漏電斷路器原理.doc

漏電斷路器原理漏電保護(hù)器的主要部件是個磁環(huán)感應(yīng)器,火線和零線采用并列繞法在磁環(huán)上纏繞幾圈,在磁環(huán)上還有個次級線圈.當(dāng)同一相的火線和零線在正常工作時,電流產(chǎn)生的磁通正好抵銷,在次級線圈不會感應(yīng)出電壓.如果某一線有漏電,或未接零線,在磁環(huán)中通過的火線和零線的電流就會不平衡,而產(chǎn)生穿過磁環(huán)的磁通,在次級線圈中感應(yīng)出電壓,通過電磁鐵使脫扣器動作跳閘. 加張圖： 三三相三相漏電保護(hù)器的工作原理？相漏電保護(hù)器的工作原理？三相漏電保護(hù)器的原理廣泛應(yīng)用的漏電保護(hù)器都是電流動作型。工作原理如圖所示。作為TAN的一次線圈的相線L1、L2、L3和零線N均通過零序電流互感器TAN。根據(jù)基爾霍夫第一定律：I=O。正常情況下，當(dāng)設(shè)備三相負(fù)荷平衡，其一次電流的矢量和為零，即Iu十Iv十Iw=O；TAN二次線圈無電流輸出，脫扣器YA不動作，RCD正常合閘運(yùn)行。當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏電或人身觸電時，則故障電流Id經(jīng)大地回到電源變壓器TM而中性點(diǎn)構(gòu)成回路。由于對地出現(xiàn)漏電電流Id，則流經(jīng)TAN的矢量和不等于零，即通過TAN的Iu十Iv十Iw+In0，TAN的二次側(cè)有剩余電流流過，電磁脫扣器YA中有電流流過，當(dāng)電流達(dá)到整定值時，脫扣器YA動作，漏電保護(hù)器RCD掉閘，切斷故障電路，從而起到保護(hù)作用。三極與四極漏電保護(hù)器的簡單分析低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是防止人身觸電的有效措施，也可以防止因漏電而引發(fā)的電氣火災(zāi)及設(shè)備損壞事故。漏電保護(hù)器一般分為一極、二極、三極、四極。其中一極、二極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖，它們的主要區(qū)別在于當(dāng)漏電事故發(fā)生時是否斷開零線。其工作原理均為通過檢測相線、零線電流的相量和是否為零來判定是否有漏電事故發(fā)生。本文所討論的重點(diǎn)是三極、四極漏電保護(hù)器的工作原理與應(yīng)用場合的差異。 筆者查閱一些廠家提供的三、四極漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)原理圖時發(fā)現(xiàn)一些問題，源自某國產(chǎn)品牌開關(guān)制造商產(chǎn)品資料，源自某進(jìn)口品牌開關(guān)制造商產(chǎn)品資料。我們發(fā)現(xiàn)二者的四極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖并無區(qū)別，但三極漏電保護(hù)的結(jié)構(gòu)原理圖卻存在重大不同，并由此引發(fā)其使用也有重大區(qū)別。 在分析之前，需要明確一個概念，即“負(fù)載三相平衡”。在三相交流電系統(tǒng)中，負(fù)載三相平衡時，其三相電流相量和為零。但筆者以為，所謂“負(fù)載三相平衡”是一個理論概念，在實(shí)際的產(chǎn)品制造中，由于生產(chǎn)工藝、使用條件及電源品質(zhì)等因素的制約，理想的三相完全平衡的負(fù)載不大可能存在，其三相電流ia、ib、ic的相量和不為零而且很容易達(dá)到漏電保護(hù)器的動作電流值例如30mA。因此，“負(fù)載三相平衡”這個概念只具理論意義。本文以下談到三極、四極漏電保護(hù)器的應(yīng)用時與此相關(guān)。 首先二者的漏電動作原理相同。均是通過檢測穿過零序電流互感器的3根相線和1根N線的電流相量和是否達(dá)到漏電保護(hù)器的動作電流值來決定其是否脫扣。對于正常工作的三相四線配電系統(tǒng)，不論其所帶負(fù)載如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏電保護(hù)器不動作。一旦發(fā)生接地故障時，故障相有一部分電流經(jīng)故障點(diǎn)流入大地，此時零序電流互感器內(nèi)電流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN0，漏電保護(hù)器動作，切斷故障回路，從而保證人身安全。不同之處僅在于漏電保護(hù)器動作時，在切斷相線的同時是否切斷零線。因此，筆者以為，所謂的三極漏電保護(hù)器是一種“假三極”漏電保護(hù)器，其實(shí)質(zhì)與四極漏電保護(hù)器相同。 應(yīng)用時，正常情況下，若負(fù)載是Y形接法，不論三相平衡與否，其中性點(diǎn)與N線相連，則穿過零序電流互感器的相線及N線電流相量和為零，即ia+ib+ic=-iN，當(dāng)然沒有問題。但若負(fù)載是N形接法，由于負(fù)載無中性點(diǎn)，則漏電保護(hù)器的N線被懸空，iN=0。此時，只有負(fù)載三相平衡，即ia+ib+ic=0，才有ia+ib+ic+iN=0，保證漏電保護(hù)器不動作。但如前所述，“負(fù)載三相平衡”是一個理論概念，不具多少實(shí)際意義。因此漏電保護(hù)器均應(yīng)用于三相四線配電系統(tǒng)中，而不論其負(fù)載是否平衡。對無中性點(diǎn)的負(fù)載，則不可使用。 大不相同，穿過零序電流互感器的僅有3根相線，因此，它檢測的僅是三相電流的相量和。在正常的配電系統(tǒng)中，要使ia+ib+ic=0，只有以下2種情況： 1.三相四線配電系統(tǒng)中，負(fù)載三相平衡。此時，盡管系統(tǒng)的N線未穿過漏電保護(hù)器的零序電流互感器，但因ia+ib+ic=0，漏電保護(hù)器不動作。但亦如前述，這是一種理論狀態(tài)。 2.配電系統(tǒng)本身是三相三線制，不論其負(fù)載是否三相平衡，也不論負(fù)載是Y形接法或形接法，均有ia+ib+ic=0，漏電保護(hù)器不動作。圖3-a類型漏電保護(hù)器接三相三線負(fù)載時， 負(fù)載Y形接法及形接法的配電電路圖如圖4-a、b所示。 因此，三極漏電保護(hù)器更具實(shí)際意義的使用場合是前述的第2種情況，即應(yīng)用于三相三線的配電系統(tǒng)，負(fù)載對N線無要求。電動機(jī)便是此類負(fù)載之一，不論該電動機(jī)的繞組是Y形接法還是形接法。 漏電保護(hù)器的工作原理及應(yīng)用相同，不再贅述。 對民用建筑電氣設(shè)計(jì)而言，三極或四極漏電保護(hù)器的應(yīng)用是廣泛的。例如，按規(guī)范，在住宅樓單元進(jìn)線處要設(shè)300mA的漏電保護(hù)器，此時因配電系統(tǒng)為三相四線（未考慮PE線），我們只能選用類型的漏電保護(hù)器。若選用漏電保護(hù)器則可能使其無法正常工作。另一個應(yīng)用例子便是三相插座前端加裝漏電保護(hù)。此時，若僅為預(yù)留三相插座而不知其負(fù)載為何，情況便比較復(fù)雜。具體地說，若負(fù)載有中性線，則不可選用的漏電保護(hù)器。若負(fù)載無中性線，則只能選用的漏電保護(hù)器（此種情況下，我們?nèi)钥紤]實(shí)際三相負(fù)載不能滿足“三相平衡”的理論要求）。 綜上所述，三極、四極漏電保護(hù)器的正確使用應(yīng)建立在弄清漏電保護(hù)器本身的結(jié)構(gòu)，即N線是否穿過零序電流互感器與負(fù)載類型，即負(fù)載是否對中性線有要求的基礎(chǔ)上。筆者以為，三極漏電保護(hù)器應(yīng)定義為N線不穿過零序電流互感器，它應(yīng)用于三