本科生畢業(yè)論文-浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)系

本科生畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述與開(kāi)題報(bào)告題目中文M54133S電保護(hù)芯片的分析姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 專業(yè)年級(jí) 電子科學(xué)與技術(shù)0302所在學(xué)院 信息學(xué)院 提交日期2007.3.30 一、題目：M54133 漏電保護(hù)芯片的分析二、指導(dǎo)教師對(duì)文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告的具體內(nèi)容要求：文獻(xiàn)綜述要求在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，了解漏電保護(hù)器的應(yīng)用場(chǎng)合，國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，以及根據(jù)漏電保護(hù)器功能，動(dòng)作時(shí)間不同等的分類情況。對(duì)現(xiàn)有芯片應(yīng)用狀況進(jìn)行分析，找出優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題，對(duì)發(fā)展趨勢(shì)和研究方向作出基本推斷，闡明課題的研究?jī)r(jià)值。開(kāi)題報(bào)告要求分析漏電保護(hù)器的研究意義和背景，掌握分級(jí)保護(hù)的發(fā)展情況和不同級(jí)應(yīng)用范圍，通過(guò)M541335片的datasheet掌握芯片的管腳分布，了解功能模塊及互連關(guān)系，熟悉外圍電路和應(yīng)用波形。從集成電路工藝的角度出發(fā)，對(duì)版圖提取原理做簡(jiǎn)單介紹，并提出研究方案以及合理的進(jìn)度安排。指導(dǎo)教師（簽名）年月日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"、文獻(xiàn)綜述 3漏電保護(hù)器簡(jiǎn)介 3\o"CurrentDocument"漏電保護(hù)器分類 4根據(jù)動(dòng)作方式分 4根據(jù)剩余電流保護(hù)器的功能分 4根據(jù)剩余電流保護(hù)器的使用場(chǎng)合分 5根據(jù)剩余電流保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間分 5\o"CurrentDocument"國(guó)內(nèi)各種剩余電流保護(hù)器的性能及發(fā)展動(dòng)向 6家用及類似用途剩余電流斷路器 6剩余電流斷路器 6剩余電流繼電器 7\o"CurrentDocument"國(guó)外剩余電流保護(hù)器的發(fā)展動(dòng)向 7家用及類似用途剩余電流斷路器 7剩余電流斷路器 7\o"CurrentDocument"主要的問(wèn)題 8\o"CurrentDocument"二、開(kāi)題報(bào)告 10\o"CurrentDocument"漏電保護(hù)器研究意義 10\o"CurrentDocument"漏電保護(hù)器的分級(jí)保護(hù) 10M54133的功能介紹 11\o"CurrentDocument"版圖提取原理 15\o"CurrentDocument"研究方案 17\o"CurrentDocument"進(jìn)度安排 18\o"CurrentDocument"三、外文翻譯 19\o"CurrentDocument"四、參考文獻(xiàn) 27\o"CurrentDocument"五、翻譯原文 28一、文獻(xiàn)綜述漏電保護(hù)器簡(jiǎn)介隨著人們生活水平提高，電器設(shè)備迅速增加，由于漏電導(dǎo)致直接或間接觸電事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重危害了人們的健康，甚至威脅生命。在電網(wǎng)中安裝漏電保護(hù)器，可以預(yù)防人們用電中可能發(fā)生的觸電事故，保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)安全，具有十分重大的意義。國(guó)際電工委員會(huì)將漏電電流規(guī)定為剩余電流，其準(zhǔn)確的定義是：接地性故障電流。漏電保護(hù)器是當(dāng)人體的可能接觸的電壓值超過(guò)了安全值或人體的觸電電流及其他對(duì)地故障電流超過(guò)了允許值時(shí)，能夠自動(dòng)切斷電源以保障人身和設(shè)備安全的電子設(shè)備。漏電保護(hù)器的準(zhǔn)確名稱是：剩余電流動(dòng)作保護(hù)器 [1]。漏電保護(hù)器分類根據(jù)動(dòng)作方式分電磁式剩余電流保護(hù)器零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大，直接激勵(lì)剩余電流脫扣器，稱為電磁式剩余電流保護(hù)器，其動(dòng)作功能與線路電壓無(wú)關(guān)。電子式剩余電流保護(hù)器零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個(gè)電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過(guò)電子線路放大后再激勵(lì)剩余電流脫扣器，稱為電子式剩余電流保護(hù)器，其動(dòng)作功能與線路電壓有關(guān)。根據(jù)剩余電流保護(hù)器的功能分剩余電流斷路器剩余電流斷路器是檢測(cè)剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，使主電路觸頭斷開(kāi)的機(jī)械開(kāi)關(guān)電器。剩余電流斷路器帶有過(guò)載和短路保護(hù),有的剩余電流斷路器還可帶有過(guò)電壓保護(hù)。剩余電流繼電器剩余電流繼電器是檢測(cè)剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，發(fā)出一個(gè)機(jī)械開(kāi)閉信號(hào)使機(jī)械開(kāi)關(guān)電器脫扣或聲光報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警的電器。剩余電流繼電器常和交流接觸器或低壓斷路器組成剩余電流保護(hù)器，作為農(nóng)村低壓電網(wǎng)的總保護(hù)開(kāi)關(guān)或分支保護(hù)開(kāi)關(guān)使用。移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器是由插頭、剩余電流保護(hù)裝置和插座或接線裝置組成的電器，它包括剩余電流保護(hù)插頭、移動(dòng)式剩余電流保護(hù)插座、剩余電流保護(hù)插頭插座轉(zhuǎn)換器等，用來(lái)對(duì)移動(dòng)電器設(shè)備提供漏電保護(hù)。固定安裝的剩余電流保護(hù)插座由固定式插座和剩余電流保護(hù)裝置組成的電器，也可對(duì)移動(dòng)電器設(shè)備提供漏電保護(hù)。根據(jù)剩余電流保護(hù)器的使用場(chǎng)合分專業(yè)人員使用的剩余電流保護(hù)器這種剩余電流保護(hù)器一般額定電流比較大，作為配電裝置中主干線或分支線的保護(hù)開(kāi)關(guān)用，發(fā)生故障影響范圍比較大，要求由專業(yè)人員來(lái)安裝、使用和維護(hù)。剩余電流繼電器和大電流剩余電流斷路器屬于這種形式的剩余電流保護(hù)器。家用和類似用途的剩余電流保護(hù)器用于商用、辦公樓及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中的剩余電流保護(hù)器，一般額定電流比較小，作為終端電氣線路的漏電保護(hù)裝置，適合于非專業(yè)人員使用。主要是家用剩余電流斷路器和移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器。根據(jù)剩余電流保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間分一般型剩余電流保護(hù)器無(wú)故意延時(shí)的剩余電流保護(hù)器，主要作為分支線路和終端線路的漏電保護(hù)裝置。延時(shí)型剩余電流保護(hù)器專門(mén)設(shè)計(jì)的對(duì)某一剩余動(dòng)作電流值能達(dá)到一個(gè)預(yù)定的極限不動(dòng)作時(shí)間的剩余電流保護(hù)器。延時(shí)型剩余電流保護(hù)器主要作為主干線或分支線的保護(hù)裝置，可以與終端線路的保護(hù)裝置配合，達(dá)到選擇性保護(hù)的要求 [2]。國(guó)內(nèi)各種剩余電流保護(hù)器的性能及發(fā)展動(dòng)向家用及類似用途剩余電流斷路器家用及類似用途剩余電流斷路器可分為帶過(guò)電流保護(hù)和不帶過(guò)電流保護(hù)兩種，適合于非專業(yè)人員使用。主要使用在商店、辦公樓、飯店及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中，對(duì)低壓線路和用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器剩余電流保護(hù)附件和小型斷路器的拼裝可以在工廠完成，也可以在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，可以根據(jù)需要靈活地與小型斷路器組合安裝在配電箱中，特別適合于在終端電器配電箱及城鄉(xiāng)居民住宅配電箱中使用。不帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流動(dòng)作斷路器這其中有一部分是在80年代初期或中期開(kāi)發(fā)的額定電流為10A的專門(mén)用于民用住宅的產(chǎn)品隨著居民用電量的增加，市場(chǎng)在逐步萎縮。有些電子式家用剩余電流斷路器，制造廠為降低成本，采用分立式的電子元件，把有關(guān)的抗干擾線路和保護(hù)線路省掉，采用低價(jià)元件和材料組裝，成本降到10元左右或以下，使產(chǎn)品的可靠性、壽命及抗干擾性能極差，這種產(chǎn)品很難通過(guò)安全認(rèn)證。但因這種產(chǎn)品在有的時(shí)候通以剩余動(dòng)作電流還能動(dòng)作，容易對(duì)用戶產(chǎn)生誤導(dǎo)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中應(yīng)引起重視。隨著我國(guó)用電規(guī)范的完善和用電水平的提高，這類產(chǎn)品必將淘汰。剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，適合于專業(yè)人員使用?；旧隙际请娮邮降氖Ｓ嚯娏鲾嗦菲鳌＿@類產(chǎn)品額定電流較大，除了漏電保護(hù)外，還具有過(guò)載和短路保護(hù)，可作為工廠車間、農(nóng)村等配電裝置主干線、分支線的漏電和過(guò)載短路保護(hù)裝置。剩余電流繼電器包括一般型剩余電流繼電器，脈沖型剩余電流繼電器，鑒相鑒幅型剩余電流繼電器，智能剩余電流保護(hù)繼電器。此外還有移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器等 [3]。國(guó)外剩余電流保護(hù)器的發(fā)展動(dòng)向家用及類似用途剩余電流斷路器歐洲剩余電流保護(hù)器的發(fā)展以家用剩余電流斷路器為主，基本上都是電磁式剩余電流斷路器。歐洲不帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢(shì)是把二極和四極分成兩個(gè)殼體，使二極剩余電流斷路器的體積大為減小，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝方式，接線端子提供接線柱式接線和壓板式接線兩種方式，適用于安裝在配電箱中，可直接用標(biāo)準(zhǔn)母線排與其他電器連接。帶過(guò)電流保護(hù)的剩余電流斷路器近幾年的發(fā)展趨勢(shì)，由小型斷路器和剩余電流動(dòng)作保護(hù)附件組裝成剩余電流動(dòng)作斷路器，組裝方便靈活，尺寸模數(shù)化，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝方式，便于在配電箱內(nèi)安裝使用動(dòng)作時(shí)間除原有的一般型和 S型（選擇性型）外，還增加了 10ms的短延時(shí)特性。具有良好的抗誤動(dòng)作能力，可防止閉合泄漏電流較大的負(fù)載（例如電容性負(fù)載）時(shí)引起剩余電流斷路器誤動(dòng)作。剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，日本發(fā)展較快，以富土電機(jī)公司和三菱電機(jī)公司為代表，均為電子式剩余電流斷路器，其產(chǎn)品在世界上處于領(lǐng)先地位。日本的富士電機(jī)公司和三菱電機(jī)公司在 90年代推出了30?800A殼架電流等級(jí)的孿生式斷路器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：剩余電流斷路器和塑殼式斷路器外形尺寸和安裝尺寸完全相同，比較老產(chǎn)品體積縮小了30％。電壓范圍廣，可以在100V-240V-440V交流電壓范圍內(nèi)通用，能適合于在不同電壓等級(jí)的低壓網(wǎng)絡(luò)中使用。短路分?jǐn)嗄芰Ω?，例如富?HG403B系歹1」可達(dá)至ijAC415V65kA;三菱NV400-REP（歹可達(dá)至ij440V,125kA。止匕外，三菱的HE可口SEP系列產(chǎn)品還具有預(yù)報(bào)警功能，當(dāng)故障電流達(dá)到預(yù)定值的 50％時(shí)，預(yù)報(bào)警指示燈開(kāi)始閃爍進(jìn)行報(bào)警，閃爍頻率越高，表示事故越嚴(yán)重。預(yù)警指示可以告訴監(jiān)控人員及早采取措施，排除故障，保證供電的連續(xù)性。ABB公司在S1?S3系列塑殼斷路器上拼裝RC211RC212剩余電流脫扣器模塊組裝成剩余電流斷路器。剩余電流脫扣器模塊寬度與斷路器尺寸一樣，可以裝在塑殼斷路器后面（垂直式）或側(cè)面（水平式）。最大額定短路分?jǐn)嗄芰?5kA。剩余電流脫扣器結(jié)構(gòu)為電磁式，不需要任何輔助電源，能在 50?500V電壓正常工作。RC212型還有報(bào)警功能，當(dāng)剩余電流達(dá)到預(yù)定值的50%時(shí)，預(yù)報(bào)警信號(hào)燈就會(huì)閃爍報(bào)警；閃爍頻率隨剩余電流增加而增加，直至電流達(dá)到預(yù)定值時(shí)自動(dòng)切斷電路[4]。主要的問(wèn)題在低壓供、配電系統(tǒng)中為了要構(gòu)成一個(gè)合理完善的分級(jí)漏電保護(hù)網(wǎng)，在選用漏電保護(hù)器的動(dòng)作特性時(shí)除了要在額定漏電動(dòng)作電流的大小上進(jìn)行區(qū)分外，還必須在額定動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行區(qū)分， 這樣才能有效地避免各級(jí)漏電保護(hù)器發(fā)生同時(shí)動(dòng)作或越級(jí)動(dòng)作的誤動(dòng)作現(xiàn)象，從而保證整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，并確保運(yùn)行的可靠性和供電的連續(xù)性。 現(xiàn)在市場(chǎng)上生產(chǎn)漏電保護(hù)器的廠家上百家， 類型繁多，結(jié)構(gòu)不同，性能各異。在運(yùn)行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于三級(jí)保護(hù)器使用了多家產(chǎn)品，動(dòng)作電流值、分?jǐn)鄷r(shí)間難以上下匹配，誤動(dòng)現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。如對(duì)末、中級(jí)保護(hù)器作模擬試驗(yàn)時(shí)，引起總保護(hù)器動(dòng)作的現(xiàn)象常常發(fā)生，擴(kuò)大了停電范圍，影響了安全、可靠地供電，也給管理帶來(lái)很大麻煩。因此設(shè)計(jì)一種具有可編程的總級(jí)漏電保護(hù)器，擴(kuò)大其使用范圍，使其能夠適應(yīng)其它不同的中間級(jí)、末級(jí)漏電保護(hù)器，在動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間上實(shí)現(xiàn)合理匹配是十分有必要的。同時(shí)，由于現(xiàn)有許多總級(jí)漏電保護(hù)器產(chǎn)品在抗外界干擾性能不佳，經(jīng)常導(dǎo)致誤動(dòng)作，從而導(dǎo)致大范圍面積停電的嚴(yán)重后果，因此設(shè)計(jì)一套具有較強(qiáng)抗干擾能力、合理匹配的漏電保護(hù)器也是具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義的[5]二、開(kāi)題報(bào)告漏電保護(hù)器研究意義現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)和家庭生活中，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，幾乎處處離不開(kāi)電器。由于疏忽而造成的各類觸電事故嚴(yán)重危害了人們的健康甚至危及生命。保證用電安全，防止漏電引發(fā)的各類火災(zāi)，設(shè)備故障，人員傷亡成為不容忽視的問(wèn)題。國(guó)家住宅設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定：每棟住宅的總電源進(jìn)線斷路器應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。為此有必要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)防護(hù)設(shè)備，當(dāng)檢測(cè)到有危險(xiǎn)性的漏電流時(shí)可以自動(dòng)斷開(kāi)，保護(hù)人們的人身財(cái)產(chǎn)安全。市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛的總級(jí)漏電保護(hù)芯片的是日本三菱公司開(kāi)發(fā)的 M54133eGP片，它是一種具有延時(shí)功能的漏電開(kāi)關(guān)控制芯片， 具延時(shí)方式為R電時(shí)，即其延時(shí)時(shí)間大小是由外接的電容來(lái)控制，其總體功能和性能都比較優(yōu)良，因此我們有必要分析和借鑒它的優(yōu)點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和參考依據(jù)。另一方面，M541331十幾年前采用雙極工藝制造的， 靜態(tài)功耗偏高，不利于集成電路低功耗方向發(fā)展，采用RCS時(shí)不夠精確，容易造成不同保護(hù)級(jí)動(dòng)作時(shí)間的交叉，引起誤動(dòng)作，以及一些電路結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中的新情況，如缺少智能型的重合閘功能。我們可以通過(guò)電路提取分析，找出其中的不足，進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，完成新型設(shè)計(jì) [6]。漏電保護(hù)器的分級(jí)保護(hù)隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活用電的急劇增長(zhǎng)，對(duì)供電的可靠性、安全性的要求越來(lái)越高，要求漏電保護(hù)方式不能因一戶發(fā)生事故而造成部分或全網(wǎng)停電。合理的配置漏電保護(hù)器，是防止人身觸電傷亡事故和由漏電引起的電氣火災(zāi)及電器設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施，也是提高供電可靠性的重要手段。為此，漏電保護(hù)器必須合理的配置和科學(xué)的實(shí)施。現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的漏電保護(hù)器根據(jù)使用場(chǎng)合和指標(biāo)的不同，可分為總級(jí)保護(hù)，中間級(jí)保護(hù)和末級(jí)保護(hù)。漏電總級(jí)保護(hù)器應(yīng)配置在配變的低壓總電源側(cè)，是全網(wǎng)的總保護(hù)，它應(yīng)選用

電流型的漏電保護(hù)器，具漏電動(dòng)作電流值的選擇以防止間接接觸的觸電保護(hù)為主，并在躲過(guò)電網(wǎng)正常的漏電流的前提下盡量選小。漏電中級(jí)保護(hù)器應(yīng)設(shè)置在接戶線進(jìn)入集表箱的電源刀閘的負(fù)荷側(cè)。它是以防止套戶線至末級(jí)保護(hù)器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的，并作為末級(jí)保護(hù)器的后備保護(hù)。應(yīng)合理設(shè)定其額定漏電動(dòng)作電流值及動(dòng)作延時(shí)時(shí)間，以取得與上下級(jí)保護(hù)器的良好配合。漏電末級(jí)保護(hù)器應(yīng)裝置在進(jìn)戶線的電源側(cè)，電源進(jìn)線先接刀閘后接漏電保護(hù)器。用于家用電器、固定安裝電器、移動(dòng)式電器、攜帶式電器及臨時(shí)用電設(shè)備的漏電保護(hù)，是直接防止人身觸電的保護(hù)設(shè)備。合理設(shè)計(jì)三級(jí)保護(hù)器的動(dòng)作電流與動(dòng)作延時(shí)時(shí)間，使三級(jí)保護(hù)能夠科學(xué)地配合，是提高漏電保護(hù)器正確動(dòng)作率和投運(yùn)率的必要措施， 是提高供電安全性、可靠性的技術(shù)手段。我國(guó)大規(guī)模的低壓電網(wǎng)改造工程的實(shí)施，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重新規(guī)劃和布置，使電網(wǎng)的健康水平、供電能力和絕緣強(qiáng)度均得到大大提高，這為實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的漏電分級(jí)保護(hù)提供了物質(zhì)條件，實(shí)施低壓電網(wǎng)的三級(jí)保護(hù)，已成為電網(wǎng)改造的重要組成部分［7］。M54133的功能介紹M54133勺管腳分布如圖1所示，管腳功能介紹見(jiàn)表1GNDIREF\2GNDIREF\2VCC叵OFFC@TRC1叵TRC2叵DLYC[ZSCRT叵M54133FPCP回VS回OPf+到C1回OPI-12]C2訶OPAO詞ILKI回VREF圖1M54133管腳圖表1各管腳功能介紹模塊引腳號(hào)符號(hào)功能16Vs電源共用3Vcc內(nèi)部電路直流電壓外引腳（連接去耦電容）電路2IREF該引腳外接電阻器，為內(nèi)部相關(guān)電路設(shè)置基準(zhǔn)電流1GND接地運(yùn)算13OPI-該引腳為運(yùn)算放大器的輸入腳放大15OPI+運(yùn)算放大器另一輸入腳器14C1同13,15腳間接電容，防止噪聲引起的故障12C2在11與12腳間接電容器，防止出現(xiàn)反常振蕩11OPAO該引腳為運(yùn)算放大器的輸出端漏電9URef該引腳提供漏電檢測(cè)器的參考電壓電平,約 2.4V檢測(cè)10ILKI該引腳為漏電檢測(cè)輸入腳器及5TRC1該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度可控6TRC2該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度硅驅(qū)4OFFC該引腳連接復(fù)位電容，確定恢復(fù)時(shí)間。在設(shè)定的延動(dòng)電時(shí)保護(hù)時(shí)間內(nèi)漏電信號(hào)不再繼續(xù)時(shí)，或在到達(dá)設(shè)定路的延時(shí)保護(hù)時(shí)間而漏電信號(hào)繼續(xù)存在，并便可控硅觸發(fā)后，將使電路在預(yù)定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到起始狀態(tài)，控制TW3脈沖寬度7DLYC該引腳連接電容器，控制TW脈沖寬度，用于設(shè)置延時(shí)時(shí)間8SCRT該引腳為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出腳，用以觸發(fā)可控硅當(dāng)有漏電信號(hào)時(shí)，零序電流互感器（ZCT）次級(jí)輸出的漏電信號(hào)經(jīng)限壓、轉(zhuǎn)換后作為M54133勺輸入信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大后送到漏電檢測(cè)電路的輸入端。 當(dāng)經(jīng)放大的漏電信號(hào)達(dá)到規(guī)定值前，閂鎖電路的輸出一直保持低電平，漏電保護(hù)器不動(dòng)作；當(dāng)漏電電流大于規(guī)定值時(shí)，延時(shí)電路開(kāi)始工作，這時(shí)若漏電信號(hào)在小于設(shè)定的延時(shí)時(shí)間內(nèi)消失，則不輸出觸發(fā)信號(hào)，可控硅不導(dǎo)通，漏電保護(hù)器不動(dòng)作，并

且，延時(shí)電容上已經(jīng)充上的電量會(huì)很快被放掉，這樣，在下一次漏電信號(hào)到來(lái)時(shí)，延時(shí)電容又從零開(kāi)始充電，實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)延時(shí)功能，保證了延時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確性和延時(shí)保護(hù)的可靠性。延時(shí)電路開(kāi)始工作后，若漏電信號(hào)在設(shè)定的延時(shí)時(shí)間 （實(shí)際上是比設(shè)定的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)20ms）內(nèi)持續(xù)存在，則輸出觸發(fā)信號(hào)（在觸發(fā)信號(hào)結(jié)束時(shí)，延時(shí)電容放電），可控硅導(dǎo)通，脫扣線圈得電，漏電保護(hù)器動(dòng)作，切斷交流電源。一個(gè)典型應(yīng)用電路如圖2。T4門(mén)INF<3?MS4133FPGP-；'，J…山T4門(mén)INF<3?MS4133FPGP-；'，J…山-IH.LIfRIVE圖2M54133典型應(yīng)用圖下面分別介紹帶延時(shí)和不帶延時(shí)的工作波形。圖3所示是不帶延時(shí)白^工作波形。當(dāng)ILKI輸入端出現(xiàn)漏電信號(hào)時(shí)，負(fù)向電壓超過(guò)一定閾值，TRC也容開(kāi)始充電，經(jīng)過(guò)TW忖問(wèn)達(dá)到2.4V時(shí)，延時(shí)管腳輸出高電平，復(fù)位端變低電平，進(jìn)入漏電保護(hù)狀態(tài)。漏電輸入降到閾值以下時(shí)， TRC1腳開(kāi)始放電，復(fù)位端緩慢充電。若漏電壓正向超過(guò)閾值，會(huì)引起TRC卿充電，經(jīng)歷TW充電到2.4V時(shí)，復(fù)位端又完成清零，表示發(fā)現(xiàn)漏電，漏電波形降至峰值以下后，復(fù)位端又開(kāi)始緩慢充電。而第三次漏電負(fù)電壓超過(guò)規(guī)定值，使TRC充電到2.4V,這時(shí)已經(jīng)認(rèn)為是有效漏電信號(hào)，可控硅的觸發(fā)腳輸出高電平，實(shí)現(xiàn)跳閘功能，線路成功斷開(kāi)，漏電信號(hào)消失，TRC御就不會(huì)繼續(xù)充電上去，而是開(kāi)始放電，這時(shí)符合系統(tǒng)復(fù)位的條件，因此復(fù)位腳會(huì)一直充電，經(jīng)過(guò) TW到達(dá)2.4V,系統(tǒng)復(fù)位，觸發(fā)可控硅的信號(hào)隨之清零。而此前復(fù)位端雖然有兩次充電過(guò)程，但均在未到2.4V時(shí)再次清零，也就是在正常漏電保護(hù)狀態(tài)不會(huì)復(fù)位。這樣，從第一次發(fā)現(xiàn)超過(guò)規(guī)定值的漏電壓開(kāi)始到發(fā)出跳閘信號(hào)，正好經(jīng)歷一個(gè)漏電壓的周期，根據(jù)市電頻率50Hz馬知，為20ms其中相關(guān)的三個(gè)延時(shí)時(shí)間TW1TW2TW韻采用R電時(shí)實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)外接電容的大小來(lái)控制，需要在合理的范圍之內(nèi)。如TW和TW2設(shè)置太長(zhǎng)，會(huì)檢測(cè)不到超過(guò)指定值的漏電壓，而若tw3s置太短，不能保持足夠時(shí)間的觸發(fā)信號(hào)，就可能無(wú)法及時(shí)斷開(kāi)電路，造成嚴(yán)重后果。圖3不帶延時(shí)的工作波形在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，會(huì)有很多不理想的因素，如電網(wǎng)中會(huì)帶有許多諧波和噪聲，周圍設(shè)備可能產(chǎn)生的電磁輻射，雷雨天可能的雷擊，它們都會(huì)引入許多干擾和不可預(yù)料的因素，會(huì)影響漏電保護(hù)器工作的準(zhǔn)確度，甚至引起誤動(dòng)作。這對(duì)于正確功能實(shí)現(xiàn)是很大的挑戰(zhàn)。M54133勺解決方法就是使用帶有延時(shí)抗擾的策略，雖然這個(gè)功能可以由用戶外接元件的方式選擇是否使用， 在大多數(shù)場(chǎng)合還是建議的，以提高產(chǎn)品的可靠度。圖4所示是帶有延時(shí)的漏電保護(hù)工作波形，局部的工作方式與上面一致。我

們可以看到,DLY跳在第一次漏電超過(guò)一定值并不馬上變高電平, 而是延時(shí)充電,經(jīng)歷TW4寸間到達(dá)2.4V,如果漏電信號(hào)仍然繼續(xù)，表明不是短暫的干擾，而是確實(shí)發(fā)生漏電，在經(jīng)過(guò)一個(gè)周期20m6正式發(fā)出跳閘信號(hào)。其間，復(fù)位端的工作方式是一致的，在有漏電并正確跳閘時(shí)完成復(fù)位網(wǎng)圖4M54133帶延時(shí)的工作波形版圖提取原理集成電路工藝中的基本器件結(jié)構(gòu)如圖5所示圖5npn晶體管的結(jié)構(gòu)上面是npn晶體管的典型結(jié)構(gòu)，采用p襯底n外延和n+埋層，p+隔離從表面開(kāi)始與襯底相連作為器件隔離，n型外延層作為集電區(qū)，其上擴(kuò)散形成訓(xùn)作為基區(qū),基區(qū)中的n+T散形成發(fā)射區(qū)。集電區(qū)與基區(qū)擴(kuò)散出n+和p+區(qū)域，是為了與金屬相連時(shí)降低接觸電阻。截面圖與平面圖對(duì)照觀察，可以判斷從左到右的三個(gè)電極為C,B,E?？诳╬r nv口’ n□+ Mrtfli圖6橫向pnp晶體管的結(jié)構(gòu)橫向pnp的典型結(jié)構(gòu)如圖6。同樣采用p襯底n外延和n+埋層，兩邊的p+作為隔離，不同的是，n外延層做基區(qū)，外延中的兩個(gè)pF散區(qū)做集電區(qū)和發(fā)射區(qū)，并以p+注入降低接觸電阻，采用橫向結(jié)構(gòu)，比襯底pnp管更為常用。二極管2構(gòu)與npn晶體管類似，只要使用一個(gè)pn結(jié)，因此在n外延上做p擴(kuò)散和n+T散即可形成。止匕外，常用的器件還有電阻，可分為基區(qū)擴(kuò)散電阻，發(fā)射區(qū)擴(kuò)散電阻，外延火斷電阻等。圖7中以外延夾斷電阻為例，利用n-外延作為電阻，是只有兩個(gè)極的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，平面圖中很容易辨認(rèn)。版圖中制作大電阻時(shí)，為了節(jié)省面積，經(jīng)常采用環(huán)狀形式［9］。圖7外延夾斷電阻典型結(jié)構(gòu)由于電感電容很少用到，這里不再分析。研究方案大致分析管腳功能，區(qū)分主要模塊芯片的壓焊塊面積很大，可以根據(jù)周圍器件的連接關(guān)系判斷其功能，如電源和地線都很長(zhǎng)并出現(xiàn)在許多模塊，參考電源端一般都有穩(wěn)壓模塊。如果只是按照連線關(guān)系隨意提取，容易把不同模塊的電路混起來(lái)，不利于分析和仿真。所以，根據(jù)模塊間往往有明顯的隔離層的特點(diǎn)，可以有目的有計(jì)劃的各個(gè)擊破。版圖標(biāo)號(hào)在提取規(guī)模較大電路時(shí)，要對(duì)器件統(tǒng)一編號(hào)，以便后期的檢查和分析，而且全圖與去鋁圖及原理圖要編號(hào)一致，可以隨時(shí)對(duì)照和查找。這可以利用圖形編輯軟件實(shí)現(xiàn)。電路提取根據(jù)去鋁圖提取器件，根據(jù)全圖提取連線，將版圖對(duì)應(yīng)原理圖畫(huà)好。原理圖整理及功能分析這是整個(gè)提取工作最關(guān)鍵和復(fù)雜的一步。按照版圖位置畫(huà)好的原理圖只是單純的物理連接關(guān)系，沒(méi)有體現(xiàn)任何邏輯關(guān)系，需要合理布局和分析，得出所需的結(jié)論。電路仿真使用3um勺庫(kù)文件，利用cadence公司的Specture軟件進(jìn)行模塊仿真，以驗(yàn)證提取電路是否正確，如果得不到理想結(jié)果，需要從電路級(jí)和版圖級(jí)反復(fù)檢查和修改。模塊功能正確后，連成整體，添加必要的外圍電路，在漏電輸入端加模擬激勵(lì)信號(hào)，觀察漏電保護(hù)功能是否正確。進(jìn)度安排1-5周（2.26－3.30）：熟悉原理，完成文獻(xiàn)綜述，外文翻譯及開(kāi)題報(bào)告；6-8周（3.31－4.20）：版圖提取；9-12周（4.21－5.18）：分析模塊功能；13-14周（5.19－6.1）：仿真驗(yàn)證；15-16周（6.2－6.20）：準(zhǔn)備并完成畢業(yè)答辯。三、外文翻譯在電氣安裝中防止電擊和接地漏電的一些考慮AMGMintoPropertyServicesAgency，UK介紹本文評(píng)論了一些關(guān)于接地故障，漏電和電擊防護(hù)中的一些需求，以 50Hz，415V，3相和 240V，單相電氣安裝相關(guān)的防護(hù)器件應(yīng)用為例，尤其分別介紹了以人員保護(hù)為目標(biāo)的剩余電流器件，火災(zāi)防護(hù)和與 IEE連線規(guī)則要求一致的防護(hù)。本文主要應(yīng)用于TN-S,TN-C-S和TT電源系統(tǒng)，就像IEE連線規(guī)則的定義和術(shù)語(yǔ)描述那樣。在IEE連線規(guī)則中，包含了直接和間接的接地故障防護(hù)和其他相關(guān)器件的應(yīng)用。縮寫(xiě)本文中用到了如下縮寫(xiě)：接地故障環(huán)路阻抗：EFLI剩余電流器件： RCD基于漏電壓的漏電斷路器：FVD剩余工作電流： ROC防護(hù)導(dǎo)體：PC注意：1985年1月的IEE配線規(guī)則已刪除FVD但本文中仍在使用，因?yàn)橐恍┣闆r下是用到的。定義接觸電壓：一個(gè)人同時(shí)接觸到由于漏電而帶電的暴露導(dǎo)體和另一個(gè)暴露的導(dǎo)電部分或大地時(shí)所承受的電壓。直接接觸：人或牲畜與可能導(dǎo)致電擊的帶電物體接觸間接接觸：人或牲畜與可能導(dǎo)致電擊的由于失誤而帶電的物體接觸接地漏電防護(hù)的需要除了通常的過(guò)流防護(hù)以外，接地漏電防護(hù)還有三個(gè)原因：a,防止設(shè)備和電纜過(guò)熱，由于電流過(guò)小可能難以檢測(cè)或被過(guò)流保護(hù)電路忽略，如高阻抗漏電，高接地漏電環(huán)路阻抗。b.防止人員由于間接接觸受到電擊影響，如與由于接地漏電而帶電的設(shè)備和電纜的導(dǎo)電部分接觸。c．針對(duì)直接接觸給以附加防護(hù)，如在維護(hù)和儀器的診斷與測(cè)試中與暴露的帶電導(dǎo)體接觸，使用中與受損的設(shè)備和電纜接觸，包括移動(dòng)出工作區(qū)的與電源等電位的設(shè)備。注意：接地漏電防護(hù)不能作為直接接觸的唯一防護(hù)方法。電擊IEE配線規(guī)則指出：任何電壓超過(guò) 50V的交流和120V的直流系統(tǒng)都需要直接和間接接觸的防護(hù)措施，除了一些特殊的案例，如水下設(shè)備等。以下的電壓沒(méi)有危險(xiǎn)。IEC出版479(2)包括了電擊的影響和一系列15到100Hz交流的電流/時(shí)間曲線，定義了根據(jù)流過(guò)人體電流強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間確定的電擊幅度。電擊強(qiáng)度依次遞增的順序是：a.電擊反應(yīng)引起的不自覺(jué)動(dòng)作如跌落重物導(dǎo)致身體受傷b,不能脫離帶電導(dǎo)體和金屬物c.呼吸困難，如果人工呼吸不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致窒息d.心室顫動(dòng)，如果復(fù)蘇不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡更高電壓會(huì)引起其他反應(yīng)，本文中略去。IEE配線規(guī)則定義電擊是一種危險(xiǎn)的電流流過(guò)人體的病理生理反應(yīng)，因此不包括引起不適但沒(méi)有危險(xiǎn)的觸電感。實(shí)際上，電擊電流的危險(xiǎn)級(jí)別和持續(xù)時(shí)間對(duì)于正常情況的健康人和敏感 RCD的操作人員來(lái)說(shuō)，通常是持續(xù) 240ms的30mA對(duì)于高于30mA勺電流，可接受的持續(xù)時(shí)間相應(yīng)減少。直接和間接防護(hù)的方法規(guī)則412-1指出，直接防護(hù)可以有多種方法：a.帶電物體隔離b.使用屏障或隔欄c．使用障礙d.放在不可觸及地方在英國(guó)多數(shù)安裝隔離物防止直接接觸。規(guī)則413-2提出多種間接防護(hù)的方法：a.接地等電位和電源自動(dòng)斷開(kāi)（EEBADb.使用2類儀器或等效隔離c．不導(dǎo)電場(chǎng)所d.不接地的本地等電位連接e.電學(xué)隔離在英國(guó)大多數(shù)的安裝使用隔離作為直接接觸的防護(hù)方法，接地等電位連接和自動(dòng)電源斷開(kāi)作為間接接觸的防護(hù)方法。IEE配線規(guī)則的要求IEE連線規(guī)則與防止使用EEBAD電源系統(tǒng)電擊和接地漏電防護(hù)有關(guān)需求如下所述：413-1，寬泛地說(shuō)明了不引起危險(xiǎn)的接觸電壓的強(qiáng)度和時(shí)間；413-4，簡(jiǎn)單說(shuō)明要使 413-4成立，EFLI要達(dá)到：在漏電事件中，電路過(guò)流保護(hù)的斷開(kāi)時(shí)間在插座輸出電路中少于0.4秒，在固定設(shè)備電路中不超過(guò) 5秒；413-5,就是表41A1和41A2,顯示了使斷路時(shí)間滿足不同等級(jí)和過(guò)流保護(hù)器件的最大EFLI值。在TN*口TN-C-S系統(tǒng)中，很容易達(dá)到足夠低的 EFLI值，在所需的時(shí)候能允許充分大的漏電流在過(guò)流保護(hù)器件流過(guò)。然而，在 TT和IT系統(tǒng)中，EFLI值通常太高而不能滿足這個(gè)條件，當(dāng)大地代替 PC作為地漏電流的返回路徑，阻抗通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 TN-S和TN-C-S系統(tǒng)電路。413-6和471-14是說(shuō)，當(dāng)EFLI值太高阻礙過(guò)流保護(hù)器件達(dá)到需要的斷路次數(shù)時(shí)，可以使用漏電保護(hù)器件。RCDffiFVD都是允許的，但未來(lái)只允許使用RCD這些器件的特點(diǎn)是：RCD以歐姆計(jì)的EFLI與以安培計(jì)的ROC勺乘積不應(yīng)超過(guò)50FVD-EFLI（包括接地電極電阻和工彳^線圈電阻）不應(yīng)超過(guò)500歐姆這兩個(gè)要求的目標(biāo)是在漏電事件中把接觸電壓限制到 50V。e．413-4（i），允許在正常但具體條件下的插座接口電路中使用另一種方法來(lái)符合413-3。這種方法允許斷路時(shí)間增加到5秒，限制保護(hù)導(dǎo)電電阻的值在附表中的值以下。如果這些要求不能滿足，就不需要提供漏電保護(hù)。f.471-12和471-47,要求在特定的電路上使用RCD這種電路能在主工作區(qū)內(nèi)產(chǎn)生等電勢(shì)的連線，但能提供工作區(qū)外的能與接地人體接觸的可移動(dòng)設(shè)備。適用于32A及以下等級(jí)的插座接口支持或者通過(guò)可變的 32A及以下的電纜或連線的設(shè)備的插座類型仍存在質(zhì)疑?；诖四康?RCDB亥有不超過(guò)30mA勺R(shí)OC該規(guī)則也指出，EFLI值應(yīng)該滿足以下條件，對(duì)于提供固定設(shè)備和提供插座接口設(shè)備來(lái)說(shuō)，斷路時(shí)間不超過(guò) 0.4秒，盡管當(dāng)設(shè)備不由插座接口提供時(shí)RCD^不強(qiáng)制使用。471-13指出在家用和相似安裝的TT系統(tǒng)中，每個(gè)轉(zhuǎn)換接口電路應(yīng)當(dāng)被擁有不超過(guò)30mAROC勺R(shí)CD呆護(hù)。通過(guò)在每個(gè)終端電路或終端電路組輸送轉(zhuǎn)換接口使用RCDB可以最經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)，但是在某些情況下有理由為個(gè)人轉(zhuǎn)換接口提供防護(hù)。471-14指出，RCD&可以用來(lái)減小在其他保護(hù)措施失效情況下的直接接觸，如在有等級(jí)要求的ROC?過(guò)30mA^250mAROCH過(guò)40mST作時(shí)間引起的隔離失效。然而，RCD一定只能作為直接接觸防護(hù)主要方法的輔助手段，不能作為唯一方法。接地漏電防護(hù)器件的類型基于漏電壓的接地漏電斷路器FVD已經(jīng)使用了多年，但是像上面提到的，IEE配線規(guī)則不再包括這項(xiàng)，而只能應(yīng)用在RCD不能工作的新場(chǎng)合。它們的工作原理是，它們的工作線圈正常情況下是和 PC及接地端串聯(lián)起過(guò)壓延時(shí)作用的。當(dāng)暴露導(dǎo)體的電壓超過(guò)一定值（通常時(shí) 40V），工作線圈觸發(fā)電路斷路器。FVD的主要缺點(diǎn)是：a.如果來(lái)自或者前往工作線圈的PC沒(méi)有被隔離，線圈可能短路，引發(fā)器件不能工作。b．類似的，如果接地電極不在其他接地電極或偶然或有意的接地路徑影響區(qū)域內(nèi)，工作線圈可能被并聯(lián)引發(fā)器件失去靈敏度。c．其他附近電路或安裝的接地漏電有時(shí)會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤操作。剩余電流器件剩余電路器件有更高的可靠性和靈敏度，因而目前更受歡迎。它們的工作原理是，電路的主線和中性導(dǎo)線穿過(guò)累積電流變換器或個(gè)人冗余連接的電流變換器。變換器的輸出連接到無(wú)源RCD勺繼電器或者在電子或有放大功能RCD勺電子傳感單元，它們反過(guò)來(lái)連接到電路斷路器或接觸器。 在正常情況下，主線和中性線電流是平衡的，電流轉(zhuǎn)換器沒(méi)有輸出，但是當(dāng)在RCD勺負(fù)載端有接地漏電流時(shí)，由于接地漏電流流過(guò)電流轉(zhuǎn)換器，主線和中性線電流不再平衡，于是從電流轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)了小輸出電流，提供給繼電器或傳感器能量，引起電路斷路器或接觸器自動(dòng)斷開(kāi)。RCDT用于一些不同的形式：a.求和轉(zhuǎn)換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器在同一個(gè)場(chǎng)地b.求和轉(zhuǎn)換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器是單獨(dú)的單元或包含在不同的組合中。無(wú)源RCD!最簡(jiǎn)單便宜，通常適用于多數(shù)家用和一些小型的商用安裝中，但如下的缺點(diǎn)使它不適用于工業(yè)和大型的商業(yè)應(yīng)用：a.英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)4293(3)允許ROC勺0-50%勺容限，允許擁有正常如30mAROC的器件,這種器件能在漏電流只有 15mA時(shí)很好觸發(fā)，如由很少使用的炊具中礦質(zhì)隔熱元素引起的微小持續(xù)漏電流，浸沒(méi)式加熱器類似產(chǎn)品能引起更靈敏的RCD勺誤動(dòng)作。b．例如由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)引起的電流浪涌和電壓瞬變可能引起誤動(dòng)作。c.ROS隨著時(shí)間迅速增加，即使RCDM試鍵經(jīng)常操作，ROC勺增加不可忽略，導(dǎo)致器件本該工作時(shí)無(wú)法觸發(fā)。d.商業(yè)應(yīng)用的自包含RC改載電流限制在80Amps在電子式RCDK來(lái)自電流轉(zhuǎn)換器的剩余電流被密集電子放大器放大， 然后直接或通過(guò)中間繼電器觸發(fā)電路斷路器。它們沒(méi)有無(wú)源類型產(chǎn)品的缺點(diǎn)，尤其在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中，更大的負(fù)載，電流浪涌，電壓瞬變等都可能存在，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于誤動(dòng)作的影響更嚴(yán)重合操作精度更重要的場(chǎng)合，附加費(fèi)用也是值得的。為了能提供在建筑工地等惡劣環(huán)境的電擊防護(hù)，場(chǎng)地或裝置周圍的分配系統(tǒng)可能在系統(tǒng)的一些地方配備RCD在這種情況下，有必要為這些RCDC別對(duì)待，使它們不全為終接電路的接地漏電工作。這種區(qū)分只能由時(shí)間等級(jí)劃分，而不能由RCD勺電流等級(jí)劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)。為達(dá)到這個(gè)目的，電子式RCDT以包含各種特點(diǎn)的放大器，這可以使RC瞅得四種不同類型的工作時(shí)間特色，可以為系統(tǒng)的每一部分選擇合適的一種。這些不同的RC電可以應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，可用的時(shí)間特性如下：a.瞬態(tài)b.固定時(shí)間延遲c.可調(diào)時(shí)間延遲d.反向固定最小時(shí)間延遲電子式RCDfi可以用在無(wú)源RCES用有困難的家用場(chǎng)合，額外費(fèi)用也是合理的。盡管電子式RCDI前比相似類型的無(wú)源產(chǎn)品貴，差價(jià)在不斷減小。關(guān)于RCD必須強(qiáng)調(diào)的重要一點(diǎn)是，它們只提供導(dǎo)線與大地的直接或間接接觸，帶電暴露導(dǎo)體之間的接觸，外來(lái)導(dǎo)體和大地的接觸，并不提供導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與中性漏電間，導(dǎo)線之間直接接觸，導(dǎo)線與中性導(dǎo)體間的任何防護(hù)。家用設(shè)備中的RCDf口FVD除非特定場(chǎng)合，根據(jù)IEE配線規(guī)則，如果所需的斷路次數(shù)可以用過(guò)流保護(hù)器件達(dá)到，RCDF口FVD在家用設(shè)備中通常是不必要的。RCE?須應(yīng)用的場(chǎng)合有：a.在終端電路傳輸轉(zhuǎn)接接口， 32Amps或以下等級(jí)的，由如園藝設(shè)備的主等勢(shì)連線工作區(qū)外的可變電纜供電的設(shè)備。（參考規(guī)則471-12和471-47）b.在終端電路傳輸轉(zhuǎn)接接口的移動(dòng)的旅行隊(duì)。c.當(dāng)供電系統(tǒng)為T(mén)T時(shí)。當(dāng)電路的接地漏電環(huán)路阻抗太高而不能滿足要求的斷路次數(shù)時(shí)，也必須采用RCDRCD也可以隨設(shè)計(jì)者或消費(fèi)者的意愿安裝，來(lái)減小與其他保護(hù)措施失效的危險(xiǎn)性相關(guān)的直接或間接接觸風(fēng)險(xiǎn)，例如 PC的斷路，未授權(quán)的設(shè)備接口，隔離失效等。但這樣的設(shè)備不能作為防護(hù)直接接觸的唯一方法。它們也可以用來(lái)防護(hù)高電阻接地漏電，如果接地漏電流沒(méi)有大到觸發(fā)過(guò)流保護(hù)器件的話，這種漏電可能最終引發(fā)火災(zāi)。實(shí)際上，允許使用一個(gè)單個(gè)的RCD保護(hù)完整的設(shè)備，但是，由于規(guī)則允許RCDM有被EFLI除后高達(dá)50的ROC通常會(huì)選擇基于這種應(yīng)用的至少100mA300mA或更高的ROC來(lái)避免可能由整個(gè)設(shè)備聚集的持續(xù)接地漏電流引起的危害性觸發(fā)。如果有必要提供更靈敏的RCD作為其他保護(hù)形式的輔助方法， 更好地是保護(hù)單獨(dú)的終端電路或成組的終端電路；這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)最小化受觸發(fā)影響的終端電路數(shù)時(shí)，能提供更靈敏的保護(hù)。由于轉(zhuǎn)接口（0 .4秒）所要求的斷路時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固定設(shè)備，通常有必要用這種方法來(lái)保護(hù)終端電路傳輸轉(zhuǎn)接口；如果RCD應(yīng)用于照明電路，應(yīng)當(dāng)記得，如果它們觸發(fā)，可能引起比想要避免的危險(xiǎn)更可怕的情況，如更大的區(qū)域會(huì)陷入黑暗。當(dāng)在家用設(shè)備上使用RCD時(shí)，應(yīng)該注意，特定種類的器具，如包含有金屬外套和礦質(zhì)隔熱的炊具，浸沒(méi)式加熱器，在尚未使用或使用不久時(shí)，會(huì)在第一次打開(kāi)時(shí)由于潮濕的絕緣材料而通過(guò)持續(xù)高漏電流。這個(gè)漏電流很可能觸發(fā)RCD,尤其在RCD保護(hù)一個(gè)以上用具時(shí)。如果認(rèn)為有必要在炊具和浸沒(méi)式加熱器的終端電路使用RCD,更好的方法是單獨(dú)用RCD保護(hù)每個(gè)電路， 這些RCD包含有高于可能的持續(xù)漏電流的ROC,并且如果在一個(gè)設(shè)備上有一個(gè)主RCD,它的ROC應(yīng)當(dāng)高于所有持續(xù)漏電流的總和。用于家用設(shè)備的RCD在以下物理?xiàng)l件下也可以商用：a,寬松的，帶有圍欄，電纜末端等b.寬松的，但部分圍欄，帶有無(wú)末端的覆蓋和暴露帶電導(dǎo)體，適合裝上配電盤(pán)和其他圍欄c.裝在消費(fèi)者單元，配電盤(pán)等，保護(hù)所有外接端電路或作為分開(kāi)負(fù)載消費(fèi)單元的選擇性外接端電路d.合并在BS1363中的轉(zhuǎn)接口；e.合并在BS1363中的插入式器件或調(diào)整器如上面所說(shuō)，IEE配線規(guī)則不再包含F(xiàn)VD。它們?nèi)匀挥杏玫皇窃谕ǔ５募矣迷O(shè)備中。在商業(yè)和工業(yè)設(shè)備中RCD和FVD的應(yīng)用除了以上在家用環(huán)境中提到的RCD和FVD的幾點(diǎn)， 當(dāng)器件應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)環(huán)境，以下幾點(diǎn)也適用。如上所述，由于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，切換大負(fù)載等，商業(yè)，工業(yè)和相似設(shè)備比家用設(shè)備承受更多電網(wǎng)產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓。 而無(wú)源RCD容易受這些干擾觸發(fā)， 電子式集成了瞬態(tài)抑制，通常不會(huì)受影響。

ROC的范圍和電子式RCD的電流等級(jí)高于無(wú)源類型； 對(duì)于特定應(yīng)用的低于1—2mA的ROC也是可用的。 電子式RCD的ROC的更高精度也減小了大持續(xù)漏電流時(shí)的誤觸發(fā)。盡管IEE連線規(guī)則并不要求，通過(guò)30mARCD應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備終端電路上仍是提供漏電防護(hù)的明智考慮，那里到用具的最終連接是通過(guò)可變電纜，尤其當(dāng)連接點(diǎn)是一個(gè)轉(zhuǎn)接口盡管用具在主等勢(shì)線的工作區(qū)內(nèi)。這樣的原因是，在一個(gè)工業(yè)環(huán)境，損壞可變電纜并導(dǎo)致PC被破壞的風(fēng)險(xiǎn)增加。 作為一種附加的安全方法，下面提到的接地監(jiān)視也應(yīng)在最終連接處提供保護(hù)導(dǎo)體完整性的連續(xù)檢查。附加的花費(fèi)在存在附加危險(xiǎn)的情況下也是值得的，值得為RCD保護(hù)和接地監(jiān)視提供轉(zhuǎn)接口，因?yàn)樗鼈儧](méi)有一個(gè)能獨(dú)立承擔(dān)作為組合的完整檢查。 RCD不能獨(dú)立檢測(cè)PC中的斷路，如果一個(gè)儀器發(fā)生漏電，過(guò)流保護(hù)不會(huì)工作，RCD也不會(huì)觸發(fā)除非有人確實(shí)接觸了由于漏電而帶電設(shè)備的暴露導(dǎo)體或者暴露的帶電體。接地監(jiān)測(cè)本身能檢測(cè)連接用具可變電纜中PC是否斷路，但不能防止人員接觸暴露帶電導(dǎo)體或暴露帶電體。在一些情況下，持續(xù)漏電流太大會(huì)使敏感RCD不能使用，因?yàn)槁╇娏鲿?huì)使RCD直接觸發(fā)。這樣的持續(xù)漏電流發(fā)生在帶有電源線濾波器的電路，濾波器是為了電源電壓連續(xù)或?yàn)橥ㄐ藕陀?jì)算機(jī)電路提供電子安全。這些濾波器的電容電感[1011]網(wǎng)絡(luò)包括對(duì)地連接，會(huì)導(dǎo)致高達(dá)500mA勺地漏電流，或在一些情況下，1-2Amps[1011]或更高四、參考文獻(xiàn)[1]潘海峰，總級(jí)多功能漏電保護(hù)芯片的全定制設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.5,4—10頁(yè)。[2]付文，家用漏電保護(hù)器專用芯片設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），2006.6,1—3頁(yè)。[3]宋作貴，漏電保護(hù)器應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題，家庭電子，2005年9期。[4]張弘延，當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)低壓漏電保護(hù)技術(shù)狀況淺析，電氣工程應(yīng)用， 2006年3期。[5]周積剛，王云香，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的分類、性能參數(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，/Electricity/loudianbaohuqi/20060716734.html,2006.7。[6]朱建康，漏電保護(hù)專用集成電路 LW54133及其應(yīng)用，低壓電器，2006年4期，1—3頁(yè)。[7]李家賢，周文成，滕松林，農(nóng)村電網(wǎng)的漏電保護(hù)方式及其裝置的選擇，/Electricity/loudianbaohuqi/20060716734.html,2006.7。M54133datasheet,MITSUBISHI1998.8,pp.1—12。[9]郭維，IntegratedCircuitFabrication,浙江大學(xué)微電子所課件，2006.9,23-26MoA.M.GMINT。SomeAspectsofPrecautionsAgainstElectricShockandEarthFaultsinElectricalInstallations ,PropertyServicesAgency,UK1998.2,pp.1-6。G.BIEGELMEIERDiscrimination andNuisanceTrippingofResidualCurrent-OperatedDevicesinDomesticandOtherSimilarInstallations,CooperativeTestingInstituteforElectroTechnicalProductsLTD ,AUSTRIA1998.2,pp.1-8。

EARTHFAULTSINELECTRICALINSTALLATIONS五、翻譯原文EARTHFAULTSINELECTRICALINSTALLATIONSSOMEASPECTSOFPRECAUTIONSAGAINSTELECTRICSHOCKANDAMGMintoPropertyServicfisAgency.UKintroductionThispaperreviewssemeofthemanyandvariedrequir^m&htsrelatingloprotectionagainste^rthfaults-earthleakageandelectricshockinthedesignofintroductionThispaperreviewssemeofthemanyandvariedrequir^m&htsrelatingloprotectionagainste^rthfaults-earthleakageandelectricshockinthedesignofSOHZj415volts.3ph^seand240volts,singlephaseelectricalinstallationsto^cth^rwiththeappli"cationofrelevantprotectivedevices.Inparticular,itaistinguis-hesbetweentheapplicationofresidua】currentdevicestoprovidewhat工居commonlycalled"personnelprotection",protectionagainstcausingfiresandprotectiontocofnplyvithreguireraeni-s口ftheIEEWiringRegulations+ThepaperinalnlyappliestoTN-SPTN?C-5andTTpowersystemsasdefinedintheIEEKirinyEegulationsfl)andthedefinitionsandteren-inologythereinarcfollowed.Thereguire-nentsofthe1EEWiringRegulationswithretjardtoprotectionagainstdirectandindirectcontactrandtheapplicationofearthfaultprotectionandotherassociateddevicesarecovered,ABBREVIATIONSThefollowingabbreviationsareusedinthispapert日.toprotectequipraentandcablesfromoverheatingduetoearthfaultcutrentth已匕maynotbedetectedand/orclearedbyovercurrentprotectionherausethecurrenti&toosmalleqhighresistancefaultsrhighe^rthfaultltx)pimpedancesetcjtoprotectpersonnelagainsttheeffectsofelectricshockduetoindirectccntacx#.i電contactwithexposedconductivepartsafequipineintorcablesthathavebecomeliveduetoanearthfault;togivesupplen*eriti2ixyprotectionagainstdirectcontact,iecontactwithexposedrliveconductorsduringmaintenance,faultdiagnesisand/ortest!ngofequipmentrorrndarpa9edequipmentorcablesduringusetincludingportableequipnienLcutsidethezoneofffidinequipotentialbondingsuchdBgardenpo冒過(guò)rtoolsr(NotetEarthfaultprotectionmustnotbeusedaBthesolemeansofprotectionagainstdirectcontact.)Earthfaultloopimpedance：ResidualcarrentdevicesFaultvoltageoperatedearthieaksgecircuitbreaker；.Residualoperatingcurrent:Protectiveconduct口r；EFLIR€DFVUROCPCIKote；TheJanuary1985AmendmentsCOth#IEEWiringRcgulations(1)deletedFVDsfromth。RegulationsbuttheyareincludedinthispaperbecausetheyarestillapplicableinsenecircumBtances),[JEFI國(guó)二TIQNSTouchvoltagethevoltagetowhichapersofbir.aybesubjectedwhilesimultaneouslymcontactxWanexposedconductive-partwhichhasbeco-jne1ivcduetoanearthfaultandanotherexposedconductivepartorthegeneralmassof白&rth.DirectContactindirectCcntdctcontactofpersonaor1ivestockwithlivepartswhichma/resultinelectricshockTcontactofpersonsor1ivestockwith conductivepaEtsmadeLivebyafaultwhich.mayresult,inelectricshockrNEE口FOREAfiTHFMJLTPROTECTIONELECTRICSHOCKThe1EEWirmqRegulationestatesthatanysystemvoltagedbovo50VACor120VDCrequiresprotectionagainstdirectandindirecteoftt^aetamditthereforefollow號(hào)that.,exceptforcertainspecialcasessuch,asundtarwateretc,anylowervoltagesare'Considerednotlobedangerous.IECPublicdtion479(2)coverstheeffectsofelectricshock日ndincludes凸familyoftime/currentcurvesforACcurrents(15Hzto100Hz]whichdefineshockmagnitudeintermso￡mag-njLudeanddurstxtnofcurrentpasgmgthroughthebody.Thedangersfromelectricshockinascendingorderatmagnitudeare：muscularreactioneausin-ginvoluntarymoveniontwhichcouldleadtophysicalinjuryDyfalling,droppinghf>avyobjectsontootherpeopleetc;inabilitytoletgoofliveconductorsormetalwork;CmbreathingdifficultyleadingtosuffocationifartificialrespirationcannotbeappliedIntime:d.veiitricularfibrillation(irregularheartfunction)leadingtodeathifresuscito-tioncannotbeappliedintime.Highervoltagesalsoproduceothereffectsbutthesearenotcoveredinthispaper.Therearethreereasonswhyearchfaultprotectioninddditiontonormalcircuitover-currentprotectionmayberequiredLexoutletsratedatofaflexibleless.RCDsforoutletsratedatofaflexibleless.RCDsforTheIEEWiringRegulations(1)defineselectricshockasadangerouspathophysiologicaleffectresultingfronthepassageofelectriccurrentthroughthebodyand,therefore,doesnotincludetheshocksensationswhich,althoughextremelyuncomfortable,arenotdangerous.Inpractice,thedangerlevelsofelectricshockcurrentanddurationinnormalconditionsforareasonablyhealthypersonandtheoperatingcharacteristicsselectedforsensitiveRCDsareusuallyconsideredtobeintheregionof30mAfor240mSormore;forcurrentshigherthan30mAtheacceptabledurationbecomescorrespondinglyless.MEANSOFPROTECTIONAGAINSTDIRECTANDINDIRECTCONTACTRegulation412-1statesthatvariousmethodsofprotectionagainstdirectcontactthatmaybeemployed,icinsulationofliveparts;useofbarriersorenclosures;useofobstacles;placingoutofreach.IntheunitedKingdomthemajorityofinstallationsemployinsulationasthemeansofprotectionagainstdirectcontact.Regulation413-2statesthevariousmethodsofprotectionagainstindirectcontactwhichmaybeemployed,ieearthedequipotentialbondingandautomaticdisconnectionofsupply(EEBAD);useofClass2equipmentorequivalentinsulation;non-conductinglocation;earthfreelocalequipotentialbonding;electricalseparation.IntheUnitedKingdomthemajorityofinstallationsemployinsulationasthemeansofprotectionagainstdirectcontactandearthedequipotentialbondingandautomaticdisconnectionofsupplyasthemeansofprotectionagainstindirectcontact.THEREQUIREMENTSOFTHEIEEWIRINGREGULATIONSTherelevantrequirementsoftheIEEWiringRegulations(1)withregardtoprotectionagainstelectricshocicinpowersupplysystemsusingEEBADandtheuseofearthfaultprotectionaretobefoundmthefollowingregulations：a?413-1,whichbroadlystatesthattouchvoltagesshallbeofsuchmagnitudeanddurationnottoctusedanger;b.413-4,which,inbrief,statesthat413-4willbesatisfiediftheEFLIsaresuchthat,intheeven:ofearthfaults,disconnectiontimesforthecircuitovercurrentprotectiondonotexceed0.4secondsforsocketoutletcircuitsand5secondsforfixedequipmentcircuits;c?413-5,whichreferstoTables41A1and41A2whichshowthemaximumEFLIswhichwillenablethedisconnectiontimestobemetforvariousratingsandtypesofover-currentprotectivedevices.InTN-SandTN-C-SsystemsthereisusuallynodifficultyinachievingEFLIsthatarelowenoughtopermitasufficientlylargeearthfaultcurrenttooperatetheover-currentprotectivedeviceintherequiredtime.However,inTTandITsystemsEFLIsarcusuallytoohightopermitthisasthegeneralmassofearthitselfactsasthereturnpathfortheearthfaultcurrentinsteacofthePCsanditsresistanceisnormallymuchhigherthanthatofcircuitPCsinTN-SandTN-C-Ssystems.d.413-6end47174.whichstatethat,wherethevalueoftheEFLIpreventstheuseofovercurrentprotectivedevicestoachievetherequireddisconnectiontimesbecauseitistoohigh,earthfaultprotectivedevicesmaybeused(butseee.below).RCDsorFVDswerepermittedbut,infuture,onlyRCDsaretobeused.Thecharacteristicsofthesedevicesshouldbe：RCDs-theproductoftheEFLIinohnsandtheROCmamperesshouldnotexceed50FVDs-EFLI(includingtheearthelectroderesistanceandoperatingcoilresistance)shouldnotexceed500ohmstheobjectofboththeserequirementsbeingtolimittouchvoltageto50voltsintheeventofanearthfault.413?4(i).whichpermitsanalternativewayofcomplyingwith413-3forsocketoutletcircuitsundernormalbutspecificconditions(Appendix7).Thisalternativeistopermitthedisconnectiontiwetobeincreasedto5secondsandtolimittheprotectiveconductorresistancetovaluesgivenintablesintheappendix.Iftheserequirementscanbesatisfied,earthfaultprotectionneednotbeprovided(butseeRegulation471-12);471-12and471-47,whichrequiretheuseofRCDsoncertaintypesofcircuitswhichoriginatewithinazoneofmain,equipotentialbondingbutsupplyportableequipmentoutsidethezonethatcanbetouchedbyapersonincontactwiththegeneralmassofearth.Thetypesofsocketsinquestionarethoseforequipmentsuppliedbysocket32Aorlessorbymeanscableorcordof32AorthispurposeshouldhaveanROCnotexceeding30mA.TheRegulationalsostatesthattheEFLIshouldbesuchthatthedisconnectiontimedo@unotexceed0.4secondsforcircuitssupplyingfixedequipmentaswellasforthosesupplyingsocketoutletsalthoughRCDsarenotmandatoryiftheequipmentisnotsuppliedbyasocketoutlet.471-13,whichstatesthatinTTftystemsinhouseholdorsimilarinstallations,everysocketoutletcircuitshouldbeprotectedbyanRCDhavinganROCnotex-ccedirg30mA.ThiscanbeachievedmosteconomicallybyhavinganRCDoneachfinalcircuitfeedingsocketoutletsorongroupsofsuchfinalcircuitsbutprotectionforindividualsocketoutletsmaybejustifiableinsomecircumstances；thenoteto471-14saysthatRCDsmayalsobeusedtoreducetheriskfromdirectcontactinthecaseoffailureofotherprotectivemeasuressuchasfailureofinsulationinwhichcasetheratedROCshouldnotexceed30mAandtheoperatingtimeshouldnotexceed40msatanROCof250mA.However#RCDsmustonlybeusedasback-uptothemainmeansofprotectionagainstdirectcontact(ieinsula-tionibarriersetc)andnotasthesolemeans.TYPESOFEARTHFAULTPROTECTIVEDEVICESFaultVoltag。OperatedEarthLeakage町oakersFVDshavebeeninuseformanyyearsbut,asmentionedabove,theIEEWiringRegulationsnolongerincludesthemandtheyshouldonlybeusedinnewinstallationsifRCDscannotbeapplied.TheirprincipleofoperationisthattheiroperatingcoilisnormallyconnectedinseriesbetweenthePCandearthterminalandactsasanovervoltagerelay.Whenthevoltageonexposedconductivepartsexceedsacertainvalue(usuallyabout40volts),theoperatingcoi1tripsthecircuitbre