2.4.1.2《漏電保護器》資料

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剩余電流動作保護裝置

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《漏電保護器》

韓英哲※

產(chǎn)品、型號、種類、等級、不同場所的正確使用※安全用電的原則不接觸低壓帶電體不接近高壓帶電體！漏電保護器

漏電保護器又稱剩余電流保護器(RCD)，是低壓供電系統(tǒng)普遍采用的預防人體觸電的五大措施之一，五大措施是：

①電氣設備絕緣

②保護接零(地)

③等電位聯(lián)結

④漏電保護器

⑤電工安全用具措施漏電保護器的發(fā)展簡史

自19世紀末，電力進入了人們的生活和生產(chǎn)領域，自從首次出現(xiàn)觸電死亡事故開始，科學工作者就注意安全用電技術了。

當時設想和研究了許多觸電保護方法，典型的產(chǎn)品是電壓動作型漏電斷路器。1928年德國人根據(jù)高壓差動保護原理，提出了剩余電流動作型（也稱電流動作型）漏電分斷方法。1930年根據(jù)這一原理，法國制成了世界上第一臺剩余電流動作型漏電斷路器（額定動作電流10毫安，動作時間0.1秒）并以此為保護手段，對人體做了直接接觸的觸電試驗。

1962年，美國制成了5毫安等級的電子式漏電斷路器。1965年，德國制成了由塑料外殼式低壓斷路器派生而來的純電磁式漏電斷路器，其動作電流為30毫安，動作時間為0.1秒。目前，世界主要工業(yè)強國已進入了以強大的生產(chǎn)能力為后盾，用立法手段普及觸電保護器的階段一、漏電保護器的原理

漏電保護器可分為電壓型和電流型兩大類，這里講解常用的電流型漏電保護器的原理，電壓型漏電保護器應用面窄，且缺點較多，這里不作介紹。

1.普通電流型漏電保護器

普通電流型漏電保護器的原理見圖2—5一l，保護器由零序電流互感器、電子放大器、晶閘管和脫扣器等部分組成。零序電流互感器是關鍵器件，制造要求很高，其構造和原理跟普通電流互感器基本相同，零序電流互感器的初級線圈是絞合在一起的4根線，3根火線1根零線，而普通電流互感器的初級線圈只是1根火線。初級線圈的4根線要全部穿過互感器的鐵芯，4根線的一端接電源的主開關，另一端接負載。正常情況下，不管三相負載平衡與否，同一時刻4根線的電流和(矢量和)都為零，4根線的合成磁通也為零，故零序電流互感器的次級線圈沒有輸出信號。

當火線對地漏電時，如圖中人體觸電時，觸電電流經(jīng)大地和接地裝置回到中性點。這樣同一時刻4根線的電流和不再為零，產(chǎn)生了剩余電流，剩余電流使鐵芯中有磁通通過，從而互感器的次級線圈有電流信號輸出?；ジ衅鬏敵龅奈⑷蹼娏餍盘栞斎氲诫娮臃糯笃?進行放大，放大器的輸出信號用作晶閘管7的觸發(fā)信號，觸發(fā)信號使晶閘管導通，晶閘管的導通電流流過脫扣器線圈8使脫扣器動作而將主開關2斷開。壓敏電阻5的阻值隨其端電壓的升高而降低，壓敏電阻的作用是穩(wěn)定放大器6的電源電壓。上述電路是針對三相四線制、中性點接地供電系統(tǒng)的，這種漏電保護器也適用于三相三線制、雙相兩線制和單相兩線制，也適用于不接地系統(tǒng)。2.接地式電流型漏電保護器

接地式電流型漏電保護器是特殊的電流型漏電保護器，其原理和上述普通電流型保護器基本相同，見圖2—5—2，但是接線方法有區(qū)別。二者的區(qū)別是：普通電流型漏電保護器的零序電流互感器連接在主電路中，而接地式電流型漏電保護器把零序電流互感器的初級線圈串聯(lián)在變壓器中性點的接地線中。這種漏電保護器是我國自行研制的新型保護器，適用于變壓器中性點接地的供電系統(tǒng)，是按用一臺漏電保護器對系統(tǒng)進行總保護的要求設計的，經(jīng)濟實用，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)，小型施工工地也可以采用。二、漏電保護器的分類

①按功能區(qū)分：漏電保護開關、繼電器；

按原理可分：電磁式、電子式；

按動作時間分：瞬時動作式、延遲動作式；

④按使用方式分：固定式、移動式；

⑤按功能多樣性分：單一功能、多功能漏電保護器。

1.漏電保護開關和繼電器

(1)漏電保護開關

有脫扣裝置，當檢測到漏電信號時能利用脫扣裝置直接把電源切斷。

(2)漏電保護繼電器

沒有脫扣裝置，但裝有繼電器，當檢測到漏電信號時繼電器動作，繼電器的動作信號可以輸入到報警器報警，提示工作人員排除故障，或輸入到其他自動控制裝置。漏電保護繼電器用于特殊需要場合，例如一旦切斷電源就可能造成重大經(jīng)濟損失或重大政治影響的場所。2電磁式和電子式漏電保護器

(1)電磁式漏電保護器只采用電磁機構、沒有電子電路、零序電流互感器的輸出信號直接輸入到脫扣器或繼電器的漏電保護器稱電磁式漏電保護器，圖2—5—1所示的漏電保護器去掉放大器就是電磁式漏電保護器。顯然，電磁式漏電保護器要求零序電流互感器的輸出信號要足夠大。電磁式漏電保護器的特點是：構造簡單，抗干擾能力強，抗雷電等引起的過電壓能力強，可靠性較高；但對零序電流互感器和脫扣器的加工要求高，從而成本高，沒有分級保護所需要的延時特性，靈敏度較低。歐洲等國家普遍采用電磁式漏電保護器，我國較少采用。

(2)電子式漏電保護器

電子式漏電保護器：同時采用電磁機構和電子電路的漏電保護器，圖2—5—2所示。

電子式漏電保護器的特點大體上和電磁式相反。

電子式漏電保護器的價格低，性能也較好，適宜推廣應用，我國普遍采用電子式漏電保護器。

3.瞬時式和延遲式漏電保護器

（1)瞬時式漏電保護器

檢測到漏電信號能立刻動作的漏電保護器稱瞬時式漏電保護器，其動作時間要求在0.1s以內(nèi)。

瞬時式漏電保護器用于末級(終端)保護場合，如施工現(xiàn)場的開關箱、家庭配電箱。

(2)延遲式漏電保護器

檢測到漏電信號后延遲一定時間動作的漏電保護器稱延遲式漏電保護器，其延遲動作時間有分為0.2s，0.4s，0.8s，1.0s，1.5s，2s，新型漏電保護器的延遲動作時間無級可調(diào)。

延遲式漏電保護器用于分級保護場合，如施工現(xiàn)場的總配電箱、樓宇的總配電箱。

4.固定式和移動式漏電保護器

(1)固定式漏電保護器固定式漏電保護器已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化(積木式)和模數(shù)化(占2個模數(shù)，36mm)，能安裝在標準導軌上，用于配電室、配電箱、開關箱中。

(2)移動式漏電保護器移動式漏電保護器有電源插頭，能插在電源插座上，可供移動式設備臨時使用。5.多功能漏電保護器

(1)漏電保護斷路器

漏電保護器和小型低壓斷路器結構一體化的多功能組合電器稱漏電保護斷路器，已經(jīng)廣泛采用。

(2)自動重合閘漏電保護器

是指跳閘后幾秒鐘內(nèi)能自動重新合閘一次或二次的漏電保護器。

這種漏電保護器提高了供電可靠性，一般不會增加人體觸電的危害性，因為跳閘后人體即可擺脫電源。

(3)過熱保護漏電保護器

用于電熱器具，同時實現(xiàn)了漏電和過熱保護。

(4)智能漏電保護器

正常漏電電流的變化是緩慢的，而觸電電流是突然產(chǎn)生的，根據(jù)這個規(guī)律智能漏電保護器能把正常漏電電流和觸電電流區(qū)分開來，能隨著正常漏電電流的變化自動調(diào)整漏電動作電流，從而減少了誤動和拒動現(xiàn)象，提高了供電可靠性。

(5)全電流型漏電保護器

適用于交流、平滑直流和脈動直流。三、漏電保護器的優(yōu)點

1.能預防①人體觸電、

電氣火災、

爆炸

人體的觸電電流和電氣設備的漏電電流都能使漏電保護器動作，故漏電保護器不但能預防人體觸電，還能預防電氣設備接地故障電弧引起的火災或爆炸，接地故障電弧引起的火災約占電氣火災總數(shù)的1/2。

2.保護靈敏度高

漏電保護器的最小漏電動作電流或最高保護靈敏度能低至6mA。

3.漏電保護器的缺陷

(1)不能預防人體兩相觸電：

只有當相線和地之間漏電時零序電流互感器才有輸出信號，漏電保護器也才會動作；

而當人體兩相觸電(相線之間、相零之間有漏電)時，漏電保護器并不動作，因為這時的觸電電流相當于正常的負載電流，零序電流互感器沒有輸出信號。

(2)影響供電的可靠性：

人體觸電電流、設備漏電電流、其他不明原因造成漏電保護器動作；

其觸電電流造成的漏電保護器動作，只占少數(shù)(約10%)，從而降低了供電的可靠性。

(3)誤動或拒動

漏電保護器構造復雜、比較容易出故障，漏電保護器(特別是電子式)動作的可靠性受電源電壓、環(huán)境條件(溫度、濕度等)影響較大，而有誤動或拒動現(xiàn)象。

4.漏電保護器和保護接零(地)的比較

漏電保護器和保護接零(地)的保護原理不同。

保護接零(地)屬于事前預防型措施，即保護接零(地)能將設備漏電現(xiàn)象消滅在萌芽狀態(tài)，以免人體接觸到漏電的設備外殼造成人體觸電。

而漏電保護器屬于后發(fā)制人措施，只有人體觸電后、并且觸電電流達到一定數(shù)值時漏電保護器才可能發(fā)揮作用，然而“亡羊補牢，未為晚也”，漏電保護器雖然是后發(fā)制人，但能迅速將人體觸電現(xiàn)象扼殺在萌芽狀態(tài)。

漏電保護器和保護接零(地)各有優(yōu)缺點，同時采用漏電保護器和保護接零(地)，能使二者取長補短、互為備用，而大大提高安全系數(shù)。

不得用漏電保護器代替保護接零(地)。

安裝漏電保護器后，不能撤掉低壓供電線路和電氣設備的接零(地)保護措施。TN－S系統(tǒng)圖中TN-S

接地型式，單相和三相

負荷的接線圖中的中間和右側(cè)接線圖

為根據(jù)現(xiàn)場情況，可任選其一接地方

式。四、漏電保護器的主要技術指標

技術指標主要是指額定值，是生產(chǎn)商保證電氣設備的的技術參數(shù)。

1.額定電壓U。

正常工作時承受的合適電壓值，220V或380V。

2.額定電流I。

正常工作時能承受的最大電流值，優(yōu)先系列值為：6A，10A，16A，20A，25A，32A。40A，50A，63A，80A，100A，125A，160A，200A。

3.額定漏電動作電流I。

使漏電保護器必須動作的最小漏電電流，體現(xiàn)了漏電保護器的保護靈敏度，優(yōu)先系列值為：6mA，10mA，30mA，50mA，100mA，300mA，500mA，1A，3A，5A，10A，20A。額定漏電動作電流有的是固定的，有的分級可調(diào)或連續(xù)可調(diào)。

4.額定漏電動作時間

從發(fā)生漏電到保護器動作之間的最長時間。當額定漏電動作電流等于或小于30mA時要求小于0.1s，當額定漏電動作電流大于30mA時要求小于0.2s。5.額定漏電不動作電流值

不能造成漏電保護器動作的最大漏電電流，規(guī)定為額定漏電動作電流值的1/2。電氣設備正常情況下也有很小的漏電電流，正常漏電電流可能造成漏電保護器的誤動。為減少這種誤動，提高供電的可靠性，特規(guī)定了這一指標。

6.額定漏電動作延遲時間

優(yōu)先系列值為：0.2s，0.4s，0.8s，1s，1.5s，2s。額定漏電動作延遲時間有的是固定的，有的分級可調(diào)或連續(xù)可調(diào)。7.機械電氣壽命

In≤25A時，操作循環(huán)數(shù)4000次，其中有載操作數(shù)2000次，無載操作數(shù)2000次。

In>25A時，操作循環(huán)數(shù)3000次，其中有載操作數(shù)2000次，無載操作數(shù)1000次。

8.工作環(huán)境

漏電保護器對工作環(huán)境有一定要求，一般要求如下：①溫度分兩個等級，-5℃～40℃或

-25℃～40℃；在高溫或特低溫環(huán)境中的電氣設備，應選用非電子型（即電磁式）剩余電流保護裝置;

②海拔不超過2km；

③濕度不超過90％；

④磁場任何方向不超過地磁場強度的5倍。達不到要求的使用場所，應采用特殊設計的漏電保護器！

五、漏電保護器的應用1.漏電保護器的應用范圍

①漏電保護器能用于TN、TT系統(tǒng)，也能用于IT系統(tǒng)；

能用于三相電路，也能用于單相電路；

能用于總保護，如變壓器低壓側(cè)的總保護，分支電路(包括住宅、學校、賓館、機關、企業(yè)等建筑物內(nèi)的插座回路)的總保護；也能用于單獨保護.如單臺設備的保護；還能用于分級保護。2.漏電保護器的選型

漏電保護器的選型原則：一般選用帶零序電流互感器的普通電流型漏電保護器；用于單臺設備保護或家用的漏電保護器應選用高靈敏度、快速動作型漏電保護器；分級保護漏電保護器的選型下面介紹。漏電保護器使用、安裝的標準工作條件影響量優(yōu)選的使用范圍基準值實驗允差周圍空氣溫度-5℃--+40℃-25℃--+40℃有相關產(chǎn)品標準規(guī)定相關產(chǎn)品標準中試驗要求的允許值海拔不超過2000m----相對濕度：40℃最大值50%----外部磁場任何方向不超過5倍的地球磁場地球磁場--位置安制造商規(guī)定任何方向上允差為50由制造商規(guī)定任何方向20頻率基準值±5%由制造商規(guī)定的額定頻率±2%正弦波畸形不超過5%05%直流交流分量（對于外部輔助電源）

0 3%

3.漏電保護器的分級保護

分級保護的目的是縮小事故停電的范圍，提高供電的可靠性，即只切斷漏電支路的電源，而不切斷上一級電源。

漏電保護器的分級保護分為兩級保護和三級保護，一般為兩級保護，如變壓器低壓側(cè)的總保護和分支電路保護，施工現(xiàn)場總配電箱保護(第一級)和開關箱保護(第二級)，開關箱保護又稱終端保護。

第一級的額定漏電動作電流和動作時間應大于第二級；

第一級應選用靈敏度較低和延時型漏電保護器；

前后級要有時間級差和電流級差，一般是一個級差。

六、漏電保護器在施工現(xiàn)場中的應用

漏電保護器在施工現(xiàn)場中的應用應符合產(chǎn)品說明書的要求，并遵守以下安全事項：1.基本原則

(1)兩級保護。建筑施工現(xiàn)場臨時用電工程專用的電源中性點直接接地的220/380V三相四線制低壓電力系統(tǒng)，必須采用二級漏電保護系統(tǒng)。

二級漏電保護是指總配電箱(或配電室)和開關箱二級保護，即總配電箱和開關箱均應裝設漏電保護器，二級保護應具有分級保護功能。

(2)“一機一漏”。施工現(xiàn)場的每一臺電動建筑機械或手持式電動工具的開關箱內(nèi)均應裝設漏電保護器。

2.類型選擇

(1)電磁式和電子式。配電箱、開關箱中的漏電保護器宜選用無輔助電源型(電磁式)；或選用輔助電源故障時能自動斷開的輔助電源型(電子式)產(chǎn)品。

當選用輔助電源故障時不能自動斷開的輔助電源型(電子式)產(chǎn)品時，應同時設置缺相保護。

輔助電源故障時能輔助電源故障時不能無輔助電源型

自動斷開的輔助型自動斷開的輔助電源型

(2)極數(shù)和線數(shù)。（漏電保護器的選擇）

總配電箱和開關箱中漏電保護器的極數(shù)和線數(shù)必須與其負荷側(cè)負荷的相數(shù)和線數(shù)一致。

漏電保護器的選擇

序號123456789101112開關箱總配電箱 塔式起重機外用電梯 攪拌機振動器 鋼筋彎曲機電鋸 水泵夯土機電焊機手持設備 照明器選擇線型3級4

線型

3級4線型3級4線型3級3線型3級3線型3級3線型3級3線3級3線3級3線型2級2線型1級2線型1級2線型(3)二次側(cè)觸電保護器交流電焊機械應配裝防二次側(cè)觸電保護器。

(4)其他在有爆炸危險的場合應選用防爆型漏電保護器，在需要防潮、防塵、防濺、防腐蝕的場所應選用相應防護型式的漏電保護器。

3.參數(shù)選擇

(1)總配電箱中漏電保護器的參數(shù)總配電箱中漏電保護器的額定漏電動作電流應＞30mA，額定漏電動作時間應＞0.1s，但其額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的乘積≯30mA.S。

(2)開關箱中漏電保護器的參數(shù)開關箱中漏電保護器的額定漏電動作電流≯30mA，額定漏電動作時間≯0.1s。

(3)潮濕或有腐蝕介質(zhì)場所使用的漏電保護器應采用防濺型產(chǎn)品，其額定漏電動作電流≯15mA，額定漏電動作時間≯0.1S。“30mA·s”的安全限值！

通過大量的動物試驗和研究表明，引起心室顫動不僅與通過人體的電流（I）有關，而且與電流在人體中持續(xù)的時間（t）有關，即由通過人體的安全電量

Q=I×t來確定，一般為50mA·s。

就是說當電流≯50mA，電流持續(xù)時間在ls內(nèi)時，一般不會發(fā)生心室顫動。

但如果按照50mA·s控制，當通電時間很短而電流較大時（如50mA×0.1s），仍有引發(fā)心室顫動的危險。

雖然低于50mA·s不會發(fā)生觸電致死的后果，但也會導致觸電者失去知覺或發(fā)生二次傷害事故。

實踐證明用30mA·s作為電擊保護裝置的動作特性，無論從使用的安全性還是制造方面來說都較合適，與50mA·s相比有1.67倍的安全率（K=50/30=1.67）。

從30mA·s的安全限值可以看出，即使電流達到100mA，只要漏電保護器在0.3s內(nèi)動作并切斷電源，人體尚不會引起致命的危險。

故30mA·s的限值，成為選用漏電保護器的依據(jù)?。?！

動作靈敏度分類與用途！高靈敏度型漏電保護裝置（＜30mA）：

6mA、10mA、（15mA）；用于防止人身觸電事故，安裝在線路末端，快速型漏電保護器。中靈敏度型漏電保護裝置（30-1000mA）：

30mA、（50mA）、（75mA）、100mA、（200mA）、

300mA、500mA、1000mA；用于防止觸電事故，設備接地有分支（總電箱）的線路，選用中靈敏度快速型漏電保護器。低靈敏度型漏電保護裝置（＞1000mA）：

2000mA、3000mA、5000mA、10000mA、20000mA、30000mA；用于漏電火災，監(jiān)視一相接地事故、保護線路、設備，延時型漏電保護器。

共15個等級，帶括號內(nèi)的值不推薦優(yōu)先采用。）。.

漏電保護裝置的選用、安裝與運行1、漏電保護裝置的選用

（1）、下列設備的配電線路宜設置剩余電流動作保護：

1）手握式及移動式用電設備。

2）建筑施工工地的用電設備。

3）環(huán)境特別惡劣或潮濕場所(如鍋爐房、食堂、地下室及浴室)的電氣設備。

4）家用電器回路或插座專用回路。

5）由TT系統(tǒng)供電的用電設備。

6）與人體直接接觸的醫(yī)療電氣設備(但急救和手術用電設備等除外)。

（2）、下列建筑物的電源進線處宜設剩余電流火災報警器：1）住宅，公寓等居住建筑。

2）醫(yī)院及療養(yǎng)院。

3）劇場，影院等娛樂場所。

4）圖書館，博物館，美術館等公共場所。

5）地下汽車停車場。（3）、剩余電流動作保護裝置按下列數(shù)值選擇：

1）手握式用電設備為15mA。

2）環(huán)境惡