張丙星（齊魯醫(yī)藥學(xué)院，山東淄博，255213）

新型漏電保護(hù)器的研究

張丙星
（齊魯醫(yī)藥學(xué)院，山東淄博，255213）

家用漏電保護(hù)器用于在電路或電器絕緣受損發(fā)生對(duì)地短路時(shí)防人身觸電和電氣火災(zāi)的保護(hù)電器，一般安裝于每戶配電箱的插座回路上和全樓總配電箱的電源進(jìn)線上，后者專用于防電氣火災(zāi)。該研究針對(duì)現(xiàn)有保護(hù)器的弊端，對(duì)其進(jìn)行研究創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)每月自動(dòng)檢測(cè)一次，正常工作后再自動(dòng)復(fù)位合閘。從而最大限度保護(hù)居民人身及財(cái)產(chǎn)安全。

漏電保護(hù)器；定時(shí)器；計(jì)數(shù)器；自動(dòng)復(fù)位

自從電被人類發(fā)明并應(yīng)用電以來(lái)，電為人類和社會(huì)的發(fā)展起到了巨大的作用；反過(guò)來(lái)說(shuō)，它給人類所帶來(lái)的傷害也是無(wú)法言表的。它可能燒壞電器，引起火災(zāi)，還可能使人觸電。于是一種設(shè)備應(yīng)然而生，那就是保護(hù)器從而可以避免很多不必要的損失。所以在花樣繁多的電器絡(luò)繹不絕的同時(shí)，也誕生了各式各樣的保護(hù)器。其中有一種是專門(mén)保護(hù)人的，稱之為漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器就是平時(shí)所說(shuō)的漏電開(kāi)關(guān)，是安裝在以防電路或電器絕緣受損發(fā)生對(duì)地短路時(shí)人身觸電和電氣火災(zāi)的保護(hù)電器。

漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)除了可以將主電路接通或斷開(kāi)以外，還可對(duì)漏電流進(jìn)行檢測(cè)和判斷，當(dāng)主回路中發(fā)生漏電或絕緣破壞時(shí)，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)可根據(jù)判斷結(jié)果將主電路接通或斷開(kāi)的開(kāi)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(kāi)關(guān)元件。目前這種形式的漏電保護(hù)裝置應(yīng)用最為廣泛，市場(chǎng)上的漏電保護(hù)器主要由三部分組成：檢測(cè)元件、中間放大環(huán)節(jié)、操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。漏電保護(hù)器的工作原理是：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（電流是矢量，若流出的方向規(guī)定為正方向，則返回方向?yàn)樨?fù)方向，由基爾霍夫定律可知互感器中往返的電流大小相等，方向相反，正負(fù)相互抵銷(xiāo)）。電路正常工作時(shí)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)設(shè)備外殼發(fā)生漏電并有人觸及時(shí)，則在故障點(diǎn)產(chǎn)生分流，此漏電電流經(jīng)人體—大地—工作接地，返回變壓器中性點(diǎn)（并未經(jīng)電流互感器），致使互感器中流入、流出的電流出現(xiàn)了不平衡（電流矢量之和不為零），一次線圈中產(chǎn)生剩余電流。因此便會(huì)感應(yīng)二次線圈，當(dāng)這個(gè)電流值達(dá)到該漏電保護(hù)器限定的動(dòng)作電流值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣，切斷電源。起到保護(hù)電路從而保護(hù)人身安全。

1 存在問(wèn)題及原因

由于漏電保護(hù)器在技術(shù)上就存在這些產(chǎn)生誤動(dòng)的可能性，會(huì)使漏電保護(hù)器的頻動(dòng)問(wèn)題更加嚴(yán)重，更加復(fù)雜。從技術(shù)原理上分析，漏電保護(hù)器也存在可能產(chǎn)生拒動(dòng)的技術(shù)誤區(qū)：

（1） 當(dāng)中性線產(chǎn)生重復(fù)接地時(shí)，會(huì)使漏電保護(hù)器產(chǎn)生分流拒動(dòng)，而中性線重復(fù)接地點(diǎn)是很難找到的。

（2） 當(dāng)電源缺相，所缺相又正好是漏電保護(hù)器的工作電源時(shí)，會(huì)產(chǎn)生拒動(dòng)。

根據(jù)上面分析可以得出，漏電保護(hù)器在使用的過(guò)程中發(fā)生的頻動(dòng)和拒動(dòng)問(wèn)題，有客觀的原因也有本身技術(shù)設(shè)計(jì)上面的誤區(qū)。尤其是使用漏電保護(hù)器要求電網(wǎng)中性點(diǎn)必須接地，然而漏電保護(hù)器的技術(shù)誤區(qū)大多與電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有關(guān)：

其一，由于中性點(diǎn)接地，當(dāng)相線偶爾接地時(shí)，會(huì)立即產(chǎn)生很大的泄漏電流，不僅增大電損，易引起火災(zāi)，更會(huì)加劇漏電保護(hù)器的頻動(dòng)。

其二，由于中性點(diǎn)接地，電網(wǎng)相線的支撐物常年承受相電壓，因而支撐物被擊穿，形成電網(wǎng)接地點(diǎn)，造成泄漏，引起漏電保護(hù)器頻動(dòng)。

其三，由于中性點(diǎn)接地，當(dāng)人身觸電時(shí)，會(huì)立即產(chǎn)生很大的電擊流，對(duì)人的生命威脅非常大，即使有漏電保護(hù)器也是先遭電擊，再動(dòng)作保護(hù)，如果動(dòng)作遲緩或失靈，后果會(huì)更加嚴(yán)重。

其四，由于中性點(diǎn)接地，電網(wǎng)對(duì)地分布電容接在回路中，會(huì)加大開(kāi)關(guān)合閘時(shí)的對(duì)地沖擊電流，造成誤動(dòng)。

其五，由于中性點(diǎn)已經(jīng)接地，中性線發(fā)生重復(fù)接地很難被發(fā)現(xiàn)，中性線重復(fù)接地會(huì)使漏電保護(hù)器發(fā)生分流拒動(dòng)和串流誤動(dòng)。

2 本研究裝置解決問(wèn)題及解決方案

漏電保護(hù)器的確存在著技術(shù)誤區(qū)，而且這些技術(shù)誤區(qū)與電網(wǎng)中性點(diǎn)接地是密切相關(guān)的，而使用漏電保護(hù)器時(shí)，電網(wǎng)中性點(diǎn)又不能不接地，因此在漏電保護(hù)器的技術(shù)思路內(nèi)解決其頻動(dòng)、拒動(dòng)問(wèn)題是不大可能的。

還需特別指出兩點(diǎn)：

（1） 當(dāng)發(fā)生人體單相觸電事故時(shí)（這種事故在觸電事故中幾率最高），即在漏電保護(hù)器負(fù)載側(cè)接觸一根相線（火線）時(shí)它能起到很好的保護(hù)作用。如果人體對(duì)地絕緣，此時(shí)觸及一根相線一根零線時(shí)，漏電保護(hù)器就不能起到保護(hù)作用。

（2） 由于漏電保護(hù)器的作用是防患于未然，電路工作正常時(shí)反映不出來(lái)它的重要，往往不易引起大家的重視。有的人在漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí)不是認(rèn)真地找原因，而是將漏電保護(hù)器短接或拆除，這是極其危險(xiǎn)的，也是絕對(duì)不允許的。

家用漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)要求“每月至少按一次”，它的作用是檢查漏電保護(hù)功能是否完好，此漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)按鈕在合上狀態(tài)下每月按一次即模擬一次漏電，可以檢驗(yàn)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)功能是否完好有效；在按下的同時(shí)開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，則說(shuō)明漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)功能完好，若不斷開(kāi)，則說(shuō)明漏電保護(hù)功能已失效，應(yīng)趕快更換。

但在實(shí)際生活中，很多人忽略這個(gè)問(wèn)題，若此開(kāi)關(guān)壞掉而又未被發(fā)現(xiàn)，則會(huì)導(dǎo)致電氣線路會(huì)發(fā)熱起火或產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧引燃其它易燃物從而導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生，直接威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。該保護(hù)器設(shè)計(jì)的目的除了能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)欠（失）壓保護(hù)、過(guò)流短路保護(hù)、漏電保護(hù)外就是避免上述這種情況的出現(xiàn)。檢驗(yàn)漏電保護(hù)器是否完好，能否正常工作。從而對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全有了更好地保障。為此，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制“每月按一次”的開(kāi)關(guān)，解決人們所忽視的問(wèn)題，保障用電的安全。并且使自動(dòng)操作代替人為操作。

3 展望

本裝置盡最大可能將各種保護(hù)功能集于一身，并通過(guò)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)定時(shí)從而控制時(shí)間，到達(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，發(fā)出“指令”，使機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作，完成“每月按一次”的任務(wù)，并且在保護(hù)器工作正常時(shí)經(jīng)過(guò)延時(shí)繼電器時(shí)間繼電器的作用再實(shí)現(xiàn)復(fù)位從而減少不必要的損失。

該裝置的功能彌補(bǔ)現(xiàn)了市面上使用的保護(hù)器的弊端。本裝置一旦研制成功，通過(guò)試驗(yàn)使用基本達(dá)到要求時(shí)，將考慮申請(qǐng)技術(shù)專利。

[1]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50096-1999（2003版）．

[2]PIC18F2420/2520/4420/4520數(shù)據(jù)手冊(cè).

[3]STC89C51RC/RD數(shù)據(jù)手冊(cè)．宏晶科技公司．2006

The new research of leakage protection

Zhang Bingxing
（Qilu pharmaceutical college,Shandong Zibo,255213）

The leakage protector used in the circuit or electrical insulation damage to ground short circuit occurs the personal electric shock and electrical fire protection appliances, general installation in each socket back to the way of distribution box and QuanLou total distribution box of the power supply into line, which is dedicated to prevent electrical fires. Aiming at the disadvantages of existing protector, the study on the research and innovation, realize the automatic detection once a month, normal work after the automatic reset switch. Utmost to residents personal and property safety.

leakage protector, timers, counters, automatic reset

TM934.31

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張丙星（1978—），男，山東省德州市，講師，醫(yī)學(xué)影像系影像基礎(chǔ)教研室主任，工程碩士，主要研究方向?yàn)殡娮幼詣?dòng)化。