郭強(qiáng)
(河南省鄭州市中國水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450041)
那么漏電保護(hù)器是如何起到保護(hù)作用呢?
我們知道,電氣設(shè)備漏電時(shí),將呈現(xiàn)異常的電流或電壓信號(hào),漏電保護(hù)器通過檢測、處理此異常電流或電壓信號(hào),促使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。我們把根據(jù)故障電流動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電流型漏電保護(hù)器,根據(jù)故障電壓動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電壓型漏電保護(hù)器。由于電壓型漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,受外界干擾動(dòng)作特性穩(wěn)定性差,制造成本高,現(xiàn)已基本淘汰。國內(nèi)外漏電保護(hù)器的和均以電流型漏電保護(hù)器為主導(dǎo)地位。
電流型漏電保護(hù)器是以電路中零序電流的一部分(通常稱為殘余電流)作為動(dòng)作信號(hào),且多以電子元件作為中間機(jī)構(gòu),靈敏度高,功能齊全,因此這種保護(hù)裝置得到越來越廣泛的應(yīng)用。電流型漏電保護(hù)器的構(gòu)成分四部分:
1.檢測元件:檢測元件可以說是一個(gè)零序電流互感器。被保護(hù)的相線、中性線穿過環(huán)形鐵心,構(gòu)成了互感器的一次線圈N1,纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈N2,如果沒有漏電發(fā)生,這時(shí)流過相線、中性線的電流向量和等于零,因此在N2上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢。如果發(fā)生了漏電,相線、中性線的電流向量和不等于零,就使#$上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,這個(gè)信號(hào)就會(huì)被送到中間環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
2.中間環(huán)節(jié):中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器,當(dāng)中間環(huán)節(jié)為電子式時(shí),中間環(huán)節(jié)還要輔助電源來提供電子電路工作所需的電源。中間環(huán)節(jié)的作用就是對來自零序互感器的漏電信號(hào)進(jìn)行放大和處理,并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
3.執(zhí)行機(jī)構(gòu):該結(jié)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號(hào),實(shí)施動(dòng)作,自動(dòng)切斷故障處的電源。
4.試驗(yàn)裝置:由于漏電保護(hù)器是一個(gè)保護(hù)裝置,因此應(yīng)定期檢查其是否完好、可靠。試驗(yàn)裝置就是通過試驗(yàn)按鈕和限流電阻的串聯(lián),模擬漏電路徑,以檢查裝置能否正常動(dòng)作。
漏電保護(hù)器可以按其保護(hù)功能、結(jié)構(gòu)特征、安裝方式、運(yùn)行方式、極數(shù)和線數(shù)、動(dòng)作靈敏度等分類,這里主要按其保護(hù)功能和用途分類進(jìn)行敘述,一般可分為漏電保護(hù)繼電器、漏電保護(hù)開關(guān)和漏電保護(hù)插座三種。1.漏電保護(hù)繼電器是指具有對漏電流檢測和判斷的功能,而不具有切斷和接通主回路功能的漏電保護(hù)裝置。漏電保護(hù)繼電器由零序互感器、脫扣器和輸出信號(hào)的輔助接點(diǎn)組成。它可與大電流的自動(dòng)開關(guān)配合,作為低壓電網(wǎng)的總保護(hù)或主干路的漏電、接地或絕緣監(jiān)視保護(hù)。
當(dāng)主回路有漏電流時(shí),由于輔助接點(diǎn)和主回路開關(guān)的分離脫扣器串聯(lián)成一回路。因此輔助接點(diǎn)接通分離脫扣器而斷開空氣開關(guān)、交流接觸器等,使其掉閘,切斷主回路。輔助接點(diǎn)也可以接通聲、光信號(hào)裝置,發(fā)出漏電報(bào)警信號(hào),反映線路的絕緣狀況。2.漏電保護(hù)開關(guān)是指不僅它與其它斷路器一樣可將主電路接通或斷開,而且具有對漏電流檢測和判斷的功能,當(dāng)主回路中發(fā)生漏電或絕緣破壞時(shí),漏電保護(hù)開關(guān)可根據(jù)判斷結(jié)果將主電路接通或斷開的開關(guān)元件。它與熔斷器、熱繼電器配合可構(gòu)成功能完善的低壓開關(guān)元件。這種形式的漏電保護(hù)裝置最為廣泛,市場上的漏電保護(hù)開關(guān)根據(jù)功能常用的有以下幾種類別:
(1)只具有漏電保護(hù)斷電功能,使用時(shí)必須與熔斷器、熱繼電器、過流繼電器等保護(hù)元件配合。
(2)同時(shí)具有過載保護(hù)功能。
(3)同時(shí)具有過載、短路保護(hù)功能。
(4)同時(shí)具有短路保護(hù)功能。
(5)同時(shí)具有短路、過負(fù)荷、漏電、過壓、欠壓功能。3.漏電保護(hù)插座是指具有對漏電流檢測和判斷并能切斷回路的電源插座。其額定電流一般為20A以下,漏電動(dòng)作電流6~30mA,靈敏度較高,常用于手持式電動(dòng)工具和移動(dòng)式電氣設(shè)備的保護(hù)及家庭、學(xué)校等民用場所。
1.有條件時(shí)最好請供電部門參與設(shè)計(jì)選型,購買經(jīng)電工產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的產(chǎn)品。所選的規(guī)格要和實(shí)際負(fù)荷相符合。
2.家庭供電線路中使用漏電保護(hù)器,是以保護(hù)人身安全、防止觸電事故發(fā)生為主要目的的。因此應(yīng)選額定工作電壓為220V、額定工作電流為6A或10A(安裝有空調(diào)、電熱淋浴器等大功率電器時(shí)要相應(yīng)提高一至二個(gè)級(jí)別)、額定剩余動(dòng)作電流 (漏電電流)小于30mA、動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒的單相漏電保護(hù)器。
3.大型公共場所、高層建筑用于火災(zāi)保護(hù)的漏電保護(hù)器,應(yīng)選額定剩余動(dòng)作電流小于500mA,動(dòng)作時(shí)只發(fā)出聲光報(bào)警而不自動(dòng)切斷主供電電路的繼電器式漏電保護(hù)器,其它幾項(xiàng)參數(shù)能滿足配電線路實(shí)際負(fù)荷的相應(yīng)規(guī)格漏電保護(hù)器。如設(shè)備工作波形中含有直流成分,選擇時(shí)除考慮“2”中的參數(shù)外,還應(yīng)選專用于有直流分量的漏電保護(hù)器。
根據(jù)供電系統(tǒng)接地制式的不同,漏電保護(hù)器安裝接線方法亦不同。一般低壓供電系統(tǒng)接地制式有:TN-C、TN-S、TT、TN-C-S、IT五類。其中IT接地制式供電系統(tǒng)一般不允許安裝漏電保護(hù)器,而采用絕緣監(jiān)測裝置。TT、TN-S接地制式供電系統(tǒng)可直接安裝漏電保護(hù)器。TN-C接地制式供電系統(tǒng)需局部改造為TT制式或整個(gè)系統(tǒng)改造為TN-C-S制式后在TN-S部分安裝漏電保護(hù)器。因此在安裝漏電保護(hù)器前首先要了解當(dāng)?shù)毓╇娤到y(tǒng)采用的是何種接地制式。安裝漏電保護(hù)器時(shí),相線(L)、中線(N)要全部通過零序電流互感器的鐵心,并分清相線(L)、中線(N)接線端子及電源端、負(fù)荷端,正確接線。保護(hù)線(PE保護(hù)零線)絕對不能通過鐵芯,并應(yīng)與設(shè)備金屬外殼連接。通過漏電保護(hù)器的中線(N工作零線)不能和未裝漏電保護(hù)器的線路或電器設(shè)備的中線共用一條N線,也不能和保護(hù)線(PE保護(hù)零線)及保護(hù)線連接的所有設(shè)備金屬外殼相連接。如果供電系統(tǒng)為TN-C接地制式,設(shè)備的保護(hù)線(PE保護(hù)零線)一定要接在漏電保護(hù)器電源側(cè)的PEN上,使供電系統(tǒng)接地制式改為TN-C-S。其中TN-S部分可安裝漏電保護(hù)器。
安裝漏電保護(hù)器不能拆除原有的保護(hù)接地。TN接地制式供電系統(tǒng)中安裝漏電保護(hù)器后,重復(fù)接地必須接在電源側(cè),不能接在負(fù)荷側(cè)。TT接地制式供電系統(tǒng)不應(yīng)重復(fù)接地。
漏電保護(hù)器不應(yīng)安裝在潮濕、振動(dòng)、高溫、有腐蝕氣體的場所,室外安裝應(yīng)有防雨、雪等裝置。漏電保護(hù)器有動(dòng)作死區(qū)和誤動(dòng)作現(xiàn)象,選擇好安裝位置可將動(dòng)作死區(qū)減至最小和避免誤動(dòng)作次數(shù)。
只有正確選擇和安裝漏電保護(hù)器才能進(jìn)行有效保護(hù),隨著新技術(shù)新材料的發(fā)展,保護(hù)會(huì)越來越完善。
參考方獻(xiàn)
[1]洪雪燕等主編.安全用電[M].北京:中國電力出版社出版,2011.