漏电保护器

漏电保护器《施工现场临时用电安全手册》漏电保护器漏电保护器又称剩余电流保护器(RCD)，是低压供电系统普遍采用的预防人体触电的五大措施之一，五大措施是：电气设备绝缘、保护接零(地)、等电位联结、漏电保护器和电工安全用具措施。20世纪70年代漏电保护器首先在触电事故频发的我国农村试用，取得了显著的效果，挽救了大批人的生命。80年代漏电保护器在我国城乡开始普及，现已普遍采用，正在服役的漏电保护器约有l亿台。漏电保护器1928年由德国人发明。我国关于漏电保护器的技术标准有：《漏电保护器安装和运行》GB1395—92，简称《安装和运行》，《剩余电流动作保护器的一般要求》GB6829一1995，简称《一般要求》，《弧焊变压器防触电装置》GB/T10235—2000，《施工用电规范》。《施工用电规范》对漏电保护器在施工现场的应用做出了详细规定，下文未注明出处的条文均出自该规范。本课依据这些标准，结合施工现场的具体情况，讲解漏电保护器的原理、分类、特点、技术指标、一般应用、在施工现场的应用和电焊机二次侧触电保护器。一、漏电保护器的原理漏电保护器可分为电压型和电流型两大类，这里讲解常用的电流型漏电保护器的原理，电压型漏电保护器应用面窄，且缺点较多，这里不作介绍。1.普通电流型漏电保护器普通电流型漏电保护器的原理见图2—5一l，保护器由零序电流互感器、电子放大器、晶闸管和脱扣器等部分组成。零序电流互感器是关键器件，制造要求很高，其构造和原理跟普通电流互感器基本相同，零序电流互感器的初级线圈是绞合在一起的4根线，3根火线1根零线，而普通电流互感器的初级线圈只是1根火线。初级线圈的4根线要全部穿过互感器的铁芯，4根线的一端接电源的主开关，另一端接负载。正常情况下，不管三相负载平衡与否，同一时刻4根线的电流和(矢量和)都为零，4根线的合成磁通也为零，故零序电流互感器的次级线圈没有输出信号。当火线对地漏电时，如图中人体触电时，触电电流经大地和接地装置回到中性点。这样同一时刻4根线的电流和不再为零，产生了剩余电流，剩余电流使铁芯中有磁通通过，从而互感器的次级线圈有电流信号输出。互感器输出的微弱电流信号输入到电子放大器6进行放大，放大器的输出信号用作晶闸管7的触发信号，触发信号使晶闸管导通，晶闸管的导通电流流过脱扣器线圈8使脱扣器动作而将主开关2断开。压敏电阻5的阻值随其端电压的升高而降低，压敏电阻的作用是稳定放大器6的电源电压。上述电路是针对三相四线制、中性点接地供电系统的，这种漏电保护器也适用于三相三线制、双相两线制和单相两线制，也适用于不接地系统，接线图见图2～5—32.接地式电流型漏电保护器接地式电流型漏电保护器是特殊的电流型漏电保护器，其原理和上述普通电流型保护器基本相同，见图2—5—2，但是接线方法有区别。二者的区别是：普通电流型漏电保护器的零序电流互感器连接在主电路中，而接地式电流型漏电保护器把零序电流互感器的初级线圈串联在变压器中性点的接地线中。这种漏电保护器是我国自行研制的新型保护器，适用于变压器中性点接地的供电系统，是按用一台漏电保护器对系统进行总保护的要求设计的，经济实用，特别适用于农村电网，小型施工工地也可以采用。二、漏电保护器的分类漏电保护器按功能区分可以分为漏电保护开关和继电器；按原理可分为电磁式和电子式；按动作时间可分为瞬时动作式和延迟动作式；按使用方式可分为固定式和移动式；按功能多样性可分为单一功能和多功能漏电保护器。1.漏电保护开关和继电器(1)漏电保护开关漏电保护开关装有脱扣装置，当检测到漏电信号时能利用脱扣装置直接把电源切断。(2)漏电保护继电器漏电保护继电器没有脱扣装置，但装有继电器，当检测到漏电信号时继电器动作，继电器的动作信号可以输入到报警器报警，提示工作人员排除故障，或输入到其他自动控制装置。漏电保护继电器用于特殊需要场合，例如一旦切断电源就可能造成重大经济损失或重大政治影响的场所。2.电磁式和电子式漏电保护器(1)电磁式漏电保护器只采用电磁机构、没有电子电路、零序电流互感器的输出信号直接输入到脱扣器或继电器的漏电保护器称电磁式漏电保护器，图2—5—1所示的漏电保护器去掉放大器就是电磁式漏电保护器。显然，电磁式漏电保护器要求零序电流互感器的输出信号要足够大。电磁式漏电保护器的特点是：构造简单，抗干扰能力强，抗雷电等引起的过电压能力强，可靠性较高；但对零序电流互感器和脱扣器的加工要求高，从而成本高，没有分级保护所需要的延时特性，灵敏度较低。欧洲等国家普遍采用电磁式漏电保护器，我国较少采用。(2)电子式漏电保护器同时采用电磁机构和电子电路的漏电保护器称电子式漏电保护器。图2—5—2所示的保护器就是电子式漏电保护器，电子式漏电保护器的特点大体上和电磁式相反。总的说来，电子式漏电保护器的价格低，性能也较好，更适宜推广应用，我国普遍采用电子式漏电保护器。3.瞬时式和延迟式漏电保护器(1)瞬时式漏电保护器检测到漏电信号能立刻动作的漏电保护器称瞬时式漏电保护器，其动作时间要求在0.1s以内。瞬时式漏电保护器用于末级(终端)保护场合，如施工现场的开关箱、家庭配电箱。(2)延迟式漏电保护器检测到漏电信号后延迟一定时间动作的漏电保护器称延迟式漏电保护器，其延迟动作时间有分为0.2s，0.4s，0.8s，1.0s，1.5s，2s，新型漏电保护器的延迟动作时间无级可调。延迟式漏电保护器用于分级保护场合，如施工现场的总配电箱、楼宇的总配电箱。4.固定式和移动式漏电保护器(1)固定式漏电保护器固定式漏电保护器已经实现了模块化(积木式)和模数化(占2个模数，36mm)，能安装在标准导轨上，用于配电室、配电箱、开关箱中。(2)移动式漏电保护器移动式漏电保护器有电源插头，能插在电源插座上，可供移动式设备临时使用。5.多功能漏电保护器(1)漏电保护断路器漏电保护器和小型低压断路器结构一体化的多功能组合电器称漏电保护断路器，已经广泛采用。(2)自动重合闸漏电保护器是指跳闸后几秒钟内能自动重新合闸一次或二次的漏电保护器。这种漏电保护器提高了供电可靠性，一般不会增加人体触电的危害性，因为跳闸后人体即可摆脱电源。(3)过热保护漏电保护器用于电热器具，同时实现了漏电和过热保护。(4)智能漏电保护器正常漏电电流的变化是缓慢的，而触电电流是突然产生的，根据这个规律智能漏电保护器能把正常漏电电流和触电电流区分开来，能随着正常漏电电流的变化自动调整漏电动作电流，从而减少了误动和拒动现象，提高了供电可靠性。(5)全电流型漏电保护器适用于交流、平滑直流和脉动直流。三、漏电保护器的特点1.能预防人体触电和电气火灾、爆炸人体的触电电流和电气设备的漏电电流都能使漏电保护器动作，故漏电保护器不但能预防人体触电，还能预防电气设备接地故障电弧引起的火灾或爆炸，接地故障电弧引起的火灾约占电气火灾总数的1/2。2.保护灵敏度高漏电保护器的最小漏电动作电流或最高保护灵敏度能低至6mA。3.漏电保护器的缺陷(1)不能预防人体两相触电：只有当相线和地之间漏电时零序电流互感器才有输出信号，漏电保护器也才会动作；而当人体两相触电(相线之间，相线和零线之间有漏电)时漏电保护器并不动作，因为这时的触电电流相当于正常的负载电流，零序电流互感器没有输出信号。(2)影响供电的可靠性：人体触电电流、设备漏电电流和其他不明原因都可能造成漏电保护器动作，其中触电电流造成的漏电保护器动作只占少数(约10%)，从而降低了供电的可靠性。(3)误动或拒动漏电保护器构造复杂、比较容易出故障，漏电保护器(特别是电子式)动作的可靠性受电源电压、环境条件(温度、湿度等)影响较大，而有误动或拒动现象。4.漏电保护器和保护接零(地)的比较漏电保护器和保护接零(地)的保护原理不同。保护接零(地)属于事前预防型措施，即保护接零(地)能将设备漏电现象消灭在萌芽状态，以免人体接触到漏电的设备外壳造成人体触电。而漏电保护器属于后发制人措施，只有人体触电后、并且触电电流达到一定数值时漏电保护器才可能发挥作用，然而“亡羊补牢，未为晚也”，漏电保护器虽然是后发制人，但能迅速将人体触电现象扼杀在萌芽状态。漏电保护器和保护接零(地)各有优缺点，同时采用漏电保护器和保护接零(地)能使二者取长补短、互为备用，而大大提高安全系数，不得用漏电保护器代替保护接零(地)。《安装和运行》第6.3.4条规定：安装漏电保护器后，不能撤掉低压供电线路和电气设备的接零(地)保护措施。四、漏电保护器的主要技术指标技术指标主要是指额定值，额定值是生产商为了保证电气设备的正常运行而规定的供用户使用中遵守的技术参数。1.额定电压U。正常工作时承受的合适电压值，220V或380V。2.额定电流I。正常工作时能承受的最大电流值，优先系列值为：6A，10A，16A，20A，25A，32A。40A，50A，63A，80A，100A，125A，160A，200A。3.额定漏电动作电流I。使漏电保护器必须动作的最小漏电电流，体现了漏电保护器的保护灵敏度，优先系列值为：6mA，10mA，30mA，50mA，100mA，300mA，500mA，1A，3A，5A，10A，20A。额定漏电动作电流有的是固定的，有的分级可调或连续可调。4.额定漏电动作时间从发生漏电到保护器动作之间的最长时间。当额定漏电动作电流等于或小于30mA时要求小于0.1s，当额定漏电动作电流大于30mA时要求小于0.2s。5.额定漏电不动作电流值不能造成漏电保护器动作的最大漏电电流，规定为额定漏电动作电流值的1/2。电气设备正常情况下也有很小的漏电电流，正常漏电电流可能造成漏电保护器的误动。为减少这种误动，提高供电的可靠性，特规定了这一指标。6.额定漏电动作延迟时间优先系列值为：0.2s，0.4s，0.8s，1s，1.5s，2s。额定漏电动作延迟时间有的是固定的，有的分级可调或连续可调。7.机械电气寿命In≤25A时，操作循环次数4000，其中有载操作次数2000，无载操作次数2000。In25A时，操作循环次数3000，其中有载操作次数2000，无载操作次数1000。8.工作环境漏电保护器对工作环境有一定要求，一般要求如下：温度——分两个等级，-5℃～40℃或-25℃～40℃；海拔——不超过2km；湿度——不超过90％；磁场——任何方向不超过地磁场强度的5倍。达不到要求的使用场所，应采用特殊设计的漏电保护器。五、漏电保护器的一般应用1.漏电保护器的应用范围漏电保护器能用于TN和TT系统，也能用于IT系统；能用于三相电路，也能用于单相电路；能用于总保护，如变压器低压侧的总保护，分支电路(包括住宅、学校、宾馆、机关、企业等建筑物内的插座回路)的总保护；也能用于单独保护.如单台设备的保护；还能用于分级保护，下面详细介绍。某些电气设备可不装设漏电保护器，如由安全电压供电的设备，一般环境下使用的具有加强绝缘的设备等。见《安装和运行》4.7条。2.漏电保护器的选型漏电保护器的选型原则是：一般选用带零序电流互感器的普通电流型漏电保护器；用于单台设备保护或家用的漏电保护器应选用高灵敏度、快速动作型漏电保护器；分级保护漏电保护器的选型下面介绍。3.漏电保护器的分级保护分级保护的目的是缩小事故停电的范围，提高供电的可靠性，即只切断漏电支路的电源，而不切断上一级电源。漏电保护器的分级保护分为两级保护和三级保护，一般为两级保护，如变压器低压侧的总保护和分支电路保护，施工现场总配电箱保护(第一级)和开关箱保护(第二级)，开关箱保护又称终端保护。分级保护的额定漏电动作电流和动作时间应协调配合，第一级的额定漏电动作电流和动作时间应大于第二级，第一级应选用灵敏度较低和延时型漏电保护器，即前后级要有时间级差和电流级差，一般是一个级差，由现场调试确定。六、漏电保护器在施工现场中的应用漏电保护器在施工现场中的应用应符合产品说明书的要求，并遵守以下安全事项：1.基本原则(1)两级保护建筑施工现场临时用电工程专用的电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统，必须采用二级漏电保护系统。见1.0.3条，二级漏电保护是施工现场供电工程