漏電保護器的應用淺析

1、漏電保護器的應用淺析本文對漏電保護器的工作原理做了介紹和分析,講述了漏電保護器在 TN 系統(tǒng)中的適用性,并對漏電保護的選用、安裝和運行做了闡述。關(guān)鍵字:漏電保護器 原理 選用 安裝 運行隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活電氣化水平的提高,人民群眾的生命和財 產(chǎn)安全也日益受到重視和保障, 因此在我國制訂了一系列國家標準對漏電電流 動作保護器選用、安裝、使用、檢測等作出了明確的規(guī)定。并國家建設法規(guī)中 制定了相應的安全保障條款:(2民用建筑電氣設計規(guī)范 JGJ/T16-92要求:家用電器回路宜采用額定漏 電動作電流為 30mA 的漏電保護器。 30mA 也是大家公認的,能有效防止人身 電擊事故的安全動作電

2、流值。(4低壓配電設計規(guī)范 GB50054-95將防火用漏電斷路器漏電保護整定值上 限定為 500mA ,一般選用額定漏電動作電流為 100mA 、 150mA 、 300mA 、 500mA 。下面就冠城中心項目對漏電保護器的應用進行簡單的分析。此工程配電接 地系統(tǒng)采用 TN C-S 系統(tǒng), 可加裝漏電保護器使之組合成為漏電報警監(jiān)控系統(tǒng)。 本工程的漏電報警系統(tǒng)采用分層分布設計,由酒店、商業(yè)樓、辦公樓三部分組 成, 整個工程只需要配置一臺漏電火災監(jiān)控設備 (主機 , 通過 CAN 總線接受 來自酒店、辦公、商業(yè)各層漏電保護器的漏電信號,以實現(xiàn)對整個冠城中心工 程的漏電電氣火災的監(jiān)控。一、 漏電

3、保護器的工作原理及作用電氣設備漏電時,將呈現(xiàn)異常的電流或電壓信號,漏電保護器通過檢測、 處理此異常電流或電壓信號, 促使執(zhí)行機構(gòu)動作。 我們把根據(jù)故障電流動作的 漏電保護器叫電流型漏電保護器, 根據(jù)故障電壓動作的漏電保護器叫電壓型漏 電保護器。由于電壓型漏電保護器結(jié)構(gòu)復雜,受外界干擾動作特性穩(wěn)定性差, 制造成本高, 現(xiàn)已基本淘汰。 目前國內(nèi)外漏電保護器的研究和應用均以電流型 漏電保護器為主導地位。電流動作型漏電保護器的工作原理 如圖 1所示。相線 L1、 L2、 L3和零線 N 均通過零序電流互感器 TAN ,作 為 TAN 的一次線圈。根據(jù)基爾霍夫第一定律 : I=O。正常情況下, 如果用電

4、 設備是三相平衡負荷,則一次電流的矢量和為零,即 Iu 十 Iv 十 Iw=O;如果 用電設備是單相負荷, 則一次電流的矢量和亦為零, 即 Iu 十 In =0、 Iv 十 In=O、 Iw 十 In=O, 在零序電流互感器流矢量電流 TAN 的鐵芯中的磁通矢量和也為零。 TAN 二次線圈無電流輸出,脫扣器 YA 不動作, RCD正常合閘運行。當設備發(fā) 生漏電或人身觸電時, 則故障電流 Id 經(jīng)過大地回到電源變壓器 TM 的中性點構(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 Iw+In0, TAN的二次側(cè)有剩余電流流過,電磁脫扣器 YA 中有電

5、流流 過,當電流達到整定值時,脫扣器 YA 動作,漏電開關(guān) RCD 掉閘,切斷故障電 路,從而起到保護作用。此工程選用漏電保護器是因為其在反應觸電和漏電保護方面具有高靈敏性 和動作快速性,這是其他保護電器,如熔斷器、自動開關(guān)等無法比擬的。自動 開關(guān)和熔斷器正常時要通過負荷電流, 他們的動作保護值要避越正常負荷電流 來整定, 因此他們的主要作用是用來切斷系統(tǒng)的相間短路故障。 而漏電保護器 是利用系統(tǒng)的剩余電流反應和動作, 正常運行時系統(tǒng)的剩余電流幾乎為零, 故 它的動作整定值可以整定得很小(一般為 mA 級 ,當系統(tǒng)發(fā)生人身觸電或設 備外殼帶電時, 出現(xiàn)較大的剩余電流, 漏電保護器則通過檢測和處

6、理這個剩余 電流后可靠地動作, 切斷電源。 漏電保護器是防止低壓配電系統(tǒng)中相線和電氣裝置的外露可導電部分(包括冷凍機組、生活泵房設備、消防泵房設備、敷設 管槽等 、裝置外可導電部分(包括水、暖管和建筑物構(gòu)架等以及大地之間 因絕緣損壞引起的電氣火災和電擊事故的有效措施。二、 漏電保護器在 TN 系統(tǒng)中的適用性TN 系統(tǒng)的電源中性點直接接地,并有中性線引出。按其保護線形式, TN 系統(tǒng)又分為:TN-C 系統(tǒng)、 TN-S 系統(tǒng)和 TN-C-S 系統(tǒng)三種,系統(tǒng)接地型式示意 圖如表 2所示:表 2TN 系統(tǒng)接地型式示意圖 1、 TN-C 系統(tǒng) (三相四線制 ,該系統(tǒng)的中性線 (N和保護線 (PE是合一的

7、,該線 又稱為保護中性線 (PEN線。它的優(yōu)點是節(jié)省了一條導線,但在三相負載不平 衡或保護中性線斷開時會使所有用電設備的金屬外殼都帶上危險電壓。 TN-C 系統(tǒng)干線上使用漏電保護器時,漏電保護器后面的所有重復接地必須拆 除,否則漏電開關(guān)合不上;而且,工作零線在任何情況下都不得斷開。所以, 實用中工作零線只能讓漏電保護器的電源側(cè)有重復接地。2、 TN-S 系統(tǒng) (三相五線制 ,該系統(tǒng)的 N 線和 PE 線是分開的。它的優(yōu)點是 PE 線在正常情況下沒有電流通過, 因此不會對接在 PE 線上的其他設備產(chǎn)生電 磁干擾。此外,由于 N 線與 PE 線分開, N 線斷開也不會影響 PE 線的保護作 用。T

8、N-S 系統(tǒng)可加裝漏電保護器, 但僅 N 線和相線可穿過漏電保護器零序電流 互感器。3、 TN-C-S 系統(tǒng) (三相四線與三相五線混合系統(tǒng) , 本工程供配電系統(tǒng)就是選用 TN-C-S 系統(tǒng),此系統(tǒng)中有一部分中性線和保護是合一的;而且一部分是分開 的。它兼有 TN-C 系統(tǒng)和 TN-S 系統(tǒng)的特點。TN-C-S 系統(tǒng)可加裝漏電保護器,但 PEN 和 PE 線不能穿過零序電流互感器。 在 TN-C 、 TN-S 和 TN-S-C 系統(tǒng)中,為確保 PE 線或 PEN 線安全可靠,除在電 源中性點進行工作接地外, 對 PE 線和 PEN 線還必須進行必要的重復接地。 PE 線 PEN 線上不允許裝設熔

9、斷器和開關(guān)。TN-S 系統(tǒng)中性線和 PE 線在是分開的,那么進入建筑物的時候,中性線不 能再接地(不能和 PE 線再連接 ,只能是 PE 線接地,那么就達不到 “ 總等電 位 ” 的作用, 危險電壓有可能通過中性線由室外傳進來, 和 PE 線存在危險電位 差。因此我們采用 TN-C-S ,在樓體進線處 PEN 接地,做等電位聯(lián)結(jié),那么就 算中性線因為室外故障電位升高,但建筑內(nèi) PE 線也同樣升高,所以不會有危 險電壓差。本工程 TN-C-S 系統(tǒng)自配電室后 PE 線與 N 線分開, 可以部分簡化接線, 降 低造價,又有 TN-S 系統(tǒng)的安全優(yōu)點。三、漏電保護器的選用在選用漏電保護裝置時我們充分

10、考慮到現(xiàn)場中各方面的因素 :1、 我們根據(jù)保護范圍、 人身設備安全和環(huán)境要求確定漏電保護器的電源電壓、 工作電流、漏電電流及動作時間等參數(shù)。2、在浴室內(nèi)、廣場水池、強電井等觸電危險性很大的場所,工程中選用高靈 敏度、快速型漏電保護裝置(動作電流不宜超過 10mA 。3、在安裝的場所發(fā)生人觸電事故時,能得到其他人的幫助及時脫離電源,則 漏電保護裝置的動作電流可以大于擺脫電流, 如地下一層、 首層、 二層商業(yè)區(qū); 在安裝的場所得不到其他人的幫助及時脫離電源, 則漏電保護裝置動作電流不 應超過擺脫電流,如地下室、庫房等人員稀少區(qū)域。4、在施工現(xiàn)場的電氣機械設備、暫時臨時線路的用電設備、金屬構(gòu)架上等觸

11、 電危險性大的場合, 類攜帶式設備或移動式設備我們配用高靈敏度漏電保護 裝置。5、工程正式電源采用漏電保護器做分級保,滿足上、下級開關(guān)動作的選擇性。 上一級漏電保護器的額定漏電電流不小于下一級漏電保護器的額定漏電電流, 這樣既可以靈敏地保護人身和設備安全, 又能避免越級跳閘, 縮小事故檢查范 圍。 安裝在電源端的漏電保護器采用的是低靈敏度延時型的漏電保護器。例如:對工程中照明線路,根據(jù)泄漏電流的大小和分布,采用分級保護的方式。 支線上選用高靈敏度的保護器,干線上選用中靈敏度保護器。6、酒店客房內(nèi)家用電器的插座都安裝了漏電保護器,且優(yōu)先選用額定漏電動 作電流不大于 30mA 快速動作的漏電保護器

12、。7、安裝在官場水池中的供電線路和設備以及潮濕及其他導電良好的場所,如 地下室生活泵房、消防泵房、冷凍泵房等場所,都加裝漏電保護器進行保護。8、 漏電保護器作為直接接觸防護的補充保護時 (不能作為唯一的直接接觸保 護 ,我們選用高靈敏度、快速動作型漏電保護器。一般環(huán)境選擇動作電流不超過 30mA ,動作時間不超過 0.1s. ,這兩個參數(shù)保證 了我們建筑內(nèi)人體如果觸電時,不會使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險效應。在觸電后可能導致二次事故的場合,我們選用額定動作電流為 6mA 的漏電保 護器。9、對特殊環(huán)境負荷和場所應按其特點選用漏電保護器,如:我們對發(fā)生漏電切斷電源時,會造成事故和重大經(jīng)濟損失的電氣

13、裝置或場所, 安裝了報警式漏電保護器, 例如本工程中的:公共場所的通道照明、 應急照明, 消防設備的電源,用于防盜報警的電源等,應選用報警式漏電保護器接通聲、 光報警信號,通知管理人員及時處理故障。10、 在選擇漏電保護器的額定動作電流時, 我們充分考慮到被保護線路和設備 可能發(fā)生的正常泄漏電流值, 必要時我們現(xiàn)場通過實際測量取得被保護線路或 設備的泄漏電流值。 選擇的漏電保護器的額定漏電不動作電流, 應不小于電氣 線路和設備的正常泄漏電流的最大值的 2倍。11、選擇漏電保護器的動作電流時我們還考慮了已下幾點 :(1誤動作的可能 性。 保護器能避開線路中不平衡的泄漏電流而不動作; 還能在安裝位

14、置可能出 現(xiàn)的電磁干擾下不誤動作。 (2選擇動作電流保護器制造的實際條件。例如, 由于純電磁式產(chǎn)品的動作電流很難做到 40mA 以下而不去追求過高靈敏度的 電磁式漏電保護裝置。 (3 在多級保護的情況下, 選擇動作電流采用多級保護, 總漏電保護裝靈敏度較低的或有少許延時的漏電保護裝置。四、漏電保護器的安裝我們在施工過程中除了遵守常規(guī)的電氣設備安裝規(guī)程外, 并結(jié)合施工現(xiàn)場 過程中出現(xiàn)的問題總結(jié)如下幾點:1、漏電保護裝置的安裝嚴格符合有關(guān)標準和生產(chǎn)廠產(chǎn)品說明書的要求。2、漏電保護裝置的安裝時充分考慮到了供電方式、供電電壓、系統(tǒng)接地形式 及保護方式的作用。3漏電保護裝置在不同的系統(tǒng)接地型式中應正確接

15、線。單相、三相三線、三相 四線供電系統(tǒng)中的正確接線方式如表 3所示表 3漏電保護裝置接線方式級別 接地型式 單相（單級或雙極） 三相 三線（三極） 四線（三極或四極） TN-C TN TN-S TN-C-S 注 1：L1、L2、L3 為相線；N 為中性線；PE 為保護線；PEN 為中性線和保護線 合一；為單相或三相電氣設備；為單相照明設備；RCD 為漏電電流保護裝 置。 注 2：單相負載或三相負載在不同的接地保護系統(tǒng)中的接線方式圖中，左側(cè)設 備為未裝有漏電電流保護裝置；中間和右側(cè)為裝用漏電電流保護裝置的接線 圖。 3、標有電源側(cè)和負荷側(cè)的漏電保護器確保不接反。如果接反，會導致漏電保 護器的脫扣

16、線圈無法隨電源切斷而斷電，以致長時間通電而燒毀。 3. 安裝漏電保護器后嚴格執(zhí)行不拆除或放棄原有的安全防護措施，我們將漏 電保護器作為電氣安全防護系統(tǒng)中的附加保護措施。 4、漏電保護器安裝時嚴格區(qū)分中性線和保護線(設備外殼接地線。漏電保護 器的中性線接入漏電保護回路，接零保護線接入漏電保護器的中性線電源側(cè)， 確保不接至負荷側(cè)， 經(jīng)過漏電保護器后的中性線不接設備外露部分， 保護線(設 備外殼接地線單獨接地。 6. 采用漏電保護器的支路，其工作零線只能作為本回路的零線，禁止與其他 接觸電擊事故不能保護，因為所有的設備都是接在零線與相線之間、相線與相 線之間的根本就無法區(qū)分是流經(jīng)設備的正常電流還是促使發(fā)生故障的電流； 2、漏電保護裝置以前的（零序互感器以前）線路