漏电开关的工作原理 点击：8706 | 回复：15
发表于：2008-03-05 15:13:00
9楼
漏电保护开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个组：一个输入电流绕组和一个输出电流绕组，当无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在第三个绕组上感应出电势，否则第三绕组上就会感应电压形成，经放大去推动执行机构，使开关跳闸。
在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。
漏电将火线\零线同时穿过一个O型磁环作为初级,次级用N匝输出去推动一个电磁机构,电磁机构动作则脱扣.原理是正常情况下火线和零线上的电流流进等于流出,所以感应出来的次级电压也为零,当火线或零线有一根线对地有接地电阻或短路,则 火线和零线上的电流出现电压差,通过次级感应出来,当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路.
图1是漏电保护器工作原理，正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器，此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等，方向相反，总和为零，互感器铁芯中感应磁通也等于零，二次绕组无输出，自动开关保持在接通状态，漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时，就有一个接地故障电流，使流过检测互感器内电流量和不为零，互感器铁芯中感应出现磁通，其二次绕组有感应电流产生，经放大后输出，使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。
漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类： ①电磁脱扣型漏电保护器，以电磁脱扣器作为中间机 构，当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。 这种保护器缺点是：成本高、制作工艺要求复杂。优点 是：电磁元件抗干扰性强和抗冲击（过电流和过电压的冲击）能力强；不需要辅助电源；零电压和断相后的漏电特性不变。 ②电子式漏电保护器，以晶体管放大器作为中间机构，当发生漏电时由放大器放大后传给继电器，由继电器控制开关使其断开电源。 这种保护器优点是：灵敏度高（可到5mA）；整定误差小，制作工艺简单、成本低。缺点是：晶体管承受冲击能力较弱，抗环境干扰差；需要辅助工作电源（电子放大器一般需 要十几伏的直流电源），使漏电特性受工作电压波动的影响；当主电路缺相时，保护器会失去保护功能。
漏电保护器工作原理虽然比较简单，但在实际使用中会出现这样或那样的错误，造成不必要的误动或拒动，下面介绍一下售后服务中遇到的常见的几个实例。
图2是因安装人员的不规范接线，将该插座的零线N端子误连接上保护接地(PE)端子，如图2中b所示，当使用该插座时，电流不经过零线而经过保护接地线返回电源，造成漏电保护器动作。改正方法见如图2中a所示。
图3误用了三相三线制漏电保护器，因零线不经过漏电保护器，漏电保护器检测到的不是漏电电流而是三相不平衡电流，故在三相线路中只要有一相接通任意负载，电流就远远超过漏电动作电流而跳闸，改正方法是将漏电保护器换成三相四线漏电开关。
图4两只漏电保护器线路混同，图4a当灯接通后1LDB出现差流，2LDB出现三相不平衡电流，造成1LDB和2LDB跳闸，在图4b中两只漏电保护器共用一根零线，单独合上3LDB或4LDB时不会跳闸。但当同时使用时，两只漏电保护器将同时跳闸，结果造成二条线路不能同时供电，因为二个负载不会大小相同。
图5在安装漏电保护器时不能重复接地，否则通过零序互感器电流减少，导致漏电保护该跳闸时而不能跳闸。
图6接零保护线通过检测互感器，设备当出现漏电时，由于相线漏电流经接零保护线又回过检测互感器，使互感器检测不出漏电流，致使漏电保护器不动作。
最后要指出的漏电保护器安装位置不能太高“试验按钮”要处在易操作位置，按试验按钮的目的是模拟人为漏电，强制使漏电保护跳闸，验证能否正常工作，至少每月试验一次。如果失灵或不动作时，应立即拆下来修理或更换。试按按钮的时间每次不得超过IS也不能连续频繁操作，以免烧毁试验电阻扣线圈。
在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。
漏电将火线\零线同时穿过一个O型磁环作为初级,次级用N匝输出去推动一个电磁机构,电磁机构动作则脱扣.原理是正常情况下火线和零线上的电流流进等于流出,所以感应出来的次级电压也为零,当火线或零线有一根线对地有接地电阻或短路,则 火线和零线上的电流出现电压差,通过次级感应出来,当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路.
图1是漏电保护器工作原理，正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流通过漏电保护器，此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等，方向相反，总和为零，互感器铁芯中感应磁通也等于零，二次绕组无输出，自动开关保持在接通状态，漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电时，就有一个接地故障电流，使流过检测互感器内电流量和不为零，互感器铁芯中感应出现磁通，其二次绕组有感应电流产生，经放大后输出，使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。
漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类： ①电磁脱扣型漏电保护器，以电磁脱扣器作为中间机 构，当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。 这种保护器缺点是：成本高、制作工艺要求复杂。优点 是：电磁元件抗干扰性强和抗冲击（过电流和过电压的冲击）能力强；不需要辅助电源；零电压和断相后的漏电特性不变。 ②电子式漏电保护器，以晶体管放大器作为中间机构，当发生漏电时由放大器放大后传给继电器，由继电器控制开关使其断开电源。 这种保护器优点是：灵敏度高（可到5mA）；整定误差小，制作工艺简单、成本低。缺点是：晶体管承受冲击能力较弱，抗环境干扰差；需要辅助工作电源（电子放大器一般需 要十几伏的直流电源），使漏电特性受工作电压波动的影响；当主电路缺相时，保护器会失去保护功能。
漏电保护器工作原理虽然比较简单，但在实际使用中会出现这样或那样的错误，造成不必要的误动或拒动，下面介绍一下售后服务中遇到的常见的几个实例。
图2是因安装人员的不规范接线，将该插座的零线N端子误连接上保护接地(PE)端子，如图2中b所示，当使用该插座时，电流不经过零线而经过保护接地线返回电源，造成漏电保护器动作。改正方法见如图2中a所示。
图3误用了三相三线制漏电保护器，因零线不经过漏电保护器，漏电保护器检测到的不是漏电电流而是三相不平衡电流，故在三相线路中只要有一相接通任意负载，电流就远远超过漏电动作电流而跳闸，改正方法是将漏电保护器换成三相四线漏电开关。
图4两只漏电保护器线路混同，图4a当灯接通后1LDB出现差流，2LDB出现三相不平衡电流，造成1LDB和2LDB跳闸，在图4b中两只漏电保护器共用一根零线，单独合上3LDB或4LDB时不会跳闸。但当同时使用时，两只漏电保护器将同时跳闸，结果造成二条线路不能同时供电，因为二个负载不会大小相同。
图5在安装漏电保护器时不能重复接地，否则通过零序互感器电流减少，导致漏电保护该跳闸时而不能跳闸。
图6接零保护线通过检测互感器，设备当出现漏电时，由于相线漏电流经接零保护线又回过检测互感器，使互感器检测不出漏电流，致使漏电保护器不动作。
最后要指出的漏电保护器安装位置不能太高“试验按钮”要处在易操作位置，按试验按钮的目的是模拟人为漏电，强制使漏电保护跳闸，验证能否正常工作，至少每月试验一次。如果失灵或不动作时，应立即拆下来修理或更换。试按按钮的时间每次不得超过IS也不能连续频繁操作，以免烧毁试验电阻扣线圈。
发表于：2008-03-05 15:13:00
10楼
漏电保护器
漏电保护器，用以对低压电网直接触电和间接触电进行有效保护，也可以作为三相电动机的缺相保护。它有单相的，也有三相的。
由于其以漏电电流或由此产生的中性点对地电压变化为动作信号，所以不必以用电电流值来整定动作值，所以灵敏度高，动作后能有效地切断电源，保障人身安全。
根据保护器的工作原理，可分为电压型、电流型和脉冲型三种。电压型保护器接于变压器中性点和大地间，当发生触电时中性点偏移对地产生电压，以此来使保护动作切断电源，但由于它是对整个配变低压网进行保护，不能分级保护，因此停电范围大，动作频繁，所以已被淘汰。脉冲型电流保护器是当发生触电时使三相不平衡漏电流的相位、幅值产生的突然变化，以此为动作信号，但也有死区。目前应用广泛的是电流型漏电保护器，所以下面主要介绍电流型的保护器。
一、电流型漏电保护器的分类
按动作结构分，可分为直接动作式和间接动作式。直接动作式是动作信号输出直接作用于脱扣器使掉闸断电。间接动作式是对输出信号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。一般直接动作式均为电磁型保护器，电子型保护器均为间接动作式。
在型式上，按保护器具有的功能大体上可分为三类：
（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功能。
图1为漏电缆电器的结构示意图。它分组装式和分装两种。
图1电流型漏电继电器的结构示意图
组装式主要部件有零序电流互感器、漏电脱扣器、试验回路、触头系统和塑料外壳。触头系统有动断触头、动合触头各一，用以将执行信号送向执行机构。试验回路包括试验按钮和模拟漏电阻抗的电阻，用以在运行中试验漏电继电器动作是否正常和灵敏。分装式是将漏电脱扣器分离出来，再由外部接线连接。
（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电器和开关的结合体。
（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。
二、电流型漏电保护器的工作原理
图2为漏电保护器的工作原理图。图中LH为零序电流互感器，它由坡莫合金为材料的铁芯，和绕在环状铁芯上的二次线圈组成检测元件。电源相线和中性线穿过圆孔成为零序互感器的一次线圈。互感器的后部出线即为保护范围。
图2漏电保护器的工作原理图
正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回，破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信号给执行元件动作掉闸，切断电源。
由工作原理可见，当三相对地阻抗差异大，三相对地漏电流相量和达到保护器动作值时，将使断路器掉闸或送不上电。同时三相漏电流和触电电流相位不一致或反相，会降低保护器的灵敏度。
电流型漏电保护器可实施分级保护，以达到选择性动作。漏电保护器动作方框图见图3。
图3 电流型漏电保护器动作方框图
三、电流型漏电保护器的额定值
（1）额定频率为50HZ。
（2）额定电压Un为220V，380V。
（3）辅助电源电压Usn为：直流为 12、24、40、60、110、220V；交流为12、48、220、380V。
（4）额定电流In为6、10、16、2O、25、32、4O、 50、（60）、63、100、（125）、160、200、250A。带括号的不优先推荐采用。
（5）额定漏电动作电流In·dz为0.006、0.01、（0.015）、0.03、（0 .05）、（0.075）、0.1、（0.2）、0.3、0.5、1、3、5、10、20A。带括号的值不优先采用。
（6）额定漏电不动作电流的优选值为0.5I n·dz。
（7）漏电保护器的最大分断时间：
l）* 直接接触保护。当动作电流I n·dz≤0.03A时，若保护器流过的零序电流为1倍I n·dz时为0.2s，2倍时为0.1s，流过0.25A时为0.04s；
2）间接接触防护。流过l倍时为0.2S，2倍时为O.1S，5倍时为0.04s；
延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其In·dz＞0.03A。延时保护延时时间的优选值为0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s。
四、应用范围
漏电保护器的应用范围如下：
（1）无双重绝缘，额定工作电压在110V以上时的移动电具。
（2）建筑工地。
（3）临时线路。
（4）家庭。
防止直接接触带电体保护的动作电流直为30mA，0.1s内动作。
可按需要安装间接接触保护的漏电保护器。
五、安装要求
（1）被保护回路电源线，包括相线和中性线均应穿入零序电流互感器。
（2）穿入零序互感器的一段电源线应用绝缘带包扎紧，捆成一束后由零序电流互感器孔的中心穿入。这样做主要是消除由于导线位置不对称而在铁芯中产生不平衡磁通。
（3）由零序互感器引出的零线上不得重复接地，否则在三相负荷不平衡时生成的不平衡电流，不会全部从零线返回，而有部份由大地返回，因此通过零序电流互感器电流的向量和便不为零，二次线圈有输出，可能会造成误动作。
（4）每一保护回路的零线，均应专用，不得就近搭接，不得将零线相互连接，否则三相的不平衡电流，或单相触电保护器相线的电流，将有部分分流到相连接的不同保护回路的零线上，会使二个回路的零序电流互感器铁芯产生不平衡磁动势。
（5）保护器安装好后，通电，按试验按钮试跳。
六、运行维护
漏电保护器运行维护注意事项如下：
（1）应制订制度，专人维护，定期试跳，并做好运行记录。
（2）遇有问题，应分析处理，不得擅自退出运行，或有意识使其失效。
（3）在正常运行时跳闸，若原因为电动机启动或大电流冲击，则采取交替启动，适当调整定位，或带短延时躲过冲击。若系下雨等原因使漏电流增加造成，则可临时调节灵敏度。
* 直接接触保护为人体直接接触带电体的保护。间接接触保护为人体接触由于漏电等故障，使金属外壳带电的保护。
漏电保护器，用以对低压电网直接触电和间接触电进行有效保护，也可以作为三相电动机的缺相保护。它有单相的，也有三相的。
由于其以漏电电流或由此产生的中性点对地电压变化为动作信号，所以不必以用电电流值来整定动作值，所以灵敏度高，动作后能有效地切断电源，保障人身安全。
根据保护器的工作原理，可分为电压型、电流型和脉冲型三种。电压型保护器接于变压器中性点和大地间，当发生触电时中性点偏移对地产生电压，以此来使保护动作切断电源，但由于它是对整个配变低压网进行保护，不能分级保护，因此停电范围大，动作频繁，所以已被淘汰。脉冲型电流保护器是当发生触电时使三相不平衡漏电流的相位、幅值产生的突然变化，以此为动作信号，但也有死区。目前应用广泛的是电流型漏电保护器，所以下面主要介绍电流型的保护器。
一、电流型漏电保护器的分类
按动作结构分，可分为直接动作式和间接动作式。直接动作式是动作信号输出直接作用于脱扣器使掉闸断电。间接动作式是对输出信号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。一般直接动作式均为电磁型保护器，电子型保护器均为间接动作式。
在型式上，按保护器具有的功能大体上可分为三类：
（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功能。
图1为漏电缆电器的结构示意图。它分组装式和分装两种。
图1电流型漏电继电器的结构示意图
组装式主要部件有零序电流互感器、漏电脱扣器、试验回路、触头系统和塑料外壳。触头系统有动断触头、动合触头各一，用以将执行信号送向执行机构。试验回路包括试验按钮和模拟漏电阻抗的电阻，用以在运行中试验漏电继电器动作是否正常和灵敏。分装式是将漏电脱扣器分离出来，再由外部接线连接。
（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电器和开关的结合体。
（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。
二、电流型漏电保护器的工作原理
图2为漏电保护器的工作原理图。图中LH为零序电流互感器，它由坡莫合金为材料的铁芯，和绕在环状铁芯上的二次线圈组成检测元件。电源相线和中性线穿过圆孔成为零序互感器的一次线圈。互感器的后部出线即为保护范围。
图2漏电保护器的工作原理图
正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回，破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信号给执行元件动作掉闸，切断电源。
由工作原理可见，当三相对地阻抗差异大，三相对地漏电流相量和达到保护器动作值时，将使断路器掉闸或送不上电。同时三相漏电流和触电电流相位不一致或反相，会降低保护器的灵敏度。
电流型漏电保护器可实施分级保护，以达到选择性动作。漏电保护器动作方框图见图3。
图3 电流型漏电保护器动作方框图
三、电流型漏电保护器的额定值
（1）额定频率为50HZ。
（2）额定电压Un为220V，380V。
（3）辅助电源电压Usn为：直流为 12、24、40、60、110、220V；交流为12、48、220、380V。
（4）额定电流In为6、10、16、2O、25、32、4O、 50、（60）、63、100、（125）、160、200、250A。带括号的不优先推荐采用。
（5）额定漏电动作电流In·dz为0.006、0.01、（0.015）、0.03、（0 .05）、（0.075）、0.1、（0.2）、0.3、0.5、1、3、5、10、20A。带括号的值不优先采用。
（6）额定漏电不动作电流的优选值为0.5I n·dz。
（7）漏电保护器的最大分断时间：
l）* 直接接触保护。当动作电流I n·dz≤0.03A时，若保护器流过的零序电流为1倍I n·dz时为0.2s，2倍时为0.1s，流过0.25A时为0.04s；
2）间接接触防护。流过l倍时为0.2S，2倍时为O.1S，5倍时为0.04s；
延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其In·dz＞0.03A。延时保护延时时间的优选值为0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s。
四、应用范围
漏电保护器的应用范围如下：
（1）无双重绝缘，额定工作电压在110V以上时的移动电具。
（2）建筑工地。
（3）临时线路。
（4）家庭。
防止直接接触带电体保护的动作电流直为30mA，0.1s内动作。
可按需要安装间接接触保护的漏电保护器。
五、安装要求
（1）被保护回路电源线，包括相线和中性线均应穿入零序电流互感器。
（2）穿入零序互感器的一段电源线应用绝缘带包扎紧，捆成一束后由零序电流互感器孔的中心穿入。这样做主要是消除由于导线位置不对称而在铁芯中产生不平衡磁通。
（3）由零序互感器引出的零线上不得重复接地，否则在三相负荷不平衡时生成的不平衡电流，不会全部从零线返回，而有部份由大地返回，因此通过零序电流互感器电流的向量和便不为零，二次线圈有输出，可能会造成误动作。
（4）每一保护回路的零线，均应专用，不得就近搭接，不得将零线相互连接，否则三相的不平衡电流，或单相触电保护器相线的电流，将有部分分流到相连接的不同保护回路的零线上，会使二个回路的零序电流互感器铁芯产生不平衡磁动势。
（5）保护器安装好后，通电，按试验按钮试跳。
六、运行维护
漏电保护器运行维护注意事项如下：
（1）应制订制度，专人维护，定期试跳，并做好运行记录。
（2）遇有问题，应分析处理，不得擅自退出运行，或有意识使其失效。
（3）在正常运行时跳闸，若原因为电动机启动或大电流冲击，则采取交替启动，适当调整定位，或带短延时躲过冲击。若系下雨等原因使漏电流增加造成，则可临时调节灵敏度。
* 直接接触保护为人体直接接触带电体的保护。间接接触保护为人体接触由于漏电等故障，使金属外壳带电的保护。
热门招聘
相关主题
- 直流电机底于额定转速运行的...
[8611] - 电机技能识图题[1050]
- （已结束）电源电器擂台第五十...[1794]
- 主备供双电源切换控制电路设...[3508]
- 最完整的电工电子培训教程[3896]
- （已结束）电源电器擂台第三十...[2362]
- 整流二极管后面接一个继电器...[3906]
- bldc换相后相电流不正常？恳请...[817]
- 为什么在电气原理图的某些器...[4834]
- （已结贴）电源电气擂台第九十...[1550]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
