漏电保护器工作原理

1、o 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，所以下面主要介绍电流型的保护器。一、电流型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

2、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。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

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。? 漏电保护器的原理o 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

4、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。? 漏电保护器的额定值o （ 1 ）额定频率为 50HZ 。（ 2 ）额定电压Un 为 220 V ， 380 V 。（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 、 250 A 。带括号的不优先推荐采用。（5）额定漏电动作电流In d

5、z为0.006、0.01、（0.0 15）、 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 dz00.03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

6、触保护，其 In dz>0.03A 。延时保护延时时间的优选值为 0.2 、 0? 漏电保护器的选型o 一、漏电保护器的正确选用漏电保护器的选用， 应根据系统的保护方式、 使用目的、 安装场所、电压等级、 被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数值等因数来确定。1 、根据使用目的来选择用于防止人身触电事故的漏电保护器， 一般根据直接接触保护和间接接触保护两种不同的要求选用，在选择动作特性时也应有所区别。（1） 、直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造成的触电伤亡事故， 当人体和带电导体直接接触时， 在漏电保护器动作切断电源之前， 通过人体的触电电流和漏电保护器的动作电流

7、选择无关， 它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定， 漏电保护器不能限制通过人体的触电电流， 所以用于直接接触保护的漏电保护器，必须具有小于0.1S 的快速动作性能，或具有IEC 漏电保护器标准规定的反时限特性。(2) 、间接接触保护是为了防止用电设备在发生绝缘损坏时，在金属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。 漏电保护开关的动作电流I An的选择应和用电设备的接地电阻R和允许的接触电压U 联系考虑，用电设备上的接触电压U 要小于规定值。漏电保护器的动作电流I An的选择：InWU/R其中：U-允许接触电压R- 设备的接触电阻一般对于额定电压为220V 或 380V 的固定式电气设备， 如

8、水泵、 磨粉机等其他容易与人体接触的电气设备， 当用电设备金属外壳的接地电阻在500Q以下时，可选用3050mA,0.1s 以内动作的漏电保护器; 当用电设备金属外壳的接地电阻在100Q以下时，可选用200500mA的漏电保护器；对于较重要的用电设备， 为了减少瞬间的停电事故， 也可选用动作电流为 0.2s 的延时型保护装置。家庭使用的用电设备由于经常带有频繁插进拨出的插头，同时，部分居民住宅没有考虑接地保护设施。当用电设备发生漏电碰壳等绝缘故障时， 设备外壳可能呈现和工作电压相同的危险电压， 极易发生触电伤亡事故， 因此， 电气设备安装规程中规定， 必须在家庭进户线的电能表后面， 安装动作电

9、流为30mA 和 0.1S 以内动作的高灵敏型漏电保护开关。2 、 根据使用场所来选择一般在380/220V 的低压线路中， 如果用电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时， 同时这些用电设备又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Q或10Q时，则宜按照间接接触保护要求， 在用电设备的供电回路中安装漏电保护器， 同时还应根据不同的使用场所， 合理地选取不同动作电流的漏电开关。 例如： 在潮湿的工作场所， 由于人体比较容易出汗或沾湿， 使皮肤的绝缘性能降低， 人体电阻明显下降， 当发生触电事故时，通过人体的电流必然会比干燥的场所大，危险性高，因此，适宜安装1530mA ,并能在0.1S内动作

10、的漏电保护器。3 、根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择（1） 漏电保护器的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵敏度。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，总会有一定的泄漏电流存在。 所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲， 漏电保护器的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。（2） 由于测定电流的泄漏电流，必须有较复杂的测试方法或使用专用测试设备进行测量， 为选用方便， 可参照下列经验公式： 对于照明电路和居民生活用电的单相电路：I nIH/2000 对于三相三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路： I n> IH/1000其中：I 44-漏电保

11、护开关装置动作电流IH-电路的实际最大供电电流一般家庭供电电路， 如果使用 3A 电能表的用户，正常情况下每户泄漏电流约在1mA 左右，原则上，在家庭单相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的 1/ 300 0 时，应对电路进行检修。（3） 我国农村低压电网的绝缘水平较低，泄漏电流较大。根据实测结果表明，泄漏电流的数值和配电变压器容量的大小关系不显着， 但和低压电网中生活用电的居民户数有明显的关系， 也就是不管变压器容量是多少， 其中供给生活用电的户数越多， 泄漏电流就越大。因此，农村电网中装置漏电开关时，应考虑到这点。一般而言， 为了保护电网可靠运行， 保证多级保护的选择性， 下一级漏电保护

12、动作电流应小于上一级漏电保护动作电流， 各级漏电动作电流应有1.22.5倍的级差。第一级漏电保护器应安装在配电变压器低压侧主干线出线端， 该级保护的线路较长， 叠加的泄漏电流较大。其漏电动作电流在未完善多级保护时，最大不得超过100mA, 在完善多级保护时，其漏电动作电流最大不得超过300mA 。第二级漏电保护器应安装在各分支线的出线端， 由于被保护线路较短， 泄漏电流相对较小， 其漏电动作电流应介于上、 下级保护的漏电动作电流之间，一般取3075mA。第三级漏电保护器（又称末级保护） 用于保护用电设备及人身安全， 被保护线路短， 泄漏电流小， 一般 不超过10mA ,漏电动作电流应按人体触电

13、摆脱电流值（10 20mA）选择，不应大于30mA , 一般取1530mA 。? 漏电保护器的应用o 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。o 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

14、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，所以下面主要介绍电流型的保护器。一、电流型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组装式主要部件有零序电流互感器 、 漏电

15、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。? 漏电保护器的原理o 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

16、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。? 漏电保护器的额定值o （ 1 ）额定频率为 50HZ 。2 ）额定电压Un 为 220 V ， 380 V（3）辅助电源电压Usn 为：直流

17、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、（0.0 15）、 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

18、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 dz00.03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? 漏电保护器的选型o 一、漏电保护器的正确选用漏电保护器的选用， 应根据系统的保护方式、 使用目的、 安装场所、电压等级、 被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数

19、值等因数来确定。1 、根据使用目的来选择用于防止人身触电事故的漏电保护器， 一般根据直接接触保护和间接接触保护两种不同的要求选用，在选择动作特性时也应有所区别。（1） 、直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造成的触电伤亡事故， 当人体和带电导体直接接触时， 在漏电保护器动作切断电源之前， 通过人体的触电电流和漏电保护器的动作电流选择无关， 它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定， 漏电保护器不能限制通过人体的触电电流， 所以用于直接接触保护的漏电保护器，必须具有小于0.1S 的快速动作性能，或具有IEC 漏电保护器标准规定的反时限特性。(2) 、间接接触保护是为了防止用电设备在发

20、生绝缘损坏时，在金属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。 漏电保护开关的动作电流I An的选择应和用电设备的接地电阻R和允许的接触电压U 联系考虑，用电设备上的接触电压U 要小于规定值。漏电保护器的动作电流I An的选择：InWU/R其中：U-允许接触电压R- 设备的接触电阻一般对于额定电压为220V 或 380V 的固定式电气设备， 如水泵、 磨粉机等其他容易与人体接触的电气设备， 当用电设备金属外壳的接地电阻在500Q以下时，可选用3050mA,0.1s 以内动作的漏电保护器; 当用电设备金属外壳的接地电阻在100Q以下时，可选用200500mA的漏电保护器；对于较重要的用电设备， 为

21、了减少瞬间的停电事故， 也可选用动作电流为 0.2s 的延时型保护装置。家庭使用的用电设备由于经常带有频繁插进拨出的插头，同时，部分居民住宅没有考虑接地保护设施。当用电设备发生漏电碰壳等绝缘故障时， 设备外壳可能呈现和工作电压相同的危险电压， 极易发生触电伤亡事故， 因此， 电气设备安装规程中规定， 必须在家庭进户线的电能表后面， 安装动作电流为30mA 和 0.1S 以内动作的高灵敏型漏电保护开关。2 、 根据使用场所来选择一般在380/220V 的低压线路中， 如果用电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时， 同时这些用电设备又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Q或10Q时，则宜按

22、照间接接触保护要求， 在用电设备的供电回路中安装漏电保护器， 同时还应根据不同的使用场所， 合理地选取不同动作电流的漏电开关。 例如： 在潮湿的工作场所， 由于人体比较容易出汗或沾湿， 使皮肤的绝缘性能降低， 人体电阻明显下降， 当发生触电事故时，通过人体的电流必然会比干燥的场所大，危险性高，因此，适宜安装1530mA ,并能在0.1S内动作的漏电保护器。3 、根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择(1) 漏电保护器的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵敏度。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，总会有一定的泄漏电流存在。 所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲， 漏

23、电保护器的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。(2) 由于测定电流的泄漏电流，必须有较复杂的测试方法或使用专用测试设备进行测量， 为选用方便， 可参照下列经验公式： 对于照明电路和居民生活用电的单相电路：I nIH/2000对于三相三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路： I n> IH/1000其中：I4n-漏电保护开关装置动作电流IH-电路的实际最大供电电流一般家庭供电电路， 如果使用 3A 电能表的用户，正常情况下每户泄漏电流约在1mA 左右，原则上，在家庭单相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的 1/ 300 0 时，应对电路进行检修。(3) 我国农村低压电网的

24、绝缘水平较低，泄漏电流较大。根据实 测结果表明，泄漏电流的数值和配电变压器容量的大小关系不显 着，但和低压电网中生活用电的居民户数有明显的关系，也就是不管变压器容量是多少，其中供给生活用电的户数越多，泄漏电流就 越大。因此，农村电网中装置漏电开关时，应考虑到这点。一般而 言，为了保护电网可靠运行，保证多级保护的选择性，下一级漏电 保护动作电流应小于上一级漏电保护动作电流， 各级漏电动作电流 应有1.22.5倍的级差。第一级漏电保护器应安装在配电变压器 低压侧主干线出线端，该级保护的线路较长，叠加的泄漏电流较大。 其漏电动作电流在未完善多级保护时，最大不得超过100mA,在完善多级保护时，其漏电

25、动作电流最大不得超过 300mA 。第二级 漏电保护器应安装在各分支线的出线端， 由于被保护线路较短，泄 漏电流相对较小，其漏电动作电流应介于上、下级保护的漏电动作 电流之间，一般取3075mA。第三级漏电保护器(又称末级保护) 用于保护用电设备及人身安全，被保护线路短，泄漏电流小，一般 不超过10mA ,漏电动作电流应按人体触电摆脱电流值(10 20mA)选择，不应大于30mA , 一般取1530mA 。?漏电保护器的应用o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。但如何使漏电保护器正常工作，发挥应有的作用，除提高产品质量保证可靠运行外，与被保护线的质量和漏电保护器的安装方式有很大关系。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