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1、国内外多年的运行经验表明，推广使用漏电保护器，对防止触电伤亡事故，避免因漏电而引起的火灾事故，具有明显的效果。本文就广泛使用的电流型漏电保护器(以下简称漏电保护器)的工作原理及应用作些介绍。1漏电保护器的工作原理漏电保护器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关)以及试验元件等几个部分。图1是三相四线制供电系统的漏电保护器工作原理示意图。TA为零序电流互感器，GF为主开关，TL为主开关的分励脱扣器线圈。在被保护电路工作正常，没有发生漏电或触电的情况下，由克希荷夫定律可知，通过TA一次侧的电流相量和等于零，即：这样TA的二次侧不产生感应电动势
2、，漏电保护器不动作，系统保持正常供电。当被保护电路发生漏电或有人触电时，由于漏电电流的存在，通过TA一次侧各相电流的相量和不再等于零，产生了漏电电流Ik。在铁心中出现了交变磁通。在交变磁通作用下，TL二次侧线圈就有感应电动势产生，此漏电信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线圈TL通电，驱动主开关GF自动跳闸，切断故障电路，从而实现保护。用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同，不赘述。2 装设漏电保护器的范围1992年国家技术监督局发布的国标GB13955292漏电保护器安装和运行，对全国城乡装设漏电保护器做出统一规定。2.1必须装漏电保护器(漏电开关
3、)的设备和场所(1)属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具(I类电气产品，即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘，而且还包含一个附加的安全预防措施，如产品外壳接地)；(2)安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备；(3)建筑施工工地的电气施工机械设备；(4)暂设临时用电的电器设备；(5)宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路；(6)机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路；(7)游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备；(8)安装在水中的供电线路和设备；(9)医院中直接接触人体的电气医用设备；(10)其它需要安装漏电保护器的场所。2.2报警式漏电保护器的应用对一旦发生漏电切断电源时，会造成事故或重
4、大经济损失的电气装置或场所，应安装报警式漏电保护器，如：(1)公共场所的通道照明、应急照明；(2)消防用电梯及确保公共场所安全的设备；(3)用于消防设备的电源，如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等；(4)用于防盗报警的电源；(5)其它不答应停电的非凡设备和场所。3 漏电保护器额定漏电动作电流的选择正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要：一方面在发生触电或泄漏电流超过答应值时，漏电保护器可有选择地动作；另一方面，漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作，防止供电中断而造成不必要的经济损失。漏电保护器的额定漏电动作电流应满足以下三个条件：(1)为了保证人身安全，额定漏电动作电流应不大
5、于人体安全电流值，国际上公认30mA为人体安全电流值；(2)为了保证电网可靠运行，额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流；(3)为了保证多级保护的选择性，下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流，各级额定漏电动作电流应有级差112215倍。第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。该级保护的线路长，漏电电流较大,其额定漏电动作电流在无完善的多级保护时，最大不得超过100mA；具有完善多级保护时，漏电电流较小的电网，非阴雨季节为75mA，阴雨季节为200mA；漏电电流较大的电网，非阴雨季节为100mA，阴雨季节为300mA。第二级漏电保护器安装于分支线路出口处，被保护线路较短
6、，用电量不大，漏电电流较小。漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间，一般取3075mA。第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备，是直接防止人身触电的保护设备。被保护线路和设备的用电量小，漏电电流小，一般不超过10mA，宜选用额定动作电流为30mA，动作时间小于0.1s的漏电保护器。4 漏电保护器的正确接线方式TN系统是指配电网的低压中性点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线与该接地点相接。TN系统可分为：TN2S系统整个系统的中性线与保护线是分开的。TN2C系统整个系统的中性线与保护线是合一的。TN2C2S系统系统干线部分的前一部分保护线与中性线是共用
7、的，后一部分是分开的。TT系统配电网低压侧的中性点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线直接接地。漏电保护器在TN及TT系统中的各种接线方式如图25所示。安装时必须严格区分中性线N和保护线PE。三极四线或四极式漏电保护器的中性线，不管其负荷侧中性线是否使用都应将电源中性线接入保护器的输入端。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线，不得重复接地或接设备外露可导电部分；保护线不得接入漏电保护器。低压配电系统中装设漏电保护器是防止人身触电的有效措施，也可以防止因漏电而引发的电气火灾及设备损坏事故。漏电保护器一般分为一极、二极、三极、四极。其中一极、二极漏电保护器的结构原理图如图1-a、b所示，它
8、们的主要区别在于当漏电事故发生时是否断开零线。其工作原理均为通过检测相线、零线电流的相量和是否为零来判定是否有漏电事故发生。本文所讨论的重点是三极、四极漏电保护器的工作原理与应用场合的差异。一些厂家提供的三、四极漏电保护器结构原理图分列如图2-a、b与图3-a、b所示，其中图2-a、b源自某国产品牌开关制造商产品资料，图3-a、b源自某进口品牌开关制造商产品资料。二者的四极漏电保护器的结构原理图并无区别，但三极漏电保护的结构原理图却存在重大不同，并由此引发其使用也有重大区别。在分析之前，需要明确一个概念，即“负载三相平衡”。在三相交流电系统中，负载三相平衡时，其三相电流相量和为零。但笔者以为，
9、所谓“负载三相平衡”是一个理论概念，在实际的产品制造中，由于生产工艺、使用条件及电源品质等因素的制约，理想的三相完全平衡的负载不大可能存在，其三相电流ia、ib、ic的相量和不为零而且很容易达到漏电保护器的动作电流值例如30mA。因此，“负载三相平衡”这个概念只具理论意义。本文以下谈到三极、四极漏电保护器的应用时与此相关。首先分析图2，图2-a、b中，二者的漏电动作原理相同。均是通过检测穿过零序电流互感器的3根相线和1根N线的电流相量和是否达到漏电保护器的动作电流值来决定其是否脱扣。对于正常工作的三相四线配电系统，不论其所带负载如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏电保护器不动作。一旦发生接
10、地故障时，故障相有一部分电流经故障点流入大地，此时零序电流互感器内电流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN0，漏电保护器动作，切断故障回路，从而保证人身安全。图2-a、b中不同之处仅在于漏电保护器动作时，在切断相线的同时是否切断零线。因此，笔者以为，图2-a中所谓的三极漏电保护器是一种“假三极”漏电保护器，其实质与四极漏电保护器相同。应用时，正常情况下，若负载是Y形接法，不论三相平衡与否，其中性点与N线相连，则穿过零序电流互感器的相线及N线电流相量和为零，即ia+ib+ic= -iN，当然没有问题。但若负载是N形接法，由于负载无中性点，则漏电保护器的N线被悬空，iN=0。此时，只有负载三相
11、平衡，即 ia+ib+ic=0，才有ia+ib+ic+iN =0，保证漏电保护器不动作。但如前所述，“负载三相平衡”是一个理论概念，不具多少实际意义。因此图 2-a、b类型的漏电保护器均应用于三相四线配电系统中，而不论其负载是否平衡。对无中性点的负载，则不可使用。而图3 则大不相同，图3-a中，穿过零序电流互感器的仅有3根相线，因此，它检测的仅是三相电流的相量和。在正常的配电系统中，要使ia+ib+ic=0，只有以下2种情况：1.三相四线配电系统中，负载三相平衡。此时，尽管系统的N线未穿过漏电保护器的零序电流互感器，但因ia+ib+ic=0，漏电保护器不动作。但亦如前述，这是一种理论状态。2.
12、配电系统本身是三相三线制，不论其负载是否三相平衡，也不论负载是Y形接法或形接法，均有ia+ib+ic=0，漏电保护器不动作。图3-a类型漏电保护器接三相三线负载时，负载Y形接法及形接法的配电电路图如图4-a、b所示。 因此，图3-a类型的三极漏电保护器更具实际意义的使用场合是前述的第2种情况，即应用于三相三线的配电系统，负载对N线无要求。电动机便是此类负载之一，不论该电动机的绕组是Y形接法还是形接法。图3-b中漏电保护器的工作原理及应用与图2-a、b相同，不再赘述。对民用建筑电气设计而言，三极或四极漏电保护器的应用是广泛的。例如，按规范，在住宅楼单元进线处要设300mA的漏电保护器，此时因配电
13、系统为三相四线（未考虑PE 线），我们只能选用图3-a或图2-a、b类型的漏电保护器。若选用图3-a类型的漏电保护器则可能使其无法正常工作。另一个应用例子便是三相插座前端加装漏电保护。此时，若仅为预留三相插座而不知其负载为何，情况便比较复杂。具体地说，若负载有中性线，则不可选用图3-a类型的漏电保护器。若负载无中性线，则只能选用图3-a类型的漏电保护器（此种情况下，我们仍考虑实际三相负载不能满足“三相平衡”的理论要求）。最后还需特别指出两点： 1. 当发生人体单相触电事故时（这种事故在触电事故中几率最高），即在漏电保护器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
14、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. 由于漏电保护器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。有的人在漏电保护器动作时不是认真地找原因，而是将漏电保护器短接或拆除，这是极其危险的，也是绝对不允许的。 四、漏电保护器的安装漏电保护器的安装 除应遵守常规的电气设备安装规程外，还应注意以下几点： 1. 漏电保护器的安装应符合生产厂家产品说明书的要求。 2. 标有电源侧和负荷侧的漏电保护器不得接反。如果接反，会导致电子式漏电保护器的脱扣线圈无法随电源切断而断电，以致长时间通电而烧毁。 3. 安装漏电保护器不得拆除或放弃原有的安全防护措施，漏电
15、保护器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。 4. 安装漏电保护器时，必须严格区分中性线和保护线。使用三极四线式和四极四线式漏电保护器时，中性线应接入漏电保护器。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线。 5. 工作零线不得在漏电保护器负荷侧重复接地，否则漏电保护器不能正常工作。 6. 采用漏电保护器的支路，其工作零线只能作为本回路的零线，禁止与其他回路工作零线相连，其他线路或设备也不能借用已采用漏电保护器后的线路或设备的工作零线。 7. 安装完成后，要按照建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）3.1.6条款，即“动力和照明工程的漏电保护器应做模拟动作试验”的要 求，对完工的漏电保护器进行试验，以保证其灵敏度和可靠性。试验时可操作试验按钮三次，带负荷分合三次，确认动作正确无误，方可正式投入使用。8. 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的漏电保护器。 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，应选用报警式漏电保护器接通声、光报警信号，通知管理人员及时处理故障。在两网改
