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浅谈漏电断路器的工作原理及安装原则

发布时间:2022-10-27 08:59:00来源:南京汉墨电气有限公司

漏电断路器是我们在电气施工中经常用到的一个开关元件,虽然经常遇到,但实际使用中仍然会出现这样那样 的问题,文章结合笔者的实际工作经验,查阅大量的文献资料,介绍了漏电断路器的工作原理,阐述了漏电保护装置的 安装原则,论述了漏电断路器动作值的确定及接线要点,并给出了使用和维护的一些原则。  关键词:断路器 漏电保护器 漏电断路器 动作值  中图分类号:TM561 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2007)06-0177-02

一、漏电断路器与断路器的异同  

为了说明他们的异同,下面分别对断路器,漏电保护器, 漏电断路器做个介绍。  

断路器:断路器是控制电气回路的分合开关,若以空气 为灭弧介质的称空气断路器(开关)、若以 SF6 气体为灭弧 介质的称六氟化硫断路器(开关)。断路器一般以额定电流(负 荷)选择,做为电气回路的总开关使用。超过额定电流就自 动断开。  

漏电保护器:漏电保护器是一种利用检测被保护电网内 所发生的相线对地漏电或触电电流的大小,而作为发出动作 跳闸信号,并完成动作跳闸任务的保护电器。在装设漏电保 护器的低压电网中,正常情况下,电网相线对地泄漏电流(对 于三相电网中则是不平衡泄漏电流)较小,达不到漏电保护 器的动作电流值,因此漏电保护器不动作。当被保护电网内 发生漏电或人身触电等故障后,通过漏电保护器检测元件的 电流达到其漏电或触电动作电流值时,则漏电保护器就会发 生动作跳闸的指令,使其所控制的主电路开关动作跳闸,切 断电源,从而完成漏电或触电保护的任务。  

漏电断路器:(俗称漏电开关)有电磁式和电子式两种, 其工作原理为检测剩余电流,将剩余电流值与剩余动作流值 相比较,当剩余电流超过该值时断开被保护电路。下图为三 相四线的漏电保护器原理图。

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它由剩余电流检测系统、电流互感器、高灵敏型脱扣机构、试验电路、复位手柄操作机构等组成。其特点为灵敏度高,动作准确,可靠性高。目前市场供应的漏电断路器绝大多数是电子式,例ZLl8、DZl33、DLK、DZL30—32等。DZL18、DZL33、 DLK这三种电子式漏电断路器除具有人身电击保护作用之外,还具有过压保护的作用,但不具备过载保护作用,因此选用这种漏电断路器时,必须串联熔断器。

上图虽然是三相四线的漏电保护器原理,对于单相电源,也同样是适用的。但必须注意,通常的漏电保护开关或漏电保护器只适用于工频电源,对其它电源,如直流电源、高频电源是不适用的,千万不能乱用。

二、漏电断路器的安装原则  

建筑施工工地的电气施工机械设备、临时性电气设备、宾馆等客房内的插座、触电危险性较大的民用建筑物内的插座、游泳池或浴池类场所的水中照明设备、安装在水中的供电线路和电气设备、有金属外壳的I类移动式电气设备和手持电动工具、安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备,以及医院直接接触人体的电气医用设备(胸腔手术室的除外)等均应安装漏电保护装置。漏电保护装置的防护类型和安装方式要与电气设备的环境条件和使用条件相适应。

对于公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防用电梯及公共场所安全的电气设备、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)、用于防盗报警的电源,以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源,漏电时立即切断电源将会造成事故或重大经济损失。在以上这些情况下,应装设不切断电源的漏电报警装置。

装有漏电保护装置的电气线路和设备的泄漏电流必须控制在允许范围内,所选用漏电保护装置的额定不动作电流应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的值的2倍。当电气线路或设备的泄漏电流大于允许值时,必须更换绝缘良好的电气线路或设备,当电气设备装有高灵敏度的漏电保护装置时,电气设备单独接地装置的接地电阻可适当放宽,但应将预期的接触电压限制在允许范围内。安装漏电保护装置的电动机及其他电气设备在正常运行时的绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。

安装漏电保护装置前,应仔细检查其外壳、铭牌、接线端子、试验按钮、合格证等是否完好。装设在进户线上的带有剩余电流动作保护的断路器,其室内外配线的绝缘电阻,晴天不应小于0.5MΩ,雨天不应小于0.08MΩ。配电变压器低压侧中性点的工作接地电阻,一般不应大于4Ω,但当配电变压器容量不大于100kVA时,接地电阻可不大于10Ω。绝缘电阻以及接地电阻这两项规定是保证配电系统安全运行及保护器能否正确动作所不可忽视的问题。

用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附加保护。加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的安全防护措施。安装带有短路保护的漏电开关,必须保证在电弧喷出方向留有足够的飞弧距离,漏电保护装置不宜装在机械振动大或交变磁场强的位置。安装漏电保护装置应考虑到水、尘等因素的危害,采取必要的防护措施。

三、漏电断路器动作值的确定 判定是否漏电的的原理依据是:流进和流出开关的电流必须相等,否则就判定为漏电。当漏电电流达到和超过一定的程度时,产生保护动作—跳闸。判定的目标值是可以设定的。只是应用时要根据不同的场合,选用不同灵敏度的保护器。

如果是用于人身安全保护为目的,则漏电电流小于30mA,视为安全,如大于30mA,则视为不安全,将产生保护动作。漏电保护的额定电流30mA的漏电保护器或保护开关,属于同敏度漏电保护器或保护开关。其生产保护动作时间还应在0.1秒以内。这两个参数的选择主要依据是:

30mA:人体的感知电流:男为1.1mA女为0.7mA;摆脱电流男为16mA女为10.5mA,儿童要较成人为小;在较短时间内危及生命的电流是致使电流,从两个方面理解:一是电流达到50mA就会引起心室颤动,有生命危险,而100mA以上的电流则将人致死,30mA以下暂时不会有生命危险。

0.1秒:人的心脏每收缩扩张一次有0.1秒的间歇,而在这0.1秒内,心脏对电流敏感,若电流在这一瞬间通过心脏,即使电流较小,也会引起心脏颤动,造成危险。

对测量漏电保护器的动作电流,为选用上方便,可参照下列经验公式选用。设触电保 护装置动作电流是I△,电路的实际供电电流为IH,则对居民用电和 照明电路的单相电路可按下式选用I△=IH/2000。

对三相三线或三相四线的动力线路及动力与照明混合线路可按下列选用:I△≥IH/1000  

四、漏电保护装置的接线  

漏电保护装置的接线必须正确。接线错误可能导致漏电保护装置误动作,也可能导致漏电保护装置拒动作。接线前应分清漏电保护装置的输入端和输出端、相线和零线,不得反接或错接。输入端与输出端接错时,电子式漏电保护装置的电子线路可能由于没有电源而不能正常工作。

组合式漏电保护装置控制回路的外部连接应使用铜导线,其截面积不应小于1.5mm2,连接线不宜过长。

漏电保护装置负载侧的线路必须保持独立,即负载侧的线路(包括相线和工作零线)不得与接地装置连接,不得与保护零线连接,也不得与其他电气回路连接。在保护接零线路中,应将工作零线分开,工作零线必须经过保护器,保护零线不得经过保护器,或者说保护装置负载侧的零线只能是工作零线,而不能是保护零线。

应当指出,漏电保护器后方设备的保护线不得接在保护器后方的零线上,否则,设备漏电时的漏电流经保护器返回,保护器将拒动作。

五、使用和维护

目前,配电网系统设三级漏电保护装置,一级是总保护器;二级是分路保护器;三级是进户保护器。三级保护的可靠运行,使配电网系统得到安全保证,使设备免受损坏,避免人身伤亡事故发生。但有些供用电单位存在着对保护器运行管理不规范,使漏电保护器拒动、误动越级跳闸等严重现象,有些甚至保护器已退出运行。根据运行经验及《剩余电流保护器的运行规程》,漏电保护装置在运行管理上应遵循以下原则:

(1)加强技术培训,不定期地对配电室、分线箱及进户的保护器进行测试,严格按照《剩余电流动作保护器运行》的要求,对保护器进行规范管理,发现问题及时解决;

(2)对运行中的保护器必须定期试验,雷雨季节更应增加试验次数,并把测试结果记录在档案;

(3)雷击或其他不明原因使保护器在运行中动作后,应作详细的检查;

(4)对新安装的保护器,投入运行前应先检查接线是否正确,并按照GB13955-92《漏电保护器安装和运行》规程要求检查;

(5)运行中的漏电保护装置外壳各部及其上部件、连接端子应保持清洁,完好无损。连接应牢固,端子不应变色。漏电保护开关操作手柄灵活、可靠;

(6)运行中漏电保护装置外壳胶木件温度不得超过65℃,外壳金属件温度不得超过55℃。保护装置一次电路各部绝缘电阻不得低于1.5MΩ;

(7)总保护器每年至少测试一次,每季度至少检查试跳一次,低压网络的不平衡泄漏电流每年应测试一次,与安装时测试的数据进行比较,发现比原始数据增大,应分析原因,进行妥善处理,总保护的安全、正常运行。

参考文献

[1] 陆荣华.《实用建筑电工手册》(第二版).中国建筑工业出版社.2005.

[2] 李育才,杜先智.《建筑电气技术》.同济大学出版社.1990.

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[5] 杨岳.《供配电系统》.重庆大学出版社.2004. 

[6] 中国建筑电气咨询网. 

[7] 中国自动化网. [8] 汇聪网.