【摘 要】 隨著改革開放不斷深入發(fā)展,人民的生活水平也在不斷地提高。各種多樣的電氣設(shè)備越來越多地進入千家萬戶,被眾多居民普遍使用。 我們在電力行業(yè)中為了用電安全常使用漏電保護器。 本文著重闡述了漏電保護器的重要作用、工作原理、使用范圍及注意事項,同時也指出了今后電氣安全保護方面的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】 漏電電流 碰殼短路 相地短路
當(dāng)前,在中性點直接接地的380/ 220V 的低壓配電系統(tǒng)中,已經(jīng)開始采取將質(zhì)量合格參數(shù)合格的漏電保護器與接地保護或接零保護正確地配合使用,較好地防止了漏電電擊等事故的發(fā)生。
一、漏電保護器安裝的必要性
保護接零一般采用TN-C-S 系統(tǒng)或TN-S 系統(tǒng),也就是在電源入戶之前將零線重復(fù)接地,且重復(fù)接地電阻≤10Ω。而在進戶之后,工作零線N 與保護零線PE 則須分開。此時,PE 線與所有用電設(shè)備金屬外殼通過三孔插座的接地孔連接起來。而零線在引入配電箱后,應(yīng)當(dāng)和相線一樣對地絕緣。 如果發(fā)生相線碰殼短路情況時,短路電流則經(jīng)零線和接地極構(gòu)成閉合回路。 這時回路阻抗很小,短路電流很大,從而此較大的短路電流致使保護開關(guān)跳閘,切斷電源回路,達(dá)到安全保護的目的。但是,TN-C-S 系統(tǒng)只能對用電設(shè)備的外殼在帶電時起到保護作用,而對相地短路的情況則不能起到保護作用。
二、漏電保護器的工作原理
漏電保護器是由零序電流互感器、漏電脫扣器、脫扣機構(gòu)、主開關(guān)、實驗按鈕等五部分組成。 倘若發(fā)生被保護設(shè)備的接地故障電流作用于漏電保護器的漏電脫扣器上的情況,其電流超過預(yù)定值時,則會立即出現(xiàn)開關(guān)跳閘,從而切斷了故障電路。 如圖3 所示。 一般來說在正常情況下,各相電流的相量和等于零。 由此,各相電流在零序電流互感器鐵芯中感應(yīng)的磁通量之和也等于零。 這時,由于零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號輸出,主開關(guān)仍處于閉合狀態(tài),電源繼續(xù)向負(fù)載方向供電。
當(dāng)發(fā)生接地故障,或設(shè)備絕緣損壞、漏電,或人觸及帶電體時,主回路中各相電流的相量和不再為零。 則會出現(xiàn)故障電流在零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通,從而導(dǎo)致二次側(cè)感應(yīng)電壓迫使脫扣線圈勵磁,強令主開關(guān)跳閘,切斷供電回路。
三、漏電保護器的作用及使用范圍
漏電保護器具有動作靈敏,切斷時間迅速的性能。 在電氣設(shè)計施工中只要合理選用和正確安裝,對保護人身安全和防止設(shè)備損壞,以及預(yù)防火焰將會有明顯的作用。
(1)當(dāng)人體直接觸及220V 帶電體時,漏電保護器迅速以0.1 秒的時間快速切斷電路。 這時流過人體(一般人體電阻為1 000Ω左右) 的觸電電流為220/1 000=220 (mA),其電擊能量為:220(mA)×0.1(S)=22mA·S < 30mA·S。目前我國現(xiàn)行規(guī)定:對人體安全的電擊能量為:1·T=30mA·S ,可以明顯看出,當(dāng)人們一旦觸及220V 帶電體時,漏電保護器會在0. 1 秒時間內(nèi)迅速作出反應(yīng),而不致出現(xiàn)生命危險。
(2) 在TN-C-S 或TN-S 系統(tǒng)中,未裝漏電保護器時,如果發(fā)生接地故障情況,設(shè)備外殼會產(chǎn)生對人身有危險的接觸電壓;當(dāng)裝有漏電保護器之后,即使發(fā)生了接地故障,接觸電壓在還沒有達(dá)到危及人身生命時,漏電保護器就會立即切斷電源回路。 其理由是:在住宅 電氣設(shè)計時,設(shè)計者已為用戶所安裝的漏電保護器選擇了額定動作電流小于或等于30mA ,動作時間為0. 1 秒。 當(dāng)發(fā)生接地故障時,只要有漏電電流產(chǎn)生,就會在漏電電流小于或等于30mA 時,漏電保護器就立刻動作,切斷了電源回路。 同時,30mA 的電流在0. 1 秒時間內(nèi)作用于人體不會危及生命安全。
(3) 安裝漏電保護器對配電線路的絕緣水平起到監(jiān)察作用。 如果設(shè)備出現(xiàn)碰殼故障或絕緣損壞,就會有漏電電流產(chǎn)生。 當(dāng)漏電電流達(dá)到漏電保護器的額定動作電流時,將立即動作切斷電源回路。 也就是說,在人尚未觸及故障設(shè)備危險的接觸電壓之前,就已經(jīng)將故障線路切斷了。 從而提前避免了觸電死亡及火災(zāi)事故的發(fā)生。
(4) 一旦出現(xiàn)發(fā)生接地故障時,由于切斷故障線路因素不是依靠過電流保護,而是依靠漏電保護。 再則,漏電保護的額定動作電流數(shù)值很小,與過電流相比,相差1000倍~10000倍。
因此,出現(xiàn)在設(shè)備外殼的接觸電壓也很低,一般小于50V ,大大提高了安全性。
四、漏電保護器使用時應(yīng)注意事項
(1) 漏電保護器適用于電源中性點直接接地或經(jīng)過電阻、電抗接地的低壓配電系統(tǒng)。 對于電源中性點不接地的系統(tǒng),則不宜采用漏電保護器。 因為后者不能構(gòu)成泄漏電氣回路,即使發(fā)生了接地故障,產(chǎn)生了大于或等于漏電保護器的額定動作電流,該保護器也不能及時動作切斷電源回路;或者依靠人體接能故障點去構(gòu)成泄漏電氣回路,促使漏電保護器動作,切斷電源回路。 但是,這對人體仍不安全。 顯而易見,必須具備接地裝置的條件,電氣設(shè)備發(fā)生漏電時,且漏電電流達(dá)到動作電流時,就能在0.1 秒內(nèi)立即跳閘,切斷了電源主回路。
(2) 漏電保護器保護線路的工作中性線N 要通過零序電流互感器。 否則,在接通后,就會有一個不平衡電流使漏電保護器產(chǎn)生誤動作。
(3) 接零保護線(PE) 不準(zhǔn)通過零序電流互感器。 因為保護線路(PE) 通過零序電流互感器時,漏電電流經(jīng)PE 保護線又回穿過零序電流互感器,導(dǎo)致電流抵消,而互感器上檢測不出漏電電流值。 在出現(xiàn)故障時,造成漏電保護器不動作,起不到保護作用。
(4) 控制回路的工作中性線不能進行重復(fù)接地。 一方面,重復(fù)接地時,在正常工作情況下,工作電流的一部分經(jīng)由重復(fù)接地回到電源中性點,在電流互感器中會出現(xiàn)不平衡電流。 當(dāng)不平衡電流達(dá)到一定值時,漏電保護器便產(chǎn)生誤動作;另一方面,因故障漏電時,保護線上的漏電電流也可能穿過電流互感器的個性線回到電源中性點,抵消了互感器的漏電電流,而使保護器拒絕動作。
(5) 漏電保護器后面的工作中性線N 與保護線(PE) 不能合并為一體。 如果二者合并為一體時,當(dāng)出現(xiàn)漏電故障或人體觸電時,漏電電流經(jīng)由電流互感器回流,結(jié)果又雷同于情況(3) ,造成漏電保護器拒絕動作。
(6) 被保護的用電設(shè)備與漏電保護器之間的各線互相不能碰接。 如果出現(xiàn)線間相碰或零線間相交接,會立刻破壞了零序平衡電流值,而引起漏電保護器誤動作;另外,被保護的用電設(shè)備只能并聯(lián)安裝在漏電保護器之后,接線保證正確,也不許將用電設(shè)備接在實驗按鈕的接線處。