漏电保护器的应用分析.doc

漏电保护器的应用分析摘 要：漏电保护器是一种在用电设备上使用的安全保护装置，它以漏电电压为信号，包括试相部分，检测部分和断电讯响部分，其工作电压为12伏，用于检测用电设备的壳体电压，一旦用电设备壳体电压达到保安器工作电压即动作，它不受用电设备容量，单相、三相的限制，使用面广，互换性好，可确保用电设备和人身安全，亦可作为用电设备的绝缘监视器使用。关键词：漏电保护器 ，作用 ，局限性 ，等电位联结 Application Analysis of leakage protectionAbstract：Leakage protection device is a device for use in power protection device, it leakage voltage signals, including part of the test phase, testing part and the broken part of the telecommunications ring, its operating voltage of 12 volts, used to detect the electrical equipment the shell-voltage, once the shell-voltage electrical equipment to achieve security device operating voltage that is action, it is not electrical equipment capacity, single-phase, three-phase constraints, the use of a wide range, interchangeability, and can be to ensure that electrical equipment, and personal safety, also serves as the insulation monitor the use of electrical equipment.Key words: Leakage protection device, role, limitations, and other potential connection0 引言近年来，我国火灾事故形势严竣，就发生火灾的原因分析，其中电气火灾占火灾总数的25%30%，占火灾事故原因中首位。电气火灾事故的原因包括电器设备或导线过载、电器设备安装或使用不当，而造成温度升高至危险温度，引起设备本身或周围物体燃烧等，而由于短路引起的事故，达电气火灾事故的40%。短路可分为相间短路和单相短路(接地短路)，在对因电气短路引起的火灾事故分析中，大部分是接地短路起火。接地短路起火危险大都是因为它的短路电流比较小，不足以使过流保护(断路器、熔断器)及时动作切断电源，但在短路处可以产生高温足以引燃近旁可燃物起火。而相间短路的保护齐全，一旦发生短路，短路电流足以使断路器及时断开，切断故障，所以相对而言，引起火灾的危险小得多。漏电保护在电气安全领域尚属比较新的技术。近三十年来，随着电子技术的发展，高灵敏度、快速动作型漏电保护装置获得了极大的发展。德国、法国、英国、美国、日本等国乃至国际电工委员会都先后建立和修订了漏电保护装置的产品标准及其关联标准和法规。在我国漏电保护装置生产厂家众多，产品品种繁多，国家制订了国家标准漏电电流动作保护器（GB6829-86），该标准对漏电保护器的特性、分类、工作条件和安装条件、结构与性能要求、试验方法、检验规则等方面作出了明确的规定。1、漏电保护器的原理和构成漏电电流动作保护器简称漏电保护器，又叫漏电保护开关，以下简称RCD。主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电进行保护。RCD在反应触电和漏电保护方面具有高灵敏性和动作快速性，这是其他保护电器，如熔断器、自动开关等无法比拟的。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流，他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定，因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障（有的自动开关还具有过载保护功能）。而RCD是利用系统的剩余电流反应和动作，正常运行时系统的剩余电流几乎为零，故它的动作整定值可以整定得很小（一般为mA级），当系统发生人身触电或设备外壳带电时，出现较大的剩余电流，漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作，切断电源。2、RCD的分类 RCD可以按其保护功能、结构特征、安装方式、运行方式、极数和线数、动作灵敏度等分类，这里主要按其保护功能和用途分类进行叙述，一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。2.1漏电保护继电器是指具有对漏电流检测和判断的功能，而不具有切断和接通主回路功能的漏电保护装置。漏电保护继电器由零序互感器、脱扣器和输出信号的辅助接点组成。它可与大电流的自动开关配合，作为低压电网的总保护或主干路的漏电、接地或绝缘监视保护。当主回路有漏电流时，由于辅助接点和主回路开关的分离脱扣器串联成一回路。因此辅助接点接通分离脱扣器而断开空气开关、交流接触器等，使其掉闸，切断主回路。辅助接点也可以接通声、光信号装置，发出漏电报警信号，反映线路的绝缘状况。2.2漏电保护开关是指不仅它与其它断路器一样可将主电路接通或断开，而且具有对漏电流检测和判断的功能，当主回路中发生漏电或绝缘破坏时，漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。它与熔断器、热继电器配合可构成功能完善的低压开关元件。2.3目前这种形式的漏电保护装置应用最为广泛，市场上的漏电保护开关根据功能常用的有以下几种类别：（1）只具有漏电保护断电功能，使用时必须与熔断器、热继电器、过流继电器等保护元件配合。（2）同时具有过载保护功能。（3）同时具有过载、短路保护功能。（4）同时具有短路保护功能。（5）同时具有短路、过负荷、漏电、过压、欠压功能。2.4漏电保护插座是指具有对漏电流检测和判断并能切断回路的电源插座。其额定电流一般为20A以下，漏电动作电流630mA，灵敏度较高，常用于手持式电动工具和移动式电气设备的保护及家庭、学校等民用场所。3、漏电保护器的选用原则国家为了规范漏电保护器的正确使用，相继颁布了漏电保护器安全监察规定（劳安字（1999）16号）和漏电保护器安装与运行（GB13955-92）等一系列标准和规定。依据这些标准和规定，我们在选用漏电保护器时应遵循以下主要原则：3.1购买漏电保护器时应购买具有生产资质的厂家产品，且产品质量检测合格。在这里要提醒大家：目前市场上销售的漏电保护器有不少是不合格品。2002年10月28日，国家质检总局公布漏电保护器产品质量抽查结果，有20%左右的产品不合格，其主要问题为：有的不能正常分断短路电流，消除火灾隐患；有的起不到人身触电的保护作用；还有一些不该跳闸时跳闸，影响正常用电。 3.2.应根据保护范围、人身设备安全和环境要求确定漏电保护器的电源电压、工作电流、漏电电流及动作时间等参数。 3.3电源采用漏电保护器做分级保护时，应满足上、下级开关动作的选择性。一般上一级漏电保护器的额定漏电电流不小于下一级漏电保护器的额定漏电电流，这样既可以灵敏地保护人身和设备安全，又能避免越级跳闸，缩小事故检查范围。 3.4手持式电动工具（除III类外）、移动式生活用家电设备（除III类外）、其他移动式机电设备，以及触电危险性较大的用电设备，必须安装漏电保护器。 3.5建筑施工场所、临时线路的用电设备，应安装漏电保护器。这是施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）中明确要求的。 3.6机关、学校、企业、住宅建筑物内的插座回路，宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路，也必须安装漏电保护器。 3.7安装在水中的供电线路和设备以及潮湿、高温、金属占有系数较大及其他导电良好的场所，如机械加工、冶金、纺织、电子、食品加工等行业的作业场所，以及锅炉房、水泵房、食堂、浴室、医院等场所，必须使用漏电保护器进行保护。 3.8固定线路的用电设备和正常生产作业场所，应选用带漏电保护器的动力配电箱。临时使用的小型电器设备，应选用漏电保护插头（座）或带漏电保护器的插座箱。 3.9漏电保护器作为直接接触防护的补充保护时（不能作为唯一的直接接触保护），应选用高灵敏度、快速动作型漏电保护器。 一般环境选择动作电流不超过30mA，动作时间不超过0.1s.，这两个参数保证了人体如果触电时，不会使触电者产生病理性生理危险效应。在浴室、游泳池等场所漏电保护器的额定动作电流不宜超过10mA。在触电后可能导致二次事故的场合，应选用额定动作电流为6mA的RCD。3.10对于不允许断电的电气设备，如公共场所的通道照明、应急照明、消防设备的电源、用于防盗报警的电源等，应选用报警式RCD接通声、光报警信号，通知管理人员及时处理故障。4、RCD的保护作用我们知道，电气设备漏电时，将呈现异常的电流或电压信号，漏电保护器通过检测、处理此异常电流或电压信号，促使执行机构动作。我们把根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器，根据故障电压动作的漏电保护器叫电压型漏电保护器。由于电压型漏电保护器结构复杂，受外界干扰动作特性稳定性差，制造成本高，现已基本淘汰。目前国内外漏电保护器的研究和应用均以电流型漏电保护器为主导地位。电流型RCD是以电路中零序电流的一部分（通常称为残余电流）作为动作信号，且多以电子元件作为中间机构，灵敏度高，功能齐全，因此这种保护装置得到越来越广泛的应用。电流型漏电保护器的构成分四部分：4.1检测元件：检测元件可以说是一个零序电流互感器。被保护的相线、中性线穿过环形铁心，构成了互感器的一次线圈N1，缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈N2，如果没有漏电发生，这时流过相线、中性线的电流向量和等于零，因此在N2上也不能产生相应的感应电动势。如果发生了漏电，相线、中性线的电流向量和不等于零，就使#$上产生感应电动势，这个信号就会被送到中间环节进行进一步的处理。 2.2 中间环节：中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器，当中间环节为电子式时，中间环节还要辅助电源来提供电子电路工作所需的电源。中间环节的作用就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理，并输出到执行机构。2.3执行机构：该结构用于接收中间环节的指令信号，实施动作，自动切断故障处的电源。2.4. 试验装置：由于RCD是一个保护装置，因此应定期检查其是否完好、可靠。试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，以检查装置能否正常动作5、RCD的运行RCD的安全运行要靠一套行之有效的管理制度和措施来保证。除了做好定期的维护外，还应定期对漏电保护器的动作特性进行试验，做好检测记录，并与安装初始时的数值相比较，判断其质量是否有变化。在使用中要按照使用说明书的要求使用漏电保护器，并按规定每月检查一次，即操作漏电保护器的试验按钮，检查其是否能正常断开电源。在检查时应注意操作试验按钮的时间不能太长，一般以点动为宜，次数也不能太多，以免烧毁内部元件。RCD在使用中发生跳闸，经检查未发现开关动作原因时，允许试送电一次，如果再次跳闸，应查明原因，找出故障，不得连续强行送电。RCD一旦损坏不能使用时，应立即请专业电工进行检查或更换。如果RCD发生误动作和拒动作，其原因一方面是由RCD本身引起，另一方面是来自线路的缘由，应认真地具体分析，不要私自拆卸和调整RCD内部器件。虽RCD的作用具有一定的局限性，但它的功能优势却不能抹杀。为了防止接地故障引起电击和火灾事故，除断电将引起更严重后果的设备和线路外，全部电器装置都应按要求置于接地故障保护之下。末端插座回路不可避免地要接用一些移动式、手握式电气设备，这些最易发生接地故障，发生电击的危险也最大，为保证用电安全，不论那种接地系统，末端插座回路上都应装设RCD，并且它应为高灵敏度的普通型RCD，其额定动作电流In不大于30mA，. 5倍In电流时的动用时间不大于0.04s。它既能防止电击（包括直接接触电击），也能防止电弧性接地故障火灾。对固定式设备的过流保护若不能满足在5s内切断接地故障的要求也应装设此种RCD。而当建筑物电源总进线上的过流保护若不能在5s内切断接地故障时，应装设带少许延时的S（选择）型RCD，以保证与下级RCD的选择性，其In宜为100500mA；且5倍In电流时的动作时间不大于0.15s。此S型RCD用以保护全部电气装置，但主要用于防接地故障引起的火灾，同时也作为插座回路RCD的后备。3结论RCD以其高灵敏的动作性能，能作为直接接触电击保护的后备措施。例如当人体不慎触及破损的灯头或插头的带220V的相线端子时，它也能迅速切断电源，使人免遭电击的危险。但这只是在绝缘外壳破损时的后备措施而不是正规的保护措施，不能由此误认为安装RCD后电气设备可以不接地，也可不作总等电位联结。综上所述可知，RCD尚非尽善尽美，它可能因为种种原因而拒动，和其他保护电器一样，并不完全可靠，如果作了接地，尤其是作了等电位联结，其作用在于降低接触电压，则可使受电击的人往往免于致死。另外，如果绝缘损坏，使电气设备金属外壳带电压，设备接地可以为故障电流提供通路，RCD可在人体接触带电外壳前切断故障，从而使人体免遭一次电击危险，可见，不作接地和等电位联结是很危险的，两者应结合应用，相辅相成，从而获得最好的保护效果。最后还需特别指出两点：1. 当发生人体单相触电事故时（这种事在触电事故中几率最高），即在RCD负载侧接触一根相线（火线）时它能起到很好的保护作用。如果人体对地绝缘，此时触及一根相线一根零线时，漏电保护器就不能起到保护作用。 2. 由于RCD的作用是防患于未然，电路工作正常时反映不出来它的重要，往往不易引起大家的重视。有的人在RCD动作时不是认真地找原因，而是将RCD短接或拆除，这是极其危险的，也是绝对不允许的。来参考文献：1、IEC/TC64，国际电工委员会标准S【英文名称】International Electrotechnical Commission standards2、曾保全，住宅接地设计的几个问题J，建筑电气，2000，【英文名称】Several problems of residential grounding design3、GBJ232-82，电气装置安装工程及验收规范S【英文名称】GBJ232-82, electrical equipment installation and acceptance of norms4JGJ/16-92，民用建筑电气设计规范S【英文名称】JGJ/16-92, civil electrical design specifications