国内外多年的运行经验表明，推广使用漏电保护器，对防止触电伤亡事故，避免因漏电而引起的火灾事故, 具有明显的效果。本文就广泛使用的电流型漏电保护器(以下简称漏电保护器) 的工作原理及应用作些介绍。
1 漏电保护器的工作原理
漏电保护器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关) 以及试验元件等几个部分。
图1 是三相四线制供电系统的漏电保护器工作原理示意图。TA 为零序电流互感器, GF 为主开关, TL 为主开关的分励脱扣器线圈。
在被保护电路工作正常, 没有发生漏电或触电的情况下, 由克希荷夫定律可知, 通过TA 一次侧的电流相量和等于零, 即:
这样TA 的二次侧不产生感应电动势, 漏电保护器不动作, 系统保持正常供电。
当被保护电路发生漏电或有人触电时, 由于漏电电流的存在, 通过TA 一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。
在铁心中出现了交变磁通。在交变磁通作用下, TL二次侧线圈就有感应电动势产生, 此漏电信号经中间环节进行处理和比较, 当达到预定值时, 使主开关分励脱扣器线圈TL 通电, 驱动主开关GF 自动跳闸, 切断故障电路,从而实现保护。
用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同, 不赘述。
2 装设漏电保护器的范围
1992 年国家技术监督局发布的国标GB13955292《漏电保护器安装和运行》, 对全国城乡装设漏电保护器做出统一规定。
2.1 必须装漏电保护器(漏电开关) 的设备和场所
(1) 属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具(I类电气产品, 即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘, 而且还包含一个附加的*预防措施, 如产品外壳接地) ;
(2) 安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备;
(3) 建筑施工工地的电气施工机械设备;
(4) 暂设临时用电的电器设备;
(5) 宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路;
(6) 机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路;
(7) 游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备;
(8) 安装在水中的供电线路和设备;
(9) 医院中直接接触人体的电气医用设备;
(10) 其它需要安装漏电保护器的场所。
2.2 报警式漏电保护器的应用
对一旦发生漏电切断电源时, 会造成事故或重大经济损失的电气装置或场所, 应安装报警式漏电保护器, 如:
(1) 公共场所的通道照明、应急照明;
(2) 消防用电梯及确保公共场所*的设备;
(3) 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;
(4) 用于防盗报警的电源;
(5) 其它不允许停电的特殊设备和场所。
3 漏电保护器额定漏电动作电流的选择
正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要: 一方面在发生触电或泄漏电流超过允许值时, 漏电保护器可有选择地动作; 另一方面, 漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作, 防止供电中断而造成不必要的经济损失。
漏电保护器的额定漏电动作电流应满足以下三个条件:
(1) 为了保证人身*, 额定漏电动作电流应不大于人体*电流值, 国际上公认30 mA 为人体*电流值;
(2) 为了保证电网可靠运行, 额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流;
(3) 为了保证多级保护的选择性, 下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流, 各级额定漏电动作电流应有级差112～ 215 倍。
*级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。
该级保护的线路长, 漏电电流较大, 其额定漏电动作电流在无完善的多级保护时, 大不得超过100mA; 具有完善多级保护时, 漏电电流较小的电网, 非阴雨季节为75mA ,阴雨季节为200mA; 漏电电流较大的电网, 非阴雨季节为100 mA , 阴雨季节为300mA。
第二级漏电保护器安装于分支线路出口处, 被保护线路较短, 用电量不大, 漏电电流较小。漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间, 一般取30～ 75 mA。
第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备, 是直接防止人身触电的保护设备。被保护线路和设备的用电量小, 漏电电流小, 一般不超过10mA , 宜选用额定动作电流为30 mA , 动作时间小于011 s 的漏电保护器。
4 漏电保护器的正确接线方式
TN 系统是指配电网的低压中性点直接接地, 电气设备的外露可导电部分通过保护线与该接地点相接。
TN 系统可分为:
TN 2S 系统 整个系统的中性线与保护线是分开的。
TN 2C 系统 整个系统的中性线与保护线是合一的。
TN 2C2S 系统 系统干线部分的前一部分保护线与中性线是共用的, 后一部分是分开的。
TT 系统 配电网低压侧的中性点直接接地, 电气设备的外露可导电部分通过保护线直接接地。
漏电保护器在TN 及TT 系统中的各种接线方式如图2～ 5 所示。安装时必须严格区分中性线N 和保护线PE。三极四线或四极式漏电保护器的中性线, 不管其负荷侧中性线是否使用都应将电源中性线接入保护器的输入端。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线, 不得重复接地或接设备外露可导电部分; 保护线不得接入漏电保护器。
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。
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