漏電保護(hù)器的工作原理及其主要分類
漏電保護(hù)器,簡(jiǎn)稱漏電開(kāi)關(guān),又叫漏電斷路器,主要是用來(lái)在設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)以及對(duì)有致命危險(xiǎn)的人身觸電保護(hù),具有過(guò)載和短路保護(hù)功能,可用來(lái)保護(hù)線路或電動(dòng)機(jī)的過(guò)載和短路,亦可在正常情況下作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換啟動(dòng)之用。自從人類發(fā)明并使用電以來(lái),電不僅能給人類帶來(lái)了很多方便,也能給人類帶來(lái)滅頂之災(zāi)。它可能燒壞電器,引起火災(zāi),或者使人觸電。如果有一種設(shè)備可以使人們安全地使用電,將會(huì)避免很多不必要的損失。所以在五花八門(mén)的電器接踵而來(lái)的同時(shí),也誕生了各式各樣的保護(hù)器。其中有一種是專門(mén)保護(hù)人的,稱為漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器俗稱漏電開(kāi)關(guān),是用于在電路或電器絕緣受損發(fā)生對(duì)地短路時(shí)防人身觸電和電氣火災(zāi)的保護(hù)電器,一般安裝于每戶配電箱的插座回路上和全樓總配電箱的電源進(jìn)線上,后者專用于防電氣火災(zāi)。
目前市場(chǎng)上銷售的漏電保護(hù)器開(kāi)關(guān),其工作原理主要可分為三大類:電壓型、電流型及脈沖型。電壓型漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)通常接于變壓器中性點(diǎn)和大地之間,當(dāng)中性點(diǎn)發(fā)生偏移時(shí),會(huì)產(chǎn)生對(duì)地電壓,從而觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作切斷電源。然而,由于其保護(hù)范圍覆蓋整個(gè)配變低壓網(wǎng),缺乏分級(jí)保護(hù)能力,且停電范圍大、動(dòng)作頻繁,因此逐漸被淘汰。相比之下,脈沖型電流保護(hù)器在觸電時(shí)能檢測(cè)到三相不平衡漏電流的相位和幅值變化,以此作為動(dòng)作信號(hào)。這種類型的保護(hù)器目前廣泛應(yīng)用于電流型漏電保護(hù)器中。
接下來(lái),我們將深入探討漏電保護(hù)器的工作原理。在正常工作狀態(tài)下,用電設(shè)備的線路中電流保持平衡,互感器內(nèi)電流矢量之和為零。一旦設(shè)備外殼發(fā)生漏電且有人觸及時(shí),故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生分流,該漏電電流經(jīng)由人體、大地和工作接地返回變壓器中性點(diǎn)(此路徑不經(jīng)過(guò)電流互感器)。這一分流導(dǎo)致互感器中流入和流出的電流失衡,一次線圈因此產(chǎn)生剩余電流,進(jìn)而感應(yīng)二次線圈。當(dāng)這個(gè)電流值達(dá)到漏電保護(hù)器設(shè)定的動(dòng)作閾值時(shí),自動(dòng)開(kāi)關(guān)會(huì)脫扣并切斷電源。
此外,漏電保護(hù)器還可按其保護(hù)功能和用途進(jìn)行分類,包括漏電保護(hù)繼電器、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)和漏電保護(hù)插座三類。其中,漏電保護(hù)繼電器通過(guò)零序互感器、脫扣器和輔助接點(diǎn)等組件,與大電流自動(dòng)開(kāi)關(guān)配合,為低壓電網(wǎng)提供總保護(hù)或主干路的漏電、接地及絕緣監(jiān)視保護(hù)。當(dāng)主回路出現(xiàn)漏電流時(shí),該繼電器能迅速切斷電源并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)是電工自動(dòng)化技術(shù)中的重要組成部分,其主要作用在于監(jiān)測(cè)并切斷電路中的漏電,以保障人身和設(shè)備安全。根據(jù)市場(chǎng)上的產(chǎn)品,這類開(kāi)關(guān)主要分為電壓型、電流型和脈沖型三類。電壓型漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)變壓器中性點(diǎn)與大地之間的電壓變化來(lái)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作,但其保護(hù)范圍較廣,難以實(shí)現(xiàn)分級(jí)保護(hù),且因停電范圍大、動(dòng)作頻繁而逐漸被淘汰。相比之下,脈沖型電流保護(hù)器在觸電時(shí)能敏銳捕捉到三相不平衡漏電流的相位和幅值變化,從而迅速觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作,目前廣泛應(yīng)用于電流型漏電保護(hù)器中。
漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的分類漏電保護(hù)開(kāi)關(guān),作為保障人身和設(shè)備安全的重要裝置,其種類繁多。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),這些開(kāi)關(guān)可以劃分為多種類型。例如,根據(jù)其監(jiān)測(cè)方式,可以分為電壓型、電流型和脈沖型等。每種類型的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)都有其獨(dú)特的工作原理和適用范圍,為電工自動(dòng)化技術(shù)提供了豐富的選擇?;A(chǔ)型漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)僅具備漏電保護(hù)斷電功能,需與其他保護(hù)元件如熔斷器、熱繼電器、過(guò)流繼電器等協(xié)同工作。相比之下,進(jìn)階型漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)在基礎(chǔ)功能上增添了過(guò)載保護(hù),提供雙重安全保障。更高級(jí)的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)不僅具備過(guò)載和短路保護(hù),還集成了短路、過(guò)負(fù)荷、漏電、過(guò)壓及欠壓等多重保護(hù)功能,確保全方位的安全防護(hù)。
漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作原理漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的核心部件包括一個(gè)鐵芯,上面套有兩個(gè)繞組:一個(gè)輸入電流繞組和一個(gè)輸出電流繞組。在正常情況下,即無(wú)漏電發(fā)生時(shí),輸入電流與輸出電流保持平衡,鐵芯上的磁通矢量和為零,這不會(huì)在第三個(gè)繞組上感應(yīng)出電勢(shì)。然而,一旦發(fā)生漏電,輸入與輸出電流的不平衡將導(dǎo)致鐵芯上產(chǎn)生磁通變化,進(jìn)而在第三繞組上感應(yīng)出電壓。這個(gè)感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)放大后,會(huì)推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使開(kāi)關(guān)跳閘,從而切斷電路。三相漏電開(kāi)關(guān),也被稱為漏電保護(hù)器或漏電保護(hù)開(kāi)關(guān),是用于檢測(cè)并保護(hù)電路免受漏電危害的設(shè)備。其工作原理是:通過(guò)檢測(cè)電流不平衡來(lái)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。 在正常工作時(shí),電路中的工作電流不會(huì)通過(guò)漏電保護(hù)器,因此檢測(cè)互感器的電流大小相等、方向相反,總和為零。然而,一旦發(fā)生漏電或觸電事故,就會(huì)有接地電流產(chǎn)生,這會(huì)使漏電脫扣器動(dòng)作,推動(dòng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘,以達(dá)到保護(hù)作用。
044.漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的接線方式在TN系統(tǒng)中,漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的接線方式通常分為三種:
TN25系統(tǒng):該系統(tǒng)中,中性線和保護(hù)線被分開(kāi)連接,確保了電氣安全。
TN 2C系統(tǒng):在此種方式下,中性線和保護(hù)線是合一的,簡(jiǎn)化了接線過(guò)程。
TN 2C2S系統(tǒng):該系統(tǒng)在干線部分的前半段采用保護(hù)線和中性線共用的設(shè)計(jì),而后半段則進(jìn)行了分離,這種設(shè)計(jì)既保證了安全性又具有一定的靈活性。
漏電保護(hù)器通過(guò)其內(nèi)部的兩組繞組檢測(cè)漏電情況。在無(wú)漏電情況下,輸入電流繞組和輸出電流繞組的電流相等,不會(huì)在第三繞組上感應(yīng)出電壓。然而,一旦發(fā)生漏電或觸電,就會(huì)有接地故障電流出現(xiàn),導(dǎo)致檢測(cè)互感器內(nèi)的電流量不為零,從而在鐵芯中感應(yīng)出磁通,推動(dòng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘,實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)。
根據(jù)保護(hù)器的工作原理,可分為電壓型、電流型和脈沖型三種。電壓型保護(hù)器,盡管曾廣泛應(yīng)用于變壓器中性點(diǎn)和大地間的保護(hù),但由于其保護(hù)范圍廣泛且動(dòng)作頻繁,已逐漸被淘汰。脈沖型電流保護(hù)器則依賴于觸電時(shí)三相不平衡漏電流的相位和幅值變化來(lái)觸發(fā)動(dòng)作,但存在死區(qū)限制。相比之下,電流型漏電保護(hù)器以其對(duì)電路中零序電流的靈敏檢測(cè)和電子元件的中間機(jī)構(gòu),展現(xiàn)了高靈敏度和全功能特性,成為目前應(yīng)用最廣泛的類型。
漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的核心工作原理在于其鐵芯上的兩組繞組:輸入電流繞組和輸出電流繞組。這一機(jī)制確保了對(duì)電路中零序電流的靈敏檢測(cè),展現(xiàn)了高靈敏度和全功能特性。
另外,還有一種正確的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)接線方式,即TT系統(tǒng)。它是指配電網(wǎng)低壓側(cè)的中性點(diǎn)直接接地,同時(shí),電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分也通過(guò)保護(hù)線直接接地。在安裝漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)時(shí),必須嚴(yán)格區(qū)分中性線N和保護(hù)線PE。對(duì)于三級(jí)四線或四級(jí)式漏電保護(hù)器,無(wú)論其符合側(cè)中性線是否使用,都應(yīng)將電源中性線接到保護(hù)器的輸入端口。同時(shí),經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的中性線不得作為保護(hù)線使用,也不得進(jìn)行重復(fù)接地或接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分。此外,保護(hù)線也不得接入漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。在漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的接線過(guò)程中,需要注意幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。首先,負(fù)載側(cè)的中性線不得與其他回路共用。其次,當(dāng)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)上標(biāo)有負(fù)載側(cè)和電源側(cè)時(shí),必須按照規(guī)定進(jìn)行安裝接線,確保接線正確無(wú)誤。最后,如果安裝帶有短路保護(hù)的漏電保護(hù)開(kāi)關(guān),必須保證其在電弧噴出方向有足夠的飛弧距離,具體距離應(yīng)遵循漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)生產(chǎn)廠商的規(guī)定進(jìn)行安裝。
漏電保護(hù)器的使用與維護(hù)? 運(yùn)行記錄與試驗(yàn)
漏電保護(hù)器的使用需建立完善的運(yùn)行記錄和管理制度。定期記錄漏電保護(hù)器的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行試驗(yàn),特別是在雷雨季節(jié)需增加檢查頻率。每月,在通電狀態(tài)下,應(yīng)至少按動(dòng)試驗(yàn)按鈕一至二次,以檢驗(yàn)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作是否正常且可靠。
? 故障檢查與維修
定期對(duì)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析,一旦發(fā)現(xiàn)故障,應(yīng)該立即更換。發(fā)現(xiàn)故障需專業(yè)人員維修,不得私自拆解,需詳細(xì)排查原因。維修工作應(yīng)由專業(yè)人員執(zhí)行,遇到異常情況時(shí),應(yīng)尋求電工的幫助,以防止事故擴(kuò)大。
? 日常管理和維護(hù)
在漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)退出運(yùn)行前再次使用前,必須按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行動(dòng)作特性試驗(yàn)。使用中需定期進(jìn)行動(dòng)作特性試驗(yàn),確保其功能正常,并依據(jù)環(huán)境條件安裝合適。在潮濕、高溫或金屬占有系數(shù)大的場(chǎng)所,必須設(shè)置獨(dú)立的漏電保護(hù)器,且不可用一臺(tái)保護(hù)多臺(tái)設(shè)備。
用戶應(yīng)加強(qiáng)漏電保護(hù)器的日常管理及維護(hù),確保其完好可靠。安裝時(shí),應(yīng)選擇干燥處,避免受雨淋、灰塵及有害氣體侵蝕。漏電保護(hù)器應(yīng)垂直安裝,接線正確,壓線螺母需擰緊。投入使用前,必須經(jīng)安裝檢查無(wú)誤并操作試驗(yàn)按鈕確認(rèn)動(dòng)作正常。此外,照明及其他單相用電負(fù)荷應(yīng)均衡分配至三相電源線,確保各相漏電電流相近。若低壓線路為地埋線,則三相長(zhǎng)度宜相近。每次漏電保護(hù)器動(dòng)作后,需立即查明原因并排除故障,方可恢復(fù)送電。





