，不能作為唯一方法。接地漏電防護器件的類型基于漏電壓的接地漏電斷路器FVD已經使用了多年，但是像上面提到的，IEE配線規(guī)則不再包括這項，而只能應用在RCD不能工作的新場合。它們的工作原理是，它們的工作線圈正常情況下是和 PC及接地端串聯起過壓延時作用的。當暴露導體的電壓超過一定值（通常時 40V），工作線圈觸發(fā)電路斷路器。FVD的主要缺點是：a.如果來自或者前往工作線圈的PC沒有被隔離，線圈可能短路，引發(fā)器件不能工作。b．類似的，如果接地電極不在其他接地電極或偶然或有意的接地路徑影響區(qū)域內，工作線圈可能被并聯引發(fā)器件失去靈敏度。c．其他附近電路或安裝的接地漏電有時會引發(fā)錯誤操作。剩余電流器件剩余電路器件有更高的可靠性和靈敏度，因而目前更受歡迎。它們的工作原理是，電路的主線和中性導線穿過累積電流變換器或個人冗余連接的電流變換器。變換器的輸出連接到無源RCD勺繼電器或者在電子或有放大功能RCD勺電子傳感單元，它們反過來連接到電路斷路器或接觸器。 在正常情況下，主線和中性線電流是平衡的，電流轉換器沒有輸出，但是當在RCD勺負載端有接地漏電流時，由于接地漏電流流過電流轉換器，主線和中性線電流不再平衡，于是從電流轉換器出現了小輸出電流，提供給繼電器或傳感器能量，引起電路斷路器或接觸器自動斷開。RCDT用于一些不同的形式：a.求和轉換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器在同一個場地b.求和轉換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器是單獨的單元或包含在不同的組合中。無源RCD!最簡單便宜，通常適用于多數家用和一些小型的商用安裝中，但如下的缺點使它不適用于工業(yè)和大型的商業(yè)應用：a.英國標準4293(3)允許ROC勺0-50%勺容限，允許擁有正常如30mAROC的器件,這種器件能在漏電流只有 15mA時很好觸發(fā)，如由很少使用的炊具中礦質隔熱元素引起的微小持續(xù)漏電流，浸沒式加熱器類似產品能引起更靈敏的RCD勺誤動作。b．例如由發(fā)動機啟動引起的電流浪涌和電壓瞬變可能引起誤動作。c.ROS隨著時間迅速增加，即使RCDM試鍵經常操作，ROC勺增加不可忽略，導致器件本該工作時無法觸發(fā)。d.商業(yè)應用的自包含RC改載電流限制在80Amps在電子式RCDK來自電流轉換器的剩余電流被密集電子放大器放大， 然后直接或通過中間繼電器觸發(fā)電路斷路器。它們沒有無源類型產品的缺點，尤其在商業(yè)和工業(yè)應用中，更大的負載，電流浪涌，電壓瞬變等都可能存在，應當應用于誤動作的影響更嚴重合操作精度更重要的場合，附加費用也是值得的。為了能提供在建筑工地等惡劣環(huán)境的電擊防護，場地或裝置周圍的分配系統(tǒng)可能在系統(tǒng)的一些地方配備RCD在這種情況下，有必要為這些RCDC別對待，使它們不全為終接電路的接地漏電工作。這種區(qū)分只能由時間等級劃分，而不能由RCD勺電流等級劃分來實現。為達到這個目的，電子式RCDT以包含各種特點的放大器，這可以使RC瞅得四種不同類型的工作時間特色，可以為系統(tǒng)的每一部分選擇合適的一種。這些不同的RC電可以應用于不同的場合，可用的時間特性如下：a.瞬態(tài)b.固定時間延遲c.可調時間延遲d.反向固定最小時間延遲電子式RCDfi可以用在無源RCES用有困難的家用場合，額外費用也是合理的。盡管電子式RCDI前比相似類型的無源產品貴，差價在不斷減小。關于RCD必須強調的重要一點是，它們只提供導線與大地的直接或間接接觸，帶電暴露導體之間的接觸，外來導體和大地的接觸，并不提供導線之間，導線與中性漏電間，導線之間直接接觸，導線與中性導體間的任何防護。家用設備中的RCDf口FVD除非特定場合，根據IEE配線規(guī)則，如果所需的斷路次數可以用過流保護器件達到，RCDF口FVD在家用設備中通常是不必要的。RCE?須應用的場合有：a.在終端電路傳輸轉接接口， 32Amps或以下等級的，由如園藝設備的主等勢連線工作區(qū)外的可變電纜供電的設備。（參考規(guī)則471-12和471-47）b.在終端電路傳輸轉接接口的移動的旅行隊。c.當供電系統(tǒng)為TT時。當電路的接地漏電環(huán)路阻抗太高而不能滿足要求的斷路次數時，也必須采用RCDRCD也可以隨設計者或消費者的意愿安裝，來減小與其他保護措施失效的危險性相關的直接或間接接觸風險，例如 PC的斷路，未授權的設備接口，隔離失效等。但這樣的設備不能作為防護直接接觸的唯一方法。它們也可以用來防護高電阻接地漏電，如果接地漏電流沒有大到觸發(fā)過流保護器件的話，這種漏電可能最終引發(fā)火災。實際上，允許使用一個單個的RCD保護完整的設備，但是，由于規(guī)則允許RCDM有被EFLI除后高達50的ROC通常會選擇基于這種應用的至少100mA300mA或更高的ROC來避免可能由整個設備聚集的持續(xù)接地漏電流引起的危害性觸發(fā)。如果有必要提供更靈敏的RCD作為其他保護形式的輔助方法， 更好地是保護單獨的終端電路或成組的終端電路；這樣做的優(yōu)點是，當最小化受觸發(fā)影響的終端電路數時，能提供更靈敏的保護。由于轉接口（0 .4秒）所要求的斷路時間遠遠小于固定設備，通常有必要用這種方法來保護終端電路傳輸轉接口；如果RCD應用于照明電路，應當記得，如果它們觸發(fā)，可能引起比想要避免的危險更可怕的情況，如更大的區(qū)域會陷入黑暗。當在家用設備上使用RCD時，應該注意，特定種類的器具，如包含有金屬外套和礦質隔熱的炊具，浸沒式加熱器，在尚未使用或使用不久時，會在第一次打開時由于潮濕的絕緣材料而通過持續(xù)高漏電流。這個漏電流很可能觸發(fā)RCD,尤其在RCD保護一個以上用具時。如果認為有必要在炊具和浸沒式加熱器的終端電路使用RCD,更好的方法是單獨用RCD保護每個電路， 這些RCD包含有高于可能的持續(xù)漏電流的ROC,并且如果在一個設備上有一個主RCD,它的ROC應當高于所有持續(xù)漏電流的總和。用于家用設備的RCD在以下物理條件下也可以商用：a,寬松的，帶有圍欄，電纜末端等b.寬松的，但部分圍欄，帶有無末端的覆蓋和暴露帶電導體，適合裝上配電盤和其他圍欄c.裝在消費者單元，配電盤等，保護所有外接端電路或作為分開負載消費單元的選擇性外接端電路d.合并在BS1363中的轉接口；e.合并在BS1363中的插入式器件或調整器如上面所說，IEE配線規(guī)則不再包含FVD。它們仍然有用但不是在通常的家用設備中。在商業(yè)和工業(yè)設備中RCD和FVD的應用除了以上在家用環(huán)境中提到的RCD和FVD的幾點， 當器件應用于商業(yè)和工業(yè)環(huán)境，以下幾點也適用。如上所述，由于發(fā)動機啟動，切換大負載等，商業(yè)，工業(yè)和相似設備比家用設備承受更多電網產生的瞬態(tài)電壓。 而無源RCD容易受這些干擾觸發(fā)， 電子式集成了瞬態(tài)抑制，通常不會受影響。

ROC的范圍和電子式RCD的電流等級高于無源類型； 對于特定應用的低于1—2mA的ROC也是可用的。 電子式RCD的ROC的更高精度也減小了大持續(xù)漏電流時的誤觸發(fā)。盡管IEE連線規(guī)則并不要求，通過30mARCD應用在工業(yè)設備終端電路上仍是提供漏電防護的明智考慮，那里到用具的最終連接是通過可變電纜，尤其當連接點是一個轉接口盡管用具在主等勢線的工作區(qū)內。這樣的原因是，在一個工業(yè)環(huán)境，損壞可變電纜并導致PC被破壞的風險增加。 作為一種附加的安全方法，下面提到的接地監(jiān)視也應在最終連接處提供保護導體完整性的連續(xù)檢查。附加的花費在存在附加危險的情況下也是值得的，值得為RCD保護和接地監(jiān)視提供轉接口，因為它們沒有一個能獨立承擔作為組合的完整檢查。 RCD不能獨立檢測PC中的斷路，如果一個儀器發(fā)生漏電，過流保護不會工作，RCD也不會觸發(fā)除非有人確實接觸了由于漏電而帶電設備的暴露導體或者暴露的帶電體。接地監(jiān)測本身能檢測連接用具可變電纜中PC是否斷路，但不能防止人員接觸暴露帶電導體或暴露帶電體。在一些情況下，持續(xù)漏電流太大會使敏感RCD不能使用，因為漏電流會使RCD直接觸發(fā)。這樣的持續(xù)漏電流發(fā)生在帶有電源線濾波器的電路，濾波器是為了電源電壓連續(xù)或為通信和計算機電路提供電子安全。這些濾波器的電容電感[1011]網絡包括對地連接，會導致高達500mA勺地漏電流，或在一些情況下，1-2Amps[1011]或更高四、參考文獻[1]潘海峰，總級多功能漏電保護芯片的全定制設計，浙江大學碩士學位論文，2006.5,4—10頁。[2]付文，家用漏電保護器專用芯片設計，浙江大學本科生畢業(yè)論文（設計），2006.6,1—3頁。[3]宋作貴，漏電保護器應用中的幾個問題，家庭電子，2005年9期。[4]張弘延，當前農網低壓漏電保護技術狀況淺析，電氣工程應用， 2006年3期。[5]周積剛，王云香，剩余電流動作保護器的分類、性能參數及發(fā)展趨勢，/Electricity/loudianbaohuqi/20060716734.html,2006.7。[6]朱建康，漏電保護專用集成電路 LW54133及其應用，低壓電器，2006年4期，1—3頁。[7]李家賢，周文成，滕松林，農村電網的漏電保護方式及其裝置的選擇，/Electricity/loudianbaohuqi/20060716734.html,2006.7。M54133datasheet,MITSUBISHI1998.8,pp.1—12。[9]郭維，IntegratedCircuitFabrication,浙江大學微電子所課件，2006.9,23-26MoA.M.GMINT。SomeAspectsofPrecautionsAgainstElectricShockandEarthFaultsinElectricalInstallations ,PropertyServicesAgency,UK1998.2,pp.1-6。G.BIEGELMEIERDiscrimination andNuisanceTrippingofResidualCurrent-OperatedDevicesinDomesticandOtherSimilarInstallations,CooperativeTestingInstituteforElectroTechnicalProductsLTD ,AUSTRIA1998.2,pp.1-8。

EARTHFAULTSINELECTRICALINSTALLATIONS五、翻譯原文EARTHFAULTSINELECTRICALINSTALLATIONSSOMEASPECTSOFPRECAUTIONSAGAINSTELECTRICSHOCKANDAMGMintoPropertyServicfisAgency.UKintroductionThispaperreviewssemeofthemanyandvariedrequir^m&htsrelatingloprotectionagainste^rthfaults-earthleakageandelectricshockinthedesignofintroductionThispaperreviewssemeofthemanyandvariedrequir^m&htsrelatingloprotectionagainste^rthfaults-earthleakageandelectricshockinthedesignofSOHZj415volts.3ph^seand240volts,singlephaseelectricalinstallationsto^cth^rwiththeappli"cationofrelevantprotectivedevices.Inparticular,itaistinguis-hesbetweentheapplicationofresidua】currentdevicestoprovidewhat工居commonlycalled"personnelprotection",protectionagainstcausingfiresandprotectiontocofnplyvithreguireraeni-s口ftheIEEWiringRegulations+ThepaperinalnlyappliestoTN-SPTN?C-5andTTpowersystemsasdefinedintheIEEKirinyEegulationsfl)andthedefinitionsandteren-inologythereinarcfollowed.Thereguire-nentsofthe1EEWiringRegulationswithretjardtoprotectionagainstdirectandindirectcontactrandtheapplicationofearthfaultprotectionandotherassociateddevicesarecovered,ABBREVIATIONSThefollowingabbreviationsareusedinthispapert日.toprotectequipraentandcablesfromoverheatingduetoearthfaultcutrentth已匕maynotbedetectedand/orclearedbyovercurrentprotectionherausethecurrenti&toosmalleqhighresistancefaultsrhighe^rthfaultltx)pimpedancesetcjtoprotectpersonnelagainsttheeffectsofelectricshockduetoindirectccntacx#.i電contactwithexposedconductivepartsafequipineintorcablesthathavebecomeliveduetoanearthfault;togivesupplen*eriti2ixyprotectionagainstdirectcontact,iecontactwithexposedrliveconductorsduringmaintenance,faultdiagnesisand/ortest!ngofequipmentrorrndarpa9edequipmentorcablesduringusetincludingportableequipnienLcutsidethezoneofffidinequipotentialbondingsuchdBgardenpo冒過rtoolsr(NotetEarthfaultprotectionmustnotbeusedaBthesolemeansofprotectionagainstdirectcontact.)Earthfaultloopimpedance：ResidualcarrentdevicesFaultvoltageoperatedearthieaksgecircuitbreaker；.Residualoperatingcurrent:Protectiveconduct口r；EFLIR€DFVUROCPCIKote；TheJanuary1985AmendmentsCOth#IEEWiringRcgulations(1)deletedFVDsfromth。RegulationsbuttheyareincludedinthispaperbecausetheyarestillapplicableinsenecircumBtances),[JEFI國二TIQNSTouchvoltagethevoltagetowhichapersofbir.aybesubjectedwhilesimultaneouslymcontactxWanexposedconductive-partwhichhasbeco-jne1ivcduetoanearthfaultandanotherexposedconductivepartorthegeneralmassof白&rth.DirectContactindirectCcntdctcontactofpersonaor1ivestockwithlivepartswhichma/resultinelectricshockTcontactofpersonsor1ivestockwith conductivepaEtsmadeLivebyafaultwhich.mayresult,inelectricshockrNEE口FOREAfiTHFMJLTPROTECTIONELECTRICSHOCKThe1EEWirmqRegulationestatesthatanysystemvoltagedbovo50VACor120VDCrequiresprotectionagainstdirectandindirecteoftt^aetamditthereforefollow號that.,exceptforcertainspecialcasessuch,asundtarwateretc,anylowervoltagesare'Considerednotlobedangerous.IECPublicdtion479(2)coverstheeffectsofelectricshock日ndincludes凸familyoftime/currentcurvesforACcurrents(15Hzto100Hz]whichdefineshockmagnitudeintermso￡mag-njLudeanddurstxtnofcurrentpasgmgthroughthebody.Thedangersfromelectricshockinascendingorderatmagnitudeare：muscularreactioneausin-ginvoluntarymoveniontwhichcouldleadtophysicalinjuryDyfalling,droppinghf>avyobjectsontootherpeopleetc;inabilitytoletgoofliveconductorsormetalwork;CmbreathingdifficultyleadingtosuffocationifartificialrespirationcannotbeappliedIntime:d.veiitricularfibrillation(irregularheartfunction)leadingtodeathifresuscito-tioncannotbeappliedintime.Highervoltagesalsoproduceothereffectsbutthesearenotcoveredinthispaper.Therearethreereasonswhyearchfaultprotectioninddditiontonormalcircuitover-currentprotectionmayberequiredLexoutletsratedatofaflexibleless.RCDsforoutletsratedatofaflexibleless.RCDsforTheIEEWiringRegulations(1)defineselectricshockasadangerouspathophysiologicaleffectresultingfronthepassageofelectriccurrentthroughthebodyand,therefore,doesnotincludetheshocksensationswhich,althoughextremelyuncomfortable,arenotdangerous.Inpractice,thedangerlevelsofelectricshockcurrentanddurationinnormalconditionsforareasonablyhealthypersonandtheoperatingcharacteristicsselectedforsensitiveRCDsareusuallyconsideredtobeintheregionof30mAfor240mSormore;forcurrentshigherthan30mAtheacceptabledurationbecomescorrespondinglyless.MEANSOFPROTECTIONAGAINSTDIRECTANDINDIRECTCONTACTRegulation412-1statesthatvariousmethodsofprotectionagainstdirectcontactthatmaybeemployed,icinsulationofliveparts;useofbarriersorenclosures;useofobstacles;placingoutofreach.IntheunitedKingdomthemajorityofinstallationsemployinsulationasthemeansofprotectionagainstdirectcontact.Regulation413-2statesthevariousmethodsofprotectionagainstindirectcontactwhichmaybeemployed,ieearthedequipotentialbondingandautomaticdisconnectionofsupply(EEBAD);useofClass2equipmentorequivalentinsulation;non-conductinglocation;earthfreelocalequipotentialbonding;electricalseparation.IntheUnitedKingdomthemajorityofinstallationsemployinsulationasthemeansofprotectionagainstdirectcontactandearthedequipotentialbondingandautomaticdisconnectionofsupplyasthemeansofprotectionagainstindirectcontact.THEREQUIREMENTSOFTHEIEEWIRINGREGULATIONSTherelevantrequirementsoftheIEEWiringRegulations(1)withregardtoprotectionagainstelectricshocicinpowersupplysystemsusingEEBADandtheuseofearthfaultprotectionaretobefoundmthefollowingregulations：a?413-1,whichbroadlystatesthattouchvoltagesshallbeofsuchmagnitudeanddurationnottoctusedanger;b.413-4,which,inbrief,statesthat413-4willbesatisfiediftheEFLIsaresuchthat,intheeven:ofearthfaults,disconnectiontimesforthecircuitovercurrentprotectiondonotexceed0.4secondsforsocketoutletcircuitsand5secondsforfixedequipmentcircuits;c?413-5,whichreferstoTables41A1and41A2whichshowthemaximumEFLIswhichwillenablethedisconnectiontimestobemetforvariousratingsandtypesofover-currentprotectivedevices.InTN-SandTN-C-SsystemsthereisusuallynodifficultyinachievingEFLIsthatarelowenoughtopermitasufficientlylargeearthfaultcurrenttooperatetheover-currentprotectivedeviceintherequiredtime.However,inTTandITsystemsEFLIsarcusuallytoohightopermitthisasthegeneralmassofearthitselfactsasthereturnpathfortheearthfaultcurrentinsteacofthePCsanditsresistanceisnormallymuchhigherthanthatofcircuitPCsinTN-SandTN-C-Ssystems.d.413-6end47174.whichstatethat,wherethevalueoftheEFLIpreventstheuseofovercurrentprotectivedevicestoachievetherequireddisconnectiontimesbecauseitistoohigh,earthfaultprotectivedevicesmaybeused(butseee.below).RCDsorFVDswerepermittedbut,infuture,onlyRCDsaretobeused.Thecharacteristicsofthesedevicesshouldbe：RCDs-theproductoftheEFLIinohnsandtheROCmamperesshouldnotexceed50FVDs-EFLI(includingtheearthelectroderesistanceandoperatingcoilresistance)shouldnotexceed500ohmstheobjectofboththeserequirementsbeingtolimittouchvoltageto50voltsintheeventofanearthfault.413?4(i).whichpermitsanalternativewayofcomplyingwith413-3forsocketoutletcircuitsundernormalbutspecificconditions(Appendix7).Thisalternativeistopermitthedisconnectiontiwetobeincreasedto5secondsandtolimittheprotectiveconductorresistancetovaluesgivenintablesintheappendix.Iftheserequirementscanbesatisfied,earthfaultprotectionneednotbeprovided(butseeRegulation471-12);471-12and471-47,whichrequiretheuseofRCDsoncertaintypesofcircuitswhichoriginatewithinazoneofmain,equipotentialbondingbutsupplyportableequipmentoutsidethezonethatcanbetouchedbyapersonincontactwiththegeneralmassofearth.Thetypesofsocketsinquestionarethoseforequipmentsuppliedbysocket32Aorlessorbymeanscableorcordof32AorthispurposeshouldhaveanROCnotexceeding30mA.TheRegulationalsostatesthattheEFLIshouldbesuchthatthedisconnectiontimedo@unotexceed0.4secondsforcircuitssupplyingfixedequipmentaswellasforthosesupplyingsocketoutletsalthoughRCDsarenotmandatoryiftheequipmentisnotsuppliedbyasocketoutlet.471-13,whichstatesthatinTTftystemsinhouseholdorsimilarinstallations,everysocketoutletcircuitshouldbeprotectedbyanRCDhavinganROCnotex-ccedirg30mA.ThiscanbeachievedmosteconomicallybyhavinganRCDoneachfinalcircuitfeedingsocketoutletsorongroupsofsuchfinalcircuitsbutprotectionforindividualsocketoutletsmaybejustifiableinsomecircumstances；thenoteto471-14saysthatRCDsmayalsobeusedtoreducetheriskfromdirectcontactinthecaseoffailureofotherprotectivemeasuressuchasfailureofinsulationinwhichcasetheratedROCshouldnotexceed30mAandtheoperatingtimeshouldnotexceed40msatanROCof250mA.However#RCDsmustonlybeusedasback-uptothemainmeansofprotectionagainstdirectcontact(ieinsula-tionibarriersetc)andnotasthesolemeans.TYPESOFEARTHFAULTPROTECTIVEDEVICESFaultVoltag。OperatedEarthLeakage町oakersFVDshavebeeninuseformanyyearsbut,asmentionedabove,theIEEWiringRegulationsnolongerincludesthemandtheyshouldonlybeusedinnewinstallationsifRCDscannotbeapplied.TheirprincipleofoperationisthattheiroperatingcoilisnormallyconnectedinseriesbetweenthePCandearthterminalandactsasanovervoltagerelay.Whenthevoltageonexposedconductivepartsexceedsacertainvalue(usuallyabout40volts),theoperatingcoi1tripsthecircuitbre