漏電保護(hù)器的原理及應(yīng)用

摘要：在低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是目前防止電擊事故和因漏電引發(fā)火災(zāi)或造成電氣損害的最經(jīng)濟(jì)有效的措施。本文根據(jù)漏電保護(hù)器的特性，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的常見問題和解決方案，本文對(duì)漏電保護(hù)器的重要作用、工作原理、使用范圍及注意事項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述和分析。

漏電保護(hù)器是一種電氣安全裝置，廣泛運(yùn)用于低壓配電系統(tǒng)中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展，電氣安全問題越來越被人們所重視。工程驗(yàn)收時(shí)，漏電保護(hù)器座位重要的防觸電和接地故障保護(hù)電器，一直是檢查的重點(diǎn)。但是，漏電保護(hù)器在應(yīng)用中，常常存在一些錯(cuò)誤和誤區(qū)，不當(dāng)?shù)氖褂每赡軙?huì)經(jīng)濟(jì)損失和人身安全。

1.漏電保護(hù)器的種類

1.1漏電保護(hù)插頭  漏電保護(hù)插頭是由零序TA、漏電脫扣器和主開關(guān)組成并裝載絕緣外殼內(nèi)，具有漏電保護(hù)及手動(dòng)通斷電路的功能，它不具有過負(fù)荷和短路保護(hù)功能，這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于潮濕環(huán)境的電器插頭，比如安裝在浴室的家用電熱水器或者太陽能熱水器電加熱器所使用的插頭。

1.2漏電保護(hù)插座  漏電保護(hù)插座是由漏電開關(guān)或漏電斷路器與插座組合而成，使插座回路連接的設(shè)備具有漏電保護(hù)功能。它主要作為移動(dòng)式較小負(fù)荷設(shè)備、家用電器等需要漏電保護(hù)的電源。

1.3漏電保護(hù)繼電器  漏電繼電器由零序TA和繼電器組成，它具有檢測(cè)和判斷功能，由繼電器觸點(diǎn)發(fā)出信號(hào)，控制斷路器、接觸器切斷電路或控制信號(hào)元件發(fā)出聲光信號(hào)。

1.4漏電保護(hù)斷路器  漏電斷路器是在斷路器的基礎(chǔ)上加裝漏電保護(hù)部件而構(gòu)成，在保護(hù)上具有漏電、過負(fù)荷及短路保護(hù)功能。  漏電斷路器根據(jù)技術(shù)可分為帶兩個(gè)保護(hù)的二級(jí)漏電斷路器、帶3個(gè)保護(hù)極的三極漏電斷路器和帶4個(gè)保護(hù)極的四極漏電斷路器。根據(jù)結(jié)構(gòu)方式分為電磁式和電子式兩種。由于漏電保護(hù)斷路器在具備漏電保護(hù)功能的同時(shí)也包含斷路器的所有保護(hù)功能，所以是低壓配電系統(tǒng)中最常用的漏電保護(hù)器。

2.漏電保護(hù)器的工作原理      漏電保護(hù)器是由零序電流互感器、漏電脫扣器、脫扣機(jī)構(gòu)、主開關(guān)、實(shí)驗(yàn)按鈕等五部分組成。以TN-S接地方式為例，將漏電保護(hù)器安裝在線路中，一次線圈與電網(wǎng)的線路相連接，二次線圈與漏電保護(hù)器中的脫扣器連接。當(dāng)用電設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，線路中電流呈平衡狀態(tài)，互感器中電流矢量之和為零。由于一次線圈中沒有剩余電流，所以不會(huì)感應(yīng)二次線圈，漏電保護(hù)器的開關(guān)裝置處于閉合狀態(tài)運(yùn)行。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生漏電或有人觸電時(shí)，則在故障點(diǎn)產(chǎn)生分流，次漏電電流流入大地，返回變壓器中性點(diǎn)，致使互感器中流入、流出的電流不平衡，會(huì)出現(xiàn)故障電流在零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，當(dāng)這個(gè)電流值打到該漏電保護(hù)器限定的動(dòng)作電流值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致二次側(cè)足夠的感應(yīng)電壓迫使脫扣線圈勵(lì)磁，強(qiáng)令主開關(guān)跳閘，切斷供電回路。

3.漏電保護(hù)器的應(yīng)用范圍

3.1防人身直接觸點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作電流為30mA的漏電保護(hù)器  漏電保護(hù)器根據(jù)動(dòng)作電流而有不同等級(jí)，動(dòng)作電流越小，靈敏度越高。比較常用的動(dòng)作電流有300mA、30mA、100mA等級(jí)別漏電保護(hù)器。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)確定，通過人體的交流50Hz電流不超過30mA時(shí)，人體不會(huì)發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)而死亡，它與人體潮濕程度、接觸電壓高低無直接關(guān)系。因此，國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)在所有防人身電擊的條文中，都規(guī)定采用動(dòng)作電流不大于30mA的漏電保護(hù)器。據(jù)此在潮濕環(huán)境如浴室等電擊危害大的場(chǎng)所都可裝用動(dòng)作電流為30mA的漏電保護(hù)器來防人身電擊。10mA的漏電保護(hù)器和30mA的漏電保護(hù)器在防人身電擊的效果上時(shí)相同的，都可以使人免于發(fā)生心室纖顫而死亡。由于10mA漏電保護(hù)器制作工藝復(fù)雜，價(jià)格較貴，并且電氣設(shè)備如在一些特殊環(huán)境工作時(shí)，正常泄漏電流較大，容易引起誤動(dòng)作。而頻繁的誤動(dòng)作停電的后果往往是漏電保護(hù)器電保護(hù)器短接或拆除，使線路時(shí)期接地故障保護(hù)，導(dǎo)致危險(xiǎn)的后果。所以防人身意外電擊通話藏裝設(shè)動(dòng)作電流為30mA的漏電保護(hù)器。

3.2電氣火災(zāi)的防護(hù)  配電線路短路時(shí)經(jīng)常放聲的一個(gè)故障，而在線路短路中大部分是單向接地故障，即相線與大地、電氣設(shè)備外殼、金屬結(jié)構(gòu)管道之間的短路。接地故障既能引起人身電擊事故，也相間短路、單向短路容易引起電氣火災(zāi)。《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，配電線路都應(yīng)有接地故障保護(hù)電器。當(dāng)發(fā)生電弧性接地故障起火時(shí)，因電弧電流小，斷路器、熔斷器往往不能在火災(zāi)發(fā)生前切斷電源，而漏電保護(hù)器則能立即動(dòng)作切斷電源。因此，除在手握式、移動(dòng)式設(shè)備終端線路上安裝30mA瞬時(shí)動(dòng)作漏電保護(hù)器外，還應(yīng)在電影總干線上安裝帶少許延時(shí)的漏電保護(hù)器功能的斷路器，它主要用于防接地故障引起的電氣火災(zāi)和線路對(duì)地電位升高事故。

3.3必須安裝漏電保護(hù)器的設(shè)備和場(chǎng)所

a．手握式和移動(dòng)電氣設(shè)備應(yīng)裝用30mA高靈敏度的漏電保護(hù)器。日常生活和生產(chǎn)中，經(jīng)常使用一些手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備，比如工廠經(jīng)常使用的檢修電焊機(jī)。手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備的電擊危險(xiǎn)******。這是因?yàn)檫@些設(shè)備使用中經(jīng)常挪動(dòng)，絕緣容易破損而發(fā)生碰外殼接地故障。操作人員一旦發(fā)生觸電，無法甩脫。不論有無裝有30mA漏電保護(hù)，固定式設(shè)備發(fā)生電擊事故時(shí)都可是人站立不穩(wěn)摔倒，但不會(huì)因發(fā)生心室纖顫而電擊致死。因此手握式和移動(dòng)式設(shè)備必須裝有30mA瞬時(shí)動(dòng)作漏電保護(hù)器。

b．安裝在潮濕、強(qiáng)腐蝕等環(huán)境惡劣場(chǎng)所的電氣設(shè)備。

c．施工工地的施工機(jī)械電氣設(shè)備、臨時(shí)電源及檢修電源。

d．公共及民用建筑的插座回路。

3.4報(bào)警式漏電保護(hù)器的應(yīng)用  對(duì)于一些一級(jí)負(fù)荷，停電一旦發(fā)生漏電切斷其電源，會(huì)造成事故或重大經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)于此類負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè)報(bào)警式漏電保護(hù)器，漏電時(shí)只提供報(bào)警信號(hào)，不作用于切斷電源。  需要裝設(shè)報(bào)警式漏電保護(hù)器的設(shè)備和場(chǎng)所有：

a． 公共場(chǎng)所的通道照明。

b．電梯和消防類設(shè)備。

c． 用于防盜和報(bào)警的電源。

d．其他不允許停電的特殊設(shè)備和場(chǎng)所。

3.5不需裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備

a．使用安全電壓供電的電氣設(shè)備。

b．一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣的電氣設(shè)備。

c．使用隔離變壓器供電的電氣設(shè)備。

d．在采取不接地的局部等電位連接安全措施的場(chǎng)所使用的電氣設(shè)備。

e．在沒有間接接觸電擊危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備。

4.事故原因分析  在下列情況下，即使裝有漏電保護(hù)器，仍可能發(fā)生觸電事故：

a． 人同時(shí)觸及相線及中性線。

b．人站在高處，同時(shí)觸及相線及墻體，此時(shí)流經(jīng)人體電流可能小于漏電動(dòng)作電流，但仍有可能使人痙攣，造成跌落等二次傷害。

c． 在TN系統(tǒng)中，如果PE線短路，此時(shí)電氣設(shè)備的絕緣被破壞，如選用的漏電保護(hù)器不是防止直接電擊的，則漏電保護(hù)器可能不動(dòng)作，PE線帶電，造成人身傷害。

d．在TN系統(tǒng)中，裝設(shè)保護(hù)器與沒有裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備如共用PE線，則當(dāng)沒有裝設(shè)漏電保護(hù)器的電氣設(shè)備絕緣損壞而外殼帶電時(shí)，裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備外殼也帶點(diǎn)，有可能造成人身傷害。

5.結(jié)束語

正確選擇與安裝漏電保護(hù)器是防止人身觸電事故和電器火災(zāi)的有效途徑，在建筑電氣設(shè)計(jì)和施工中只要合理選用和正確安裝，對(duì)保護(hù)人身安全和防止設(shè)備損壞，以及預(yù)防火災(zāi)將會(huì)有明顯的作用。但由于漏電保護(hù)器本身的局限性，我們不能把這種保護(hù)當(dāng)做萬無一失的保護(hù)措施。