漏电保护器的主要动作性能参数有:额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有:频率、额定电压、额定电流等。
①额定漏电动作电流在规定的条件下,使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器,当通入电流值达到30mA时,保护器即动作断开电源。
②额定漏电动作时间是指从突然施加额定漏电动作电流起,到保护电路被切断为止的时间。例如30mA×0.1s的保护器,从电流值达到30mA起,到主触头分离止的时间不超过0.1s。
③额定漏电不动作电流在规定的条件下,漏电保护器不动作的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器,在电流值达到15mA以下时,保护器不应动作,否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。
④其他参数如:电源频率、额定电压、额定电流等,在选用漏电保护器时,应与所使用的线路和用电设备相适应。漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压,若波动太大,会影响保护器正常工作,尤其是产品,电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。漏电保护器的额定工作电流,也要和回路中的实际电流一致,若实际工作电流大于保护器的额定电流时,造成过载和使保护器误动作。
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。
一、直视法
对保护器进行故障检修时,首先进行直观检查,解决明显故障。打开保护器外壳,检查保险管是否熔断、有无断线、线路板铜箔是否烧断、触点是否接触良好、接点是否有假性连接、元件是否烧坏等。出现断线时,特别是多处断线,应耐心根据线路图指定电路连接,千万不要接错线,以免导致故障扩大。有元件烧坏时,更换同型号的元件;实在购不到同型号元件时、用可替代的元件代换。更换电阻元件时,要考虑电阻元件的功率,不仅阻值一样,功率也应一样或功率稍大一点,以免功率大小,更换后再次烧坏。
二、阻值测量法
对不能直接观察到的故障,就需要借助进行查找,即进行阻值测量。这种方法的优点是:线路不需在接上,不用拆下元件,可避免反复拆装而烫坏元件和线路板上的铜箔。而且,在没有线路图时,这种方法更显其优越性。据统计,在所有的电子元件中,三级管最易损坏,其次是:电阻。而且,工作电流较大的末级更易出现故障。所以查找故障时,应遵循:先三极管后其它元件,从末级向前级逆向逐级检查。我们知道三极管内部有二个PN结,有一个损坏,三极管则不能工作;且PN结具有单向导电性。根据这些特点,使用万用表电阻挡的X1Ω档,在线路板上分别测三极管的基极(即b极)和发射极(即e极)、基极和集电极(即c极)、集电极和发射极的阻值。正常的三极管应该是基极与发射极、基极与集电极之间的正向阻值乡30Ω,反向阻值应大于50Ω,发射极与集电极间正反向阻值大于50ω。如果出现基极与发射极、基极与其电极正反向阻值相近,都较小或超大;集电极与发射极之间阻值较小甚至接近0Ω,则证明三极管损坏。这时如果三极管的β值小于30倍也不能再使用。确认三极管损坏后可用同型号或可替代的三极管更换。对于二极管,判断方法同三极管相同,只需判断一次正反向阻值。电容元件由于具有限直流的作用,直流阻值应很大。如果出现阻值较小,甚至接近于零,则电容元件已经击穿。更换电容元件时,应注意其耐压值。测电阻元件时,其阻值应接近其实际数值,如果出现阻值大于其所标称阻值,则电阻元件内部断路。
三、信号注入法
给晶体管电路加上一个符合要求的直流工作电压,从电路的最后一级开始,逐级向前注入信号。方法是:手握螺丝刀的金属部分,轻轻碰触三极管的基极,这时最后级执行电路(即保护器中的)应动作。如果到哪级时,继电器不动作,则这级电路出现故障。这种情况一般是三极管损坏,如果确认三极管良好时,再查找该级电路的周围元件。使用这种方法时应注意安全,可以使用一种.单独的直流电源装置供给直流电压。如果电路的工作电压高于安全电压36V时,可以不要使用该方法。
四、电压测量法
使用这种方法时,可将保护器电路分为两部分,直流电源部分和工作电路部分。
电源部分的功能是将交流电转换成低压直流电。它由降压变压器、整流电路和稳压元件或电路构成。接通电源后,先检查其输出的直流电压是否符合要求。为防止后级电路故障而影响电源电压时,可切断直流电源输出以后的电路。如果输出电压不正常或无直流电压输出时,可参照阻值测量法,用万用表×1k档,分别对二极管及电容电阻进行检查,这时万用表的读数应为kΩ。由于降压变压器也较易烧坏,可用交流电压档测试其是否有符合要求的交流电压输出;如果其初级有正常交流电庄,而次级无交流电压输出时,则变压器烧坏,更换同样型号的变压器。
检查工作电路部分时,参阅保护器。在所附的电路图上,都标出了每个三极管正常工作时各极的直流工作电压,可分别测定各级电路三极管的各级电压。如果有一极不符合线路图上的给定电压,则说明这部分电路有故障。先判断三极管是否损坏,三极端管确实良好时,再查找周围元件。但一般情况下都是三极管损坏。
使用电压测量法时,需具备三极管各极工作电压的线路图。
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