漏電保護技術

王曉梅 王賢民

（1.合肥水泥研究設計院，合肥 230051；2.南京工程學院，南京 211167）

1 漏電保護意義與作用

當電氣設備發(fā)生漏電時，出現(xiàn)兩種異常現(xiàn)象：三相電流的平衡遭到破壞，出現(xiàn)零序電流；使正常時不帶電的金屬外殼出現(xiàn)對地電壓（正常時，金屬外殼與大地均為零電位）。在系統(tǒng)發(fā)生接地故障（如人員觸電、設備絕緣損壞碰殼、錯誤接地等），則出現(xiàn)較大剩余電流，漏電保護器能可靠地動作而切斷電源。人接觸到漏電設備或電纜時會造成觸電傷亡事故，電氣設備漏電時不及時切斷電源會擴大為短路故障，燒毀設備，造成火災。

漏電保護器（漏電保護開關）是一種電氣安全裝置，在低壓電路中安裝該保護器，當發(fā)生漏電和觸電時，漏電電流達到保護器的動作電流值（事先設定）時，就立即在限定的時間內(nèi)（如在0.01s）跳閘、斷電。漏電保護器主要是用來在設備發(fā)生漏電故障時，對有致命危險的人身觸電進行保護。漏電保護主要是提供間接接觸保護，在一定條件下，也可以用作直接接觸的補充保護，對可能致命的觸電事故進行有效的保護。對于設備受潮、負荷過大、線路過長、絕緣老化等漏點故障，僅通過保護接零和加裝熔斷器的保護是不能迅速切斷保險的，這就需要加裝靈敏度更高的漏電保護器進行補充保護。

隨著漏電保護要求的不斷提高，在電網(wǎng)支路和電源變壓器端采用漏電保護措施的要求也不斷提高，可實現(xiàn)對電源變壓器端到用戶端的線路保護，同時也可作為用戶端漏電保護的后備保護（需要多級保護的配合）。

2 漏電保護器的工作原理

2.1 主要組成環(huán)節(jié)

1）組成

漏電保護器主要由三部分組成，即檢測元件、中間放大環(huán)節(jié)、操作執(zhí)行機構。

（1）檢測元件是由零序互感器組成的，當檢測到漏電電流時，就會發(fā)出信號。

（2）放大環(huán)節(jié)將檢測元件的微弱漏電信號放大，然后輸?shù)綀?zhí)行機構。通常構成電磁式保護器與相電子式保護器。

（3）執(zhí)行機構是收到漏電信號后，使主開關自動由閉合位置切換到斷開位置，從而切斷電源，使被保護電路脫離電網(wǎng)的跳閘部件。

2）工作原理（見圖1）

圖1 漏電保護器工作原理

（1）由圖1可知，當電路工作正常時，由電流定理知道從電網(wǎng)一端流進和流出的電流相等，所以在漏電保護器右側的電流總和應為 0，即I1+I2+I3+IN=0；因此漏電保護器不會工作。注意，電流的實際方向依實際電路而定，在本例中，IN的方向與I1、I2、I3相反。

（2）當設備外殼漏電并有人接觸時，這時就會有一部分電流IK經(jīng)過人體流入地下，構成回路，從而使漏電保護器右側的電流總和為不 0，也就是說I1+I2+I3+IN≠0，當漏電電流達到漏電保護器的動作電流時，漏電保護器就會動作，從而關閉電源，達到漏電保護的目的。

（3）經(jīng)過漏電保護器的中性線不得作為保護線。當有漏電電流產(chǎn)生時，漏電電流IK1經(jīng)設備外殼又流回了漏電保護器，這時漏電保護器右側的電流總和仍為 0，因此漏電保護器不會動作，達不到漏電保護的目的。

（4）經(jīng)過漏電保護器的工作零線不得重復接地，若重復接地，則部分電流會分流，這樣會使漏電保護器右側的電流總和不為 0，從而使漏電保護器關閉，無法使用其他電器設備。

對實際漏電保護器如何進行接線，應根據(jù)系統(tǒng)使用的接零保護系統(tǒng)來決定。

2.2 漏電開關的選型及技術參數(shù)

1）選型要素

正確合理地選擇漏電保護器的額定漏電動作電流非常重要：一方面在發(fā)生觸電或泄漏電流超過允許值時，漏電保護器可有效地動作；另一方面，漏電保護器在正常泄漏電流作用下不應動作，防止供電中斷而造成不必要的經(jīng)濟損失。

通常漏電保護器的額定漏電動作電流選擇應滿足以下三個條件：

（1）為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認不高于30 mA為人體安全電流值。

（2）為了保證電網(wǎng)可靠運行，額定漏電動作電流應躲過低電壓電網(wǎng)正常漏電電流。

（3）為了保證多級保護的選擇性，下一級額定漏電動作電流應小于上一級額定漏電動作電流。

2）技術參數(shù)

主要動作性能參數(shù)有：額定漏電動作電流、額定漏電動作時間、額定漏電不動作電流，電源頻率、額定電壓、額定電流等。

（1）額定漏電動作電流：在規(guī)定的條件下，使漏電保護器動作的電流值。例如30mA的保護器，當通入電流值達到30mA時，保護器即動作斷開電源。

（2）額定漏電動作時間是指從突然施加額定漏電動作電流起，到保護電路被切斷為止的時間。

（3）額定漏電不動作電流：在規(guī)定的條件下，漏電保護器不動作的電流值，一般應選漏電動作電流值的二分之一。例如漏電動作電流30mA的漏電保護器，在電流值達到15mA以下時，保護器不應動作，否則因靈敏度太高容易誤動作，影響用電設備的正常運行。

（4）在選用漏電保護器時，應使電源頻率、額定電壓、額定電流等，與所使用的線路和用電設備相適應。漏電保護器的工作電壓要適應電網(wǎng)正常波動范圍額定電壓，若波動太大，則會影響保護器正常工作。

3 選擇漏電保護器的原則

選擇漏電保護器應按照使用目的和根據(jù)作業(yè)條件選用。

（1）以防止人身觸電為目的且安裝在線路末端的，應選用高靈敏度的快速型漏電保護裝置。

（2）以防止觸電為目的且與設備接地并用的分支線路上的，應選用中靈敏度的快速型漏電保護裝置。

（3）以防止由漏電引起的火災和保護線路與設備為目的且安裝在線路干線上的，應選用中靈敏度的漏電保護裝置。

4 漏電保護器使用注意事項

4.1 漏電保護器的使用原則

為了規(guī)范漏電保護器的正確使用，國家相繼頒布了《漏電保護器安全監(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，在選擇漏電保護器時應遵循以下使用原則。

1）漏電保護器適用于電源中性點直接接地或經(jīng)過電阻、電抗接地的低壓配電系統(tǒng)。

2）漏電保護器中保護線路的工作中性線 N 要通過零序電流互感器連接。

3）接零保護線（PE）不準通過零序電流互感器。

4）漏電保護器后面的工作中性線 N 與保護線（PE）不能合并為一體。

5）被保護的用電設備與漏電保護器之間的各線互相不能碰、接。

4.2 漏電保護器的安裝要求

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，就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安全防護措施，漏電保護器只能作為電氣安全防護系統(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。

5 結論

安裝漏電保護器是安全用電的一項重要技術措施。在實際生活中，正確選擇和使用漏電保護裝置，將會提高電器使用的安全性，防止不必要的事故發(fā)生，從而減少由此帶來的損失。

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