漏电保护器原理

漏电保护器

漏电:就是流入的电流和流出的电流不等,意味着电路回路中还有其它分支,可能是电流通过人体进入大地。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此异常信号,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。目前以电流型漏电保护器为主导地位。

家用的漏电保护器接入端有“火”“零”两根线。如果“火”和“零”线流过的电流不等,那么感应线圈就会识别微小差别,并通过控制部分,迅速切断开关(跳闸)。保护漏电流通常阈值为20mA。

但漏电保护器是通过控制某个开关断开来实现的,它不能保证在整个供电回路出现短路时开关触点还能断开。 空气开关则起过载或短路保护,当回路电流超过规定负载,空气开关自动短路(跳闸)。空气开关一般有单独“火”线接入保护,也有“火”“零”接入同时保护。 因此, 漏电保护器和空气开关各自实现的功能不同,不能互相代替!

电流动作型漏电保护器的工作原理:

如左图所示。相线L1、L2、L3和零线N均通过零序电流互感器TAN,作为TAN的一次线圈。根据基尔霍夫第一定律: ∑I=O。正常情况下, 如果用电设备是三相平衡负荷,则一次电流的矢量和为零,即Iu十Iv十Iw=O;如果用电设备是单相负荷,则一次电流的矢量和亦为零,即Iu十In =0、Iv十In=O、Iw十In=O,在零序电流互感器流矢量电流TAN的铁芯中的磁通矢量和也为零。TAN二次线圈无电流输出,脱扣器YA不动作, RCD(Residual Current Device)正常合闸运行。当设备发生漏电或人身触电时,则故障电流Id经过大地回到电源变压器TM的中性点构成回路。由于对地出现漏电电流Id,则流经TAN的矢量和不等于零,即通过TAN的

Iw+In

≠0, TAN的二次侧有剩余电流流过,电磁脱扣器YA中有电流流过,当电流达到整定值时,脱扣器YA动作,漏电开关RCD掉闸,切断故障电路,从而起到保护作用。

三相漏电保护器的原理:正常情况下,三相负荷电流和对地漏电流基本平衡,流过互感器一次线圈电流的相量和约为零,即由它在铁芯中产生的总磁通为零,零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时,触电电流通过大地成回路,亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回,破坏了平衡,于是铁芯中便有零序磁通,使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断,如达到

预定动作值,即发执行信号给执行元件动作掉闸,切断电源。

漏电保护器的工作原理及正确安装与使用

图1是单相漏电保护器工作原理,正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器,此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等,方向相反,总和为零,互感器铁芯中感应磁通也等于零,二次绕组无输出,自动开关保持在接通状态,漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时,就有一个接地故障电流,使流过检测互感器内电流量和不为零,互感器铁芯中感应出现磁通,其二次绕组有感应电流产生,经放大后输出,使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。

漏电保护器工作原理虽然比较简单,但在实际使用中会出现这样或那样的错误,造成不必要的误动或拒动,下面介绍一下遇到的常见的几个实例。

图2是不规范接线,将该插座的零线N端子误连接上保护接地(PE)端子,如图2中b所示,当使用该插座时,电流不经过零线而经过保护接地线返回

电源,造成漏电保护器动作。改正方法见图中a所示。

图3误用了三相三线制漏电保护器,因零线不经过漏电保护器,漏电保护器检测到的不是漏电电流而是三相不平衡电流,故在三相线路中只要有一相接通任意负载,电流就远远超过漏电动作电流而跳闸,改正方法是将漏电保护器换成三相四线漏电开关。

图4

两只漏电保护器线路混同,图

4a

当灯接通后1LDB出现差流,2LDB出现三相不平衡电流,造成1LDB和2LDB跳闸,在图4b中两只漏电保护器共用一根零线,单独合上3LDB或4LDB时不会跳闸。但当同时使用时,两只漏电保护器将同时跳闸,结果造成二条线路不能同时供电,因为二个负载不会大小相同。

图5在安装漏电保护器时不能重复接地,否则通过零序互感器电流减少,导致漏电保护该跳闸时而不能跳闸。

图6接零保护线通过检测互感器,设备当出现漏电时,由于相线漏电

流经接零保护线又回过检测互感器,使互感器检测不出漏电流,致使漏电保护器不动作。

漏电保护器

漏电:就是流入的电流和流出的电流不等,意味着电路回路中还有其它分支,可能是电流通过人体进入大地。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此异常信号,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。目前以电流型漏电保护器为主导地位。

家用的漏电保护器接入端有“火”“零”两根线。如果“火”和“零”线流过的电流不等,那么感应线圈就会识别微小差别,并通过控制部分,迅速切断开关(跳闸)。保护漏电流通常阈值为20mA。

但漏电保护器是通过控制某个开关断开来实现的,它不能保证在整个供电回路出现短路时开关触点还能断开。 空气开关则起过载或短路保护,当回路电流超过规定负载,空气开关自动短路(跳闸)。空气开关一般有单独“火”线接入保护,也有“火”“零”接入同时保护。 因此, 漏电保护器和空气开关各自实现的功能不同,不能互相代替!

电流动作型漏电保护器的工作原理:

如左图所示。相线L1、L2、L3和零线N均通过零序电流互感器TAN,作为TAN的一次线圈。根据基尔霍夫第一定律: ∑I=O。正常情况下, 如果用电设备是三相平衡负荷,则一次电流的矢量和为零,即Iu十Iv十Iw=O;如果用电设备是单相负荷,则一次电流的矢量和亦为零,即Iu十In =0、Iv十In=O、Iw十In=O,在零序电流互感器流矢量电流TAN的铁芯中的磁通矢量和也为零。TAN二次线圈无电流输出,脱扣器YA不动作, RCD(Residual Current Device)正常合闸运行。当设备发生漏电或人身触电时,则故障电流Id经过大地回到电源变压器TM的中性点构成回路。由于对地出现漏电电流Id,则流经TAN的矢量和不等于零,即通过TAN的

Iw+In

≠0, TAN的二次侧有剩余电流流过,电磁脱扣器YA中有电流流过,当电流达到整定值时,脱扣器YA动作,漏电开关RCD掉闸,切断故障电路,从而起到保护作用。

三相漏电保护器的原理:正常情况下,三相负荷电流和对地漏电流基本平衡,流过互感器一次线圈电流的相量和约为零,即由它在铁芯中产生的总磁通为零,零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时,触电电流通过大地成回路,亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回,破坏了平衡,于是铁芯中便有零序磁通,使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断,如达到

预定动作值,即发执行信号给执行元件动作掉闸,切断电源。

漏电保护器的工作原理及正确安装与使用

图1是单相漏电保护器工作原理,正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器,此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等,方向相反,总和为零,互感器铁芯中感应磁通也等于零,二次绕组无输出,自动开关保持在接通状态,漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时,就有一个接地故障电流,使流过检测互感器内电流量和不为零,互感器铁芯中感应出现磁通,其二次绕组有感应电流产生,经放大后输出,使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。

漏电保护器工作原理虽然比较简单,但在实际使用中会出现这样或那样的错误,造成不必要的误动或拒动,下面介绍一下遇到的常见的几个实例。

图2是不规范接线,将该插座的零线N端子误连接上保护接地(PE)端子,如图2中b所示,当使用该插座时,电流不经过零线而经过保护接地线返回

电源,造成漏电保护器动作。改正方法见图中a所示。

图3误用了三相三线制漏电保护器,因零线不经过漏电保护器,漏电保护器检测到的不是漏电电流而是三相不平衡电流,故在三相线路中只要有一相接通任意负载,电流就远远超过漏电动作电流而跳闸,改正方法是将漏电保护器换成三相四线漏电开关。

图4

两只漏电保护器线路混同,图

4a

当灯接通后1LDB出现差流,2LDB出现三相不平衡电流,造成1LDB和2LDB跳闸,在图4b中两只漏电保护器共用一根零线,单独合上3LDB或4LDB时不会跳闸。但当同时使用时,两只漏电保护器将同时跳闸,结果造成二条线路不能同时供电,因为二个负载不会大小相同。

图5在安装漏电保护器时不能重复接地,否则通过零序互感器电流减少,导致漏电保护该跳闸时而不能跳闸。

图6接零保护线通过检测互感器,设备当出现漏电时,由于相线漏电

流经接零保护线又回过检测互感器,使互感器检测不出漏电流,致使漏电保护器不动作。


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