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(jiàn)問(wèn)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(wèn)題越來(lái)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(lèi)

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(kāi)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(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)功能，這類(lèi)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(yáng)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(méi)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(kāi)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(kāi)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(guò)人體的交流50Hz電流不超過(guò)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(wú)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(lái)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(wú)法甩脫。不論有無(wú)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(lèi)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(lèi)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(méi)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(méi)有裝設(shè)漏電保護(hù)器的設(shè)備如共用PE線，則當(dāng)沒(méi)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(yǔ)

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(wàn)無(wú)一失的保護(hù)措施。