漏电保护器是保证施工现场用电安全的重要装置,必须正确接线,保持其灵敏可靠。为此,我们将已经发现的保护器错误接线种类,及其可能造成的危险后果整理分析如下,供同行参考和专家批评指正。
一、漏电保护器并联
出现保护器并联的现象,一般有两种情况:一是个别工程用电量大,暂时买不到额定电流与之匹配的保护器;二是大容量的保护器价格高,而使用小容量的保护器并联,费用则相对较低。
后果分析:首先,保护器并联接线时两个保护器的动作电流不可能绝对相等,跳闸的时间就会有先有后,从而导致动作时间延长。其次,在并联接线状态下,当一个保护器失灵时,系统将无法保证安全。当系统漏电时,虽然一个保护器动作了,而失灵的保护器不跳闸,主回路仍然带电,起不到保护作用。另外,由于工作零线混用,会引起误跳闸现象。
二、工作零线断线
这是一种比较危险的现象。当工作零线在侧断线时,保护器的负荷侧零线将会带电。一是因为220V的电源会通过放大器的电源串到零线上使零线带电;二是如果保护器带有单相负荷,电源会通过负载串到零线上,对用电人员造成人身伤害。三是由于零线断线,放大器无工作电源,当回路发生漏电时,无法跳闸。
三、工作零线端子代替相线端子使用
发生这种情况的主要原因,是原来的漏电保护器触头或端子,有一相因负荷过大或接触不良被烧坏,操作人员违章作业将相线接在零线端子上,违章使用。
可能造成的不良后果是:①用电设备将会有一相长期带电(如图3中的C相)。因为工作零线在经过漏电保护器内部时,没有设置断开触点,进出端子是直接联通的。②漏电保护器为220V跳闸电源时,会将放大器烧坏;漏电保护器为380V跳闸电源时,可能会因缺一相电而无法跳闸。两种情况的结果都是使漏电保护器的保护功能失灵。③检修设备时,可能会因有一相电源断不开而出现触电事故。
四、工作零线不接,进出线端子悬空
这种情况多出现在对焊机的漏电保护器上。由于电流很大,把电缆芯线两根并一根,造成芯线数量不够,就把工作零线省了。如果保护器内部放大器用的是相线与工作零线间的电源,不接零就没有220V跳闸电源,漏电保护器不起作用。
五、工作零线接地
四极漏电保护器带有单相荷载时,如果工作零线接地或接设备外壳,工作电流就会有一部分沿着接地点流出,而不经过零序回流。零序互感器会检测出这部分流人接地点的电流,并驱动跳闸机构切断回路电源,这样就造成系统无法正常工作,产生误动作。
六、保护零线当工作零线使用
在正常情况下,保护零线是没有电流通过的(泄漏电流忽略不计)。如果在四极漏电保护器系统中有单相荷载,而且跨接在相线与保护零线之间,单相设备一启动,漏电保护器就会跳闸,系统将无法正常工作。图6中标出的电流方向,单相荷载为“漏电电流”提供了一个通路。
七、保护零线不与变压器中性点连接
“保护零线"PE实际上是保护接地。这种情况常出现在总的漏电保护器前端。当施工现场电源变压器与其他用户共用时,其他用户没有采用TN—S接零保护系统。进入施工现场总配电箱的电缆,在总箱漏电保护器前端,零线应分为两根,其中,一根做保护零线PE,另一根进入总箱漏电保护器,从总箱漏电保护器出来就成为工作零线。按照图7的接线,如果与其他用户共用一个低压系统,就造成了一部分设备采用保护接地,另一部分设备采用保护接零的违章现象,这是《施工现场临时用电安全技术规范》第4.1.3条所明令禁止的。原因是“PE”在漏电保护器的前端没有与零线连接而只做了接地,“PE”是假的。
八、保护器部分输出线与其他线路混用
造成这种情况的主要原因是:非人员乱接电线。分析:(1)保护器输出的相线与非本保护器输出的工作零线组成的单相220V电源,只要有负载电流流过,保护器就会跳闸,造成系统无法正常工作,还会影响到与其相关的保护器。(2)如果负载能工作,说明保护器已经失灵,不起保护作用了。
九、相线缺相不接
对焊机、电焊机电源为两相380V,有一相端子不用就被省略了。当保护器内部工作电源为380V时,就可能有一端正巧接在被省略的电源线上,会造成跳闸回路无工作电源,使保护器失灵。
以上列举的错误接线方法是我们在安全检查中发现的实例,仅有四根进线的保护器,发现的错误接线就达九种之多。相关工作人员在掌握漏电保护器原理和使用方法的同时,应严格按照相关标准和规范要求,对施工临时用电进行监督管理,防止触电事故的发生。
在正常情况下,各相电流的相量和等于零;
因此,各相电流在零序电流互感器铁芯中感应的磁通量之和也等于零;
这时,由于零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,主开关仍处于闭合状态,电源继续向负载方向供电;
当发生接地故障或设备绝缘损坏、漏电,或人触及带电体时,主回路中各相电流的相量和不再为零;
则会出现故障电流在零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,从而导致二次侧感应电压迫使脱扣线圈励磁,强令主开关跳闸,切断供电回路。
无论是保护接零还是接地措施,其保护范围都是有限的。
例如“保护接零”,就是把电气设备的金属外壳与电网的零线连接,并在电源侧加装熔断器;
当用电设备发生碰壳故障时,则形成该相对零线的单相短路;
由于短路电流很大,迅速将保险熔断,断开电源进行保护;
其工作原理是把“碰壳故障”改变为“单相短路故障”从而获取大的短路电流切断保险。
然而,工地的电气碰壳故障并不频繁,经常发生的是漏电故障,如设备受潮负荷过大、线路过长、绝缘老化等造成的漏电;
这些漏电电流值较小,不能迅速切断保险;
因此故障不会自动消除而长时间存在,但这种漏电电流对人身安全已构成严重的威胁,所以需要加装灵敏度高的漏电保护器进行补充保护。
漏电保护器作为直接接触防护和火灾保护措施的附加保护,表现在达不到主保护动作值时,防止人身间接触电以及配电线路由于各种原因而遭损坏引起火灾等事故;
因此不能撤掉或降低对线路、设备的接地或接零保护要求,不能代替主保护。
漏电保护器在规定条件下,当漏电电流达到或超过其给定值时,自动切断电路,从而达到保护的目的。
作为一名电气设备操作、维修人员,要用好漏电保护器,必须对它有足够的了解和认识;
只有精通它的原理、结构、分类,才能做到灵活使用、正确使用、安全使用。
漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,主要用在电路中,当设备发生漏电故障时保护人身安全,防止触电事故的发生;
同时,也具有过载和短路保护功能。
漏电保护器按其动作信号类型分为电流型漏电保护器和电压型漏电保护器。
电流型漏电保护器的构成分四部分
检测元件:检测元件可以说是一个零序电流互感器。
被保护的相线、中性线穿过环形铁心,构成了互感器的一次線圈N1,缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈N2;
如果没有漏电发生,这时流过相线、中性线的电流向量和等于零,因此在N2上也不能产生相应的感应电动势。
如果发生了漏电,相线、中性线的电流向量和不等于零,就使N2上产生感应电动势,这个信号就会被送到中间环节进行进一步的处理。
中间环节:中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器,当中间环节为电子式时,中间环节还要辅助电源来提供电子电路工作所需的电源。
中间环节的作用就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理,并输出到执行机构。
执行机构:该结构用于接收中间环节的指令信号,实施动作,自动切断故障处的电源。
试验装置:由于漏电保护器是一个保护装置,因此应定期检查其是否完好、可靠。
试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联,模拟漏电路径,以检查装置能否正常动作。
定理:零序互感器遵循的电路定理为基尔霍夫电流定律,也称为节点电流定律;
内容是:
电路中任一个节点上,在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和;
也可以描述为,在任一瞬问,通过电路中任一不包含电源的假设封闭面(节点、负载)的电流代数和为零。
作用:当电路中发生触电或漏电故障时,互感器二次侧输出零序电流,使所接二次线路上的设备保护动作(切断电源,报警等等)。