1、漏电断路器的剖析与应用摘要:当前，人们对漏电断路器已经家喻户晓，但对漏电断路器的使用原理、正确选型、正确使用以及漏电断路器的服务对象，还有待于进一步弄清，从而避免因漏电断路器误动作将其甩掉的事情发生。尤其是对专业设计人员、施工技术人员掌握这一理论尤为重要。 关键词：动作电流 30mA 动作时间 0.1s 漏电断路器跳闸 中图分类号：TM7 文献标识码： A 引言 为了使人们能够清晰认识和正确使用漏电断路器，根据GB/T13870.1-2008 交流电流对人体效应的约定时间与电流区域理论，本文对漏电开关原理、在各种情况的准确选型和在什么情况下必须安装漏电开关以及漏电开关在使用中注意的事项做了全面
2、论述。 一、漏电断路器的工作原理 根据 GB/T13870.1-2008，交流电流对人体效应的约定时间与电流区域见图-1. 图-1 电流路径左手到双脚交流电流对人体效应的约定时间/电流区域 可以看出，在 AC-2 区域，人体可能有感知和不自主地肌肉收缩但没有有害的电生理学效应。在 AC-3 区域，可以强烈地不自主的肌肉收缩，呼吸困难。心脏功能受到障碍，可能出现活动抑制。在 AC-4 区域，可能发生病理-生理学效应，如心博停止，呼吸停止或其它细胞破坏。心室纤维性颤动的概率随电流的幅度和时间增加。由此看出，30mA、0,.1s，150mA、0.02s 都是无病理-生理危险区域。漏电断路器恰恰针对这
3、一保护范围由此产生。 漏电断路器的漏电保护部分，由零序电流互感器（感测部分） ，运算控制器（控制部分)和电磁脱扣器（动作，执行部分）组成。被保护的主电路所有相、零线都穿过零序电流互感器的铁芯，组成零序电流互感器一次侧。根据基尔霍夫电流可知，任一时刻，流入任一节点的电流恒等于流出此节点的电流，即任一时刻，流入（出）某节点的电流矢量和为零。零序电流互感器的工作原理是：感测一次侧中瞬时电流的矢量和是否为零，当被保护的电路出现绝缘故障时，负载侧有对地泄载电流，即零序电流互感器的矢量和不为零，零序电流互感器二次绕组中便产生互感电压，该信号经过运算控制器运算后，当泄漏电流达到整定动作值时，驱动晶闸管，接通
4、电磁脱扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保护器的作用。 二、漏电断路器的在电网中的使用 查阅“剩余电流动作断路器”的剩余电流动作的分断时间，从中看出，剩余动作电流 30mA 时，分断时间是 0.1s；剩余动作电流 60mA 时，分断时间是 0.05s；这两组数据对人体来说是相对比较安全的。所以对于支路触电事故的保护，家用漏电断路器剩余动作电流一般选用 30mA，分断时间是 0.1s 及以下额定动作电流；在特别潮湿区域，如浴室、卫生间等最好选用额定剩余动作电流为 10mA 的漏电断路器。而剩余动作电流300mA 的漏电断路器多设在电源侧，用于电气火灾的保护。农村配电和施工现场临
5、时用电容量较小，负荷分布比较分散，但总体上低压电网大致可分为三层：配变台区、分支配电箱、用户端。三级保护是直接接触保护与间接接触保护相互结合使用的一种形式。按照低压电网状况在供电线路的首端、中段与末端这三层分别装设不同类型的保护器。 为达到在线路末端的直接接触保护的要求，安装动作电流为 30mA 的一般型（无延时）保护器。中端按间接接触保护，应装设动作特性协调配合的保护器。首端作为系统的第一级保护，保护器额定剩余电流值宜选用可调档次，规程规定其最大值：漏电流较小的电网为 75mA/200mA，漏电流较大的电网为 100mA/300mA，对保护完善的系统可增至 500mA，中段作为分路保护，保护
6、器的额定剩余电流值，选取介于上级与下级保护器额定剩余动作电流值之间。 分断动作时间的选取，上一级保护器应选用延迟动作型保护器，其分断时间应比下一级保护器的分断时间至少增加 0.2s。这样网路的三级保护在动作电流、动作时间上相互配合，末端受电设备发生故障时，第三级保护器动作；网路末端发生故障时，中级保护动作；网路中段发生故障时，总保护动作，以缩小事故停电范围。 三、不同类型的漏电保护器的区别与选用 现在市面上漏电断路器总类很多。为了能正确选型和使用，现将其类型和作用说明如下： 根据动作方式，剩余电流保护器分电磁式剩余电流保护器和电子式剩余电流保护器。 电磁式剩余电流保护器 ：零序电流互感器的二次
7、回路输出电压不经任何放大，直接激励剩余电流脱扣器，称为电磁式剩余电流保护器，其动作功能与线路电压无关。 电子式剩余电流保护器：零序电流互感器的二次回路和脱扣器之间接入一个电子放大线路，互感器二次回路的输出电压经过电子线路放大后再激励剩余电流脱扣器，称为电子式剩余电流保护器，其动作功能与线路电压有关。 根据剩余电流保护器的功能，分剩余电流断路器、 剩余电流继电器。 剩余电流断路器 ：剩余电流断路器是检测剩余电流，将剩余电流值与基准值相比较，当剩余电流值超过基准值时，使主电路触头断开机械开关电器。 剩余电流断路器带有过载和短路保护。有的剩余电流断路器还可带有过电压保护。 剩余电流继电器 ：剩余电流
8、继电器是检测剩余电流，将剩余电流值与基准值相比较，当剩余电流值超过基准值时，发出一个机械开闭信号使机械开关电器脱扣或声光报警装置发出报警的电器。剩余电流继电器常和交流接触器或低压断路器组成剩余电流保护器，作为低压电网的总保护开关或分支保护开关使用。 根据用电负荷剩余电流动作保护器，可分为 1P 、1P+N、2P、3P、3P+N、4P 断路器。 1P 、1P+N、2P、3P、3P+N、4P 断路器的区别 单极断路器 1P 带一个保护极的二极断路器 1P+N 带二个保护极的二极断路器 2P 带三个保护极的三极断路器 3P 带三个保护极的四极断路器 3P+N 带四个保护极的四极断路器 4P 注： 1
9、、不是保护极的极可以是：“非保护极”或“开闭中性极” 。 2、极仅与断路器主电路的一个单独导电路径连接的并且带有用来接通和断开主电路的触头部分。 3、保护极带有过电流脱扣器的极。 4、非保护极不带过电流脱扣器，其他方面却与保护极的结构一样，短路能力也一样。 5、开闭中性极只用以开闭中性极而不需有短路能力的极。 6、不可开断中性线中心线不断开 对于微型断路器来说，1P+N、1P、2P 一般都用来作为单相用电器的通断控制，但效果不同。 1P-单极断路器，具有热磁脱扣功能，仅控制火线（相线） ，模数 18mm； 1P+N-单极+N 断路器，同时控制火线、零线，但只有火线具有热磁脱扣功能。 当 N 线
10、为非保护极或开闭中性极时，模数为 2*18mm=36mm； 当 N 线为不可开断中性线，则模数为 18mm。即单极带剩余电流保护的断路器 2P-单相 2 极断路器，同时控制火线、零线，且都具有热磁脱扣功能，模数为 2*18mm=36mm。 所以,可以得出以下结论： 1、为减少成本，用 1P 就可以，但上级断路器必须有漏电脱扣功能，检修时为防止火、零错乱造成事故，必须切断上级电源； 2、为检修时避免第 1 条的问题，可用 1P+N（如施耐德的 DPN） ； 3、用 2P 的理由：对于同样是 18mm 模数的断路器壳体而言，内部装1P 和装 1P+N 是有区别的，前者在短路事故状态下的“极限分断能
11、力”肯定要高于后者，毕竟空间是影响分断能力的一个重要因素。所以，对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路，最好还是用2P（成本高些） 。 四、漏电断路器使用当中应注意的问题。 1.如何防止剩余电流动作保护器误动作 在安装剩余电流动作保护器的线路负荷端，经常出现保护器跳闸情况，究其原因有如下两种原因：1）保护器所带负荷的零线接地，所以在安装线路时，零线的绝缘必须良好，此回路的零、地线要分开。2）保护器所带负荷的零线和非本回路的零线连接。此种情况经常发生在线路改造当中，有些电工为了图省事随处借用零线，合开关时，因本保护器负荷回路的零线电流流到借用零线上，保护器自然就跳闸。 2.在临时配
12、电系统中应注意的问题 在临时配电系统中，规范规定一级开关要设立剩余电流动作保护器以保证此临时配电系统与上一级电网互不影响。但这样做有时因为各种原因导致一级剩余电流动作保护器跳闸而影响此临时配电系统以外的其它回路正常工作。如果把剩余电流动作保护器从一级改换到二级开关的位置上 ，这样就做到即实现了此二级漏电开关下面的负荷有故障时及时跳闸又防止此二级漏电开关以外的剩余电流动作保护器误动作。确保其它回路的负荷不受其影响。 3.三相负荷如何选择 漏电断路器 三极、四极漏电断路器的正确使用应建立在弄清漏电保护器本身的结构，即 N 线是否穿过零序电流互感器与负载类型，即负载是否对中性线有要求的基础上。根据漏
13、电开关的结构看出，三极漏电保护器应为 N线不穿过零序电流互感器，它应用于三相三线配电系统，负载无中性线。如电动机、电炉丝等；此时应选用带三个保护极的三极漏电断路器;四极漏电保护器应为 N 线穿过零序电流互感器，它应用于三相四线配电系统，负载有中性线。如机床、中频炉控制箱等。此时应选用 3P+N 带三个保护极的四极漏电断路器。否则就会出现合不上闸的现象。另外，在 TN-C 接地制式的电网主回路中，不能安装 3P+N 的漏电断路器。这是因为在 TN-C接地制式的电网主回路中，PE 线和 N 线为同一颗线，即 PEN 线。所以零线接地，漏电断路器视为有泄漏电流情况出现，根本就合不上闸。 结论 通过以上论述，专业设计人员、施工技术人员对漏电断路器的原理、选择、正确使用以及漏电开关在使用中应注意的问题有了深一层认识。从安全方面来看，可以让人们放心大胆的使用漏电断路器控制的家用电器和工农业生产中各种用电设备。诚心希望能给人们的生活带来一些帮助。由于本人的实际经验有限，对漏电断路器的内容分析的不全面，望同行给以圈点。 参考文献： GB13870-2008 电流通过人体的效应 第一部分 通用 JGJ46-2005 施工现场临时用电安全技术规范 正泰 NM1LE 系列、正泰 DZ47LE 系列漏电断路器产品样本
