电磁式漏电保护装置

2024-08-27

电磁式漏电保护装置（精选8篇）

电磁式漏电保护装置篇1

在低压配电系统安装漏电保护装置主要用来对人进行间接接触保护和对持续存在的接地故障电流引起的火灾危险提供保护。而电磁式漏电保护装置因工作稳定可靠、脱扣特性不受电网电压影响等诸多优点而被欧洲等发达国家以及国内高端客户选用。电磁式漏电保护装置的核心器件是电磁脱扣器,脱扣器的工作参数直接决定着漏电保护的特性,所以对脱扣器参数的检测就至关重要。

以电磁式漏电脱扣器为例,介绍脱扣器相关的检测项目和实现方法。

1 检测参数

1.1 脱扣器工作过程

电磁式漏电脱扣器由永久磁铁和软磁材料组成磁回路进行工作,磁回路中的衔铁依靠永久磁铁的磁性吸合在磁轭工作面上,在磁轭中有一脱扣线圈,脱扣线圈直接与漏电互感器二次输出相连,即漏电信号直接驱动脱扣器工作。脱扣器结构见图1。

在正常状态衔铁是吸合在磁轭工作面上的,如a)所示,当有漏电信号且达到预设值时,脱扣线圈产生的磁场抵消永久磁铁产生的吸合磁场而使衔铁释放,脱扣器工作如b)所示,序9带动机构使保护装置跳闸,切断故障电路,并且机构再使脱扣器复位,即推序9使脱扣器从b)状态回到a)状态。

电磁式脱扣器的动作特性曲线如图2所示。

在衔铁没有释放之前,弹簧拉力Fs是一个定值且保持不变,随着释放电流i的增加,衔铁的吸力不断变小,吸力Fe与释放电流i之间存在一函数关系,当衔铁吸力Fe变小到与弹簧拉力相等时,衔铁开始释放,随着衔铁的释放,衔铁与磁轭吸合面气隙不断增大,吸力Fe急剧变小直到0。

在释放电流i=0时,即没有漏电信号,各参数满足:Φ=Um/Rm。Φ为永久磁铁(序6)产生的磁通;Um为永久磁铁(序6)磁势;Rm为磁回路总磁阻。

Fe为永久磁铁(序6)对衔铁(序4)的吸力;S为导磁体(序3)截面积,即磁回路截面积;K为系数。

将Φ代入式(1)得:Fe=(K×Um×Pi)2/(5 0002×S),Pi为磁导系数,即1/Rm。

当释放电流i≠0时,即去磁线圈有去磁磁势,:I2×W2=Φi×li/(μi×S)。W2为线圈绕组匝数;Φi为去磁线圈内产生的交变磁通;li为去磁线圈磁路长度;μi为脱扣器导磁体的磁导率。永久磁铁的B、H值要发生变化(即工作点变化),吸力公式变为:

Pc为假想的直流(永久磁铁产生的)磁导系数;Pcm为由永久磁铁与去磁线圈交链的平均磁通及永久磁铁的磁势Um所决定的磁导系数;Pcc为去磁线圈的磁导系数。Pc、Pcm、Pcc分别为:

式中:Pm为永久磁铁的磁导系数;Pe2为衔铁与导磁体极面之间气隙的磁导系数;Pe1为永久磁铁与导磁体极面的磁导系数;Pe为漏磁导系数。

对于高灵敏的漏电保护装置,除要求互感器有良好的输出特性,脱扣器有足以使主开关跳闸的弹簧反力和一定的保持力之外,动作功率P要小。P=I22×ZL,ZL为线圈阻抗。脱扣器动作功率、线圈阻抗与线圈匝数的关系曲线如图3所示。

1.2 工作特性参数

从脱扣器工作过程中可以知道脱扣器工作时脱扣线圈的电流i是一个重要指标,吸力Fe与i之间存在函数关系,吸力Fe与弹簧拉力Fs相等时是衔铁释放的标志(即脱扣器动作),Fs是通过设计而确定的。

通过对脱扣器各参数相互关系的分析,建立数学模型,试图寻找到影响脱扣器工作的关键特征参数,从而得出哪些是设计参数,哪些是加工参数。对脱扣器生产厂家来说,当各设计参数设计确定之后,就要对加工参数以及因种种原因造成飘移的参数通过直接或间接的方法进行检测控制,以保证实际脱扣器工作状态没有偏离设计目标,以确保产品工作的稳定性和可靠性。

通过分析,列出以下工作特性参数:(1)最小脱扣功率Pmin;(2)去磁线圈直流电阻R;(3)工作点阻抗Z;(4)标准条件下最小动作功率Smin;(5)标准条件下最大动作功率Smax;(6)工作点动作电流i(I2)。

1.3 尺寸配合参数

从脱扣器工作过程的介绍中,可以知道,脱扣器衔铁释放时脱扣力(即弹簧拉力Fs)要能够推动漏电保护装置机构的锁扣,使机构解锁,达到断开主触头的目的,衔铁释放后进入下一个工作周期还需要机构的复位件让衔铁复位,使衔铁重新吸合于磁轭极面,这个即是脱扣器的复位力,这个复位力大小要合适,若复位力过大会造成衔铁工作面损伤,改变吸合工作面的状态,使脱扣器工作点漂移,造成漏电装置脱扣电流不稳定,并且会大大降低脱扣器的使用寿命,若复位力过小,又会造成衔铁复位失败,以致机构不能够正常再扣,出现“滑扣”故障,产品不能正常使用。

所以脱扣器配合参数除了安装配合尺寸以外还有力度之间的配合:(1)安装尺寸;(2)推杆行程s;(3)推力(推杆行程s=0.2 mm)Fu;(4)推力(推杆行程s=1.5 mm)Fi;(5)复位力Fr。

2 检测方法

通常对于脱扣器的工作参数需要使用专用检测设备测试,彼此相互独立,比如去磁线圈直流电阻和阻抗用电桥测量,脱扣功率用功率表测量,动作电流用电流表测量,对动作功率的范围按常规方法测试会很麻烦,因为需要对永久磁铁进行定量退磁,在退磁过程中测量相应参数,安装尺寸可以使用投影仪测量或者使用专用检测器具进行检测,推杆行程可以使用红外线检测方法确定,推力和复位力使用测力计配合专用夹具进行测量,对于衔铁吸合面状态使用脱扣器动作一致性测试仪进行检验。

按着传统的方法对脱扣器参数进行检测耗时耗力,需要很多检测设备,并且还要制作专用夹具、检具,需要浪费很多人工,对检测的结果也不方便统计、整理、分析,并且按着生产厂家实际情况也难以实行全数检查,抽查检测又给品质带来风险,不利于脱扣器质量的控制。

所以需要设计一套能够检测所有参数的装置,脱扣器的装夹、检测、退出全部实现自动化,检测项目以及结果全部由程序自动完成,并且几十个工位同时操作,这是国外公司对脱扣器检测的做法。

具体操作过程是:脱扣器装夹的过程就对安装尺寸进行检测,若尺寸不合格,装夹不能成功,脱扣器自动退出。在确定衔铁释放时,脱扣电流、推力、推杆行程参数就全部测出,在夹具使脱扣器复位时检测复位力。测试装置带自动充、退磁功能,能够定量充、退磁,以确定脱扣功率和动作功率的范围,在退磁调整到工作点状态时,测量线圈直流电阻和脱扣阻抗。

脱扣器的定量充退磁是整个检测系统的核心,工作特征参数大多与之相关,充退磁调整曲线如图4所示。

其工作原理是通过控制对大电容充放电,产生瞬间高压作用于一环形线圈,线圈产生足够强的磁场使脱扣器永久磁铁磁化,接着给线圈一个逐渐衰减的交流电压,对永久磁铁退磁,通过对衰减的交流电压大小的控制,达到定量退磁的目的。

整个充退磁过程通过软件由程序自动完成,通过计算得出各动作功率值,并将检测结果存入数据库。

通过多次对永久磁铁充退磁操作,达到“磁锻炼”的目的,以使永久磁铁的工作点稳定。

3 结语

通过对电磁式漏电脱扣器工作过程的分析,找出脱扣器各参数之间的相互关系,确立设计参数与加工参数,列出关键检测指标,介绍检测方法。

在确定了电磁式漏电脱扣器工作参数后,并对各参数进行检测,特别是对动作功率和磁回路工作面状态的检测,对确定脱扣器的工作点,以及对脱扣器工作状态的稳定性和可靠性至关重要,对提高国内电磁式漏电保护产品整体水平具有非常重要的实际意义。

电磁式漏电保护装置篇2

【关键词】漏电保护；改造；煤矿

1.济源科灵BKDZ-400型馈电开关漏电保护装置存在的缺陷

我矿井下变电所使用的低压分支馈电开关多数为济源科灵开关厂生产的 BKDZ-400（660/1140）型馈电开关。在漏电保护上采用当今普遍采用的选择性漏电保护原理，采用功率方向型原理制作的漏电保护。其电路原理图如图一。

图一

2.漏电保护装置的缺陷

但是在安装使用此类开关的过程中发现，开关的漏电保护装置在零序电压采样环节上存在着一些不足和隐患影响着开关的正常供电，主要有以下几点：

2.1漏电保护工作不稳定造成开关误动作，分开关无法实现选择性漏电保护

2.2零序电压采样模块发热严重，出现炸裂现象

2.3零序电压采样模块内二极管容易击穿造成主回路两相短路

零序电压采样装置主要由电阻和电容组成，并由环氧树脂封装在绝缘盒里（俗称封装块），正是这种封装设计导致部分开关不能起到正确的漏电保护功能。由于元件被环氧树脂封装，散热性能很差，元件在工作过程中产生的热量不能很好的散发出去,有过热现象,这就会导致元件的参数改变，在工作中发生漂移，最终使装置在采集零序电压上造成误差，保护不能准确的接收数据，使得开关误动作，造成停電事故。此装置由于发热严重还存在一个比较大的问题，就是有会爆裂的可能，我矿采区变电所就发生过几起由于此封装块发热严重结果在工作中炸裂，而引起短路故障，开关本体被严重烧毁。

3.创新改造

针对开关的这个问题我们翻书籍查资料，经过反复的研究设计和试验，决定使用三相电抗器取代原有的零序电压采样板来采集零序电压，在电路原理上这种做法也是可行的。电路原理图如图二。

图二

假设当线路中的一条支路K处发生漏电时，该支路由零序电压采样板型号：XHB-PF采集到零序电压U0，零序电流互感器采集零序电流I0。

根据漏电保护选线方程：Pr=U01I01cos(Φ+90°）

式中Pr为零序功率，U01分别为I01的模，Φ为零序电压和零序电流的相位差。对于非故障支路总有Pr<0，而对于故障电路则总有Pr>0，且故障支路的Pr的值较非故障支路要大的多，从而可以利用这一特性，可靠地判断出故障支路。

所以当某一支路有漏电时此时零序功率Pr为正，则保护器动作，断开故障电路，而其余零序功率为负的保护器不动作，具有很好的选择性。

我们把这个创新改造试用在了少数开关上，使用后效果很理想，三相电抗器工作状态稳定，工作中没有明显的发热现象，能够准确的采集线路的零序电压信号U0，起到了完善的选择性漏电保护，大大减小了因漏电而造成的停电事故范围，减小各用电负荷之间的相互影响，提高了井下供电系统的安全性和可靠性。而且三相电抗器结构简单，接线方便，容易更换。我们已与厂家联系，为存在问题的开关进行技术改造，将封装块逐步改装成三相电抗器。■

【参考文献】

［１］少学时,林平勇,高嵩.电工电子技术(第2版).高等教育出版社.2004.5.

电磁式漏电保护装置篇3

1 井下漏电保护装置技术原理分析

井下低压供电系统一般为总自动馈电开关、分支馈电开关及磁力启动器三级。根据煤矿低压电网的运行情况, 一般认为对低压配电网实行两级保护, 级数再增加将没有使用意义。实行分级保护的目的是从人身、设备安全和正常用电的角度出发, 既要保证可靠动作, 切断电源, 又要把这种动作跳闸造成的停电限制在最小范围内。

漏电保护器按其工作原理可分为电压动作型和电流动作型2种。目前, 煤矿井下常用的漏电保护装置主要有附加电源直流检测式漏电保护和零序电流、功率保护装置2种。总保护处安装附加直流电源保护, 无论系统发生对称性漏电还是非对称性漏电, 保护均能可靠动作。分支出口处安装零序电流保护, 作为横向选择性保护的主保护。

1.1 附加电源直流检测式漏电保护工作原理

主要负责总馈电开关至各分支馈电开关间电网的漏电保护, 以及各分支馈电开关漏电保护的后备保护, 其保护原理如图1所示。

图1中, L为三相电抗器, R为限流电阻, R1为取样电阻, C1为隔直电容, U为外加直流电源。附加直流电源所产生的电流为:

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式中, RL为三相电抗器每相线圈的直流电阻;RJ为接地电阻;r∑为三相电网对地总绝缘电阻。

通过测量取样电阻R1两端的电压U1, 可计算出电流值:

I=U1/R1 (2)

由式 (1) 、式 (2) 得出电网的对地绝缘值:

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由式 (3) 可实现对电网电路的连续监测。在发生漏电故障后, 当r达到装置设定的动作值时, 可迅速切除电源;当绝缘值均匀下降时, 可为实现漏电闭锁提供监测信号, 这是附加直流电源漏电保护原理的优点。应当指出的是, 附加直流电源漏电保护原理本身不具有选择性, 其与分支馈电开关间漏电保护的选择性只能通过延时来实现。

1.2 零序电流漏电保护装置工作原理

主要负责分支馈电开关电网的漏电保护, 其保护原理如图2所示。

r1—r4、C1—C4分别为线路L1—L3和馈电母线段的每相绝缘电阻和对地电容, 用集中参数表示;Rf为漏电故障点过渡电阻, 故障发生在电网L3相。

设漏电故障时电网的零序电压为U0, 规定电流从母线指向线路为正方向。则由图2可得到流过非故障支路L1, L2、馈电母线段出线路首端的零序电流分别为:

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而流过故障支路L3首端的零序电流则为:

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其中, C∑=C1+C2+C3+C4, 全电网一相对地电容之和;Ir=Ir1+Ir2+Ir4。

由式 (4) — (7) 及图2可知, 流过故障支路L3首端的零序电流分两部分:非故障支路绝缘电阻产生的有功电流之和-Ir, 其相位与零序电压差180°;非故障支路零序电容电流之和- (IC1+IC2+IC4) , 相位滞后于零序电压90°。而流过非故障支路首端的零序电流也包括两部分:本支路绝缘电阻产生的有功电流, 与零序电压同相位;本支路对地电容产生的容性电流, 相位超前零序电压90°。由于故障支路和非故障支路的零序无功电流分量方向相反, 故可实现选择性漏电保护。同时, 可以看出当线路发生三相平衡对地绝缘值下降时, 零序电流保护装置将无法实现保护功能。

2 井下漏电的原因分析

井下漏电从漏电性质上可分为集中性漏电和分散性漏电。造成井下漏电的根本原因有几个方面:①对电气、电缆的检查维护不细致, 操作使用不当造成的漏电。如:带电检修或搬迁电气设备;操作或检修不当造成的弧光接地或是物体遗留在设备内部造成接地;接线工艺差或错误, 内部导线绝缘破损及因维修错误导致安全间隙不够等造成的主回路与外壳相连等。②电缆在井下被压、砸、穿刺;过分弯曲使电缆外皮出现裂隙;运行中电缆盘圆或盘“8”字, 导致电缆发热, 绝缘老化, 绝缘性能下降。③用电设备、电缆闲置不用时不能定期升井检修或干燥, 导致设备、电缆受潮, 绝缘降低。④开关、电机等在淋水处, 从而受潮或进水, 使绝缘降低。⑤电气设备、电缆选择不合适, 造成长期过载而发热, 使其绝缘下降。⑥电缆或开关电器超过额定电压运行, 导致绝缘降低或被击穿。⑦电缆与设备在连接时, 由于接头不牢、喇叭嘴封堵不严以及接线压线板未压紧等原因, 使接头在运行中产生松脱而与外壳相连, 或因接头发热烧坏绝缘。⑧使用潜水泵排水的地点, 由于潜水泵绝缘降低而产生漏电。

3 发生漏电的危害

(1) 井下空气比较潮湿, 人体电阻相对较小, 一旦发生漏电, 通过人身的电流比正常时大, 不容易摆脱带电体, 造成触电伤亡的可能性增大。

(2) 井下多使用电雷管, 漏电产生的杂散电流, 有可能超前引爆电雷管, 引发事故。

(3) 接地点通过的电流为电容性电流, 其大小为原相对地电容电流的3倍。这种电容电流不易熄灭, 可能在接地点引起“弧光接地”, 周期性地熄灭和重新发生电弧, 能够引起瓦斯或煤尘爆炸。

(4) “弧光接地”的持续间歇电弧较危险, 可能引起线路的谐振现象而产生过电压, 损坏电气设备或发展成为相间短路, 使绝缘材料发热, 从而引发火灾等危险。

(5) 如发生单相对地漏电, 未接地两相对地电压升高到相电压的undefined倍, 即等于线电压, 对设备的绝缘也是一种考验。

4 井下漏电保护的技术措施

(1) 地面和井下变电所的高压馈电线路上必须设有选择性的单相接地保护;供移动变电站的高压馈电线路上必须装设有选择性动作的跳闸单相接地保护。

(2) 井下低压馈电线路上, 必须装设检漏保护装置, 或有选择性的漏电保护装置, 保证自动切断漏电馈电线路。为确保漏电保护装置可靠使用, 每天须对低压检漏装置的运行情况进行一次跳闸试验。

(3) 井下采区变电所或配电点引出的馈电线路上及低压电动机的控制开关, 必须装设漏电保护或漏电闭锁装置。

5 结语

煤矿生产主要在井下进行, 大部分使用电缆供电, 环境恶劣, 故障多, 电缆线路经常发生单相漏电或单相接地故障。设置完善的漏电保护, 采取切实可行的漏电保护措施, 可以提高井下供电的安全性和可靠性。我们对此要有充分的认识, 必须坚持不懈地使用“漏电保护装置”, 确保井下用电安全。

摘要：分析了井下低压电网漏电保护原理, 以及发生漏电的原因及危害, 阐述了漏电保护装置在井下供电安全中的重要性及其应用。

关键词：低压供电,漏电,保护装置,煤矿,电网

参考文献

[1]胡天禄.矿井电网的漏电保护[M].北京:煤炭工业出版社, 1987.

[2]煤炭工业部.煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与检修细则[M].北京:煤炭工业出版社, 1998.

浅析漏电保护装置安装运维管理篇4

关键词：低压配电系统,漏电保护装置,技术措施

农村低压配电系统装设漏电保护装置, 是用来防止发生人身触电伤亡事故的有效措施之一, 也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏的技术措施之一。漏电保护装置的正确选型、安装、使用和运行管理至关重要。

一、漏电保护开关配置

根据相关安装运行管理规范, 低压配电系统应采用电源中性点直接接地的220/380V三相四线制TN-S或TN-C-S系统。

配电系统应实行三级配电, 即配电柜或总配电箱、分配电箱、开关箱。

漏电保护装置也应按三级配置, 即一级 (配变总漏电保护) 配变总保护, 二级保护 (分支线路保护) , 三级保护 (终端分户保护) 。

二、漏电保护装置选型

漏电保护装置的选型应根据供电方式、使用目的、安装场所、电压等级、被控制回路的泄漏电流和用电设备的接触电阻等因素综合考虑。

(一) 根据供电方式来选择漏电保护装置

220V的电源供电的电气设备, 应选取二极二线式的漏电保护装置 (2P) ;三相三线制380V电源供电的电气设备, 应选用三极式漏电保护 (3P) ;三相四线制380V电源供电的电气设备, 或者单相与三相设备共用电路应选取用三极四线 (3P+N) 、四极四线式漏电保护装置 (4P) 。

(二) 根据使用场所选择漏电保护装置

在380/220V的低压配电系统中, 如果用电设备的金属外壳, 构架等容易被人触及, 同时这些用电设备又不能按照我国用电规程的要求使其接地电阻小于4欧姆或10欧姆, 除按上面介绍的间接接触保护要求在用电设备供电线路上安装漏电保护装置外, 还需根据不同的使用场所合理选择漏电动作电流, 在下列特殊场所应按其特点来选择漏电保器:安装在潮湿场所的电气设备, 应选用快速动作型漏电保护装置;安装在室外架空线路的室内电气设备应选用冲击不动作型漏电保护装置, 漏电保护装置的防护等级应与使用环境相适应;对于电源电压偏差较大以及在高温或特殊低温环境中的电气设备, 应选用电磁式漏电保护装置;安装在易燃、易爆或有腐蚀性气体环境中的漏电保护装置, 应根据有关标准选用特殊防护式漏电保护装置。

(三) 根据使用目的选择漏电保护装置

用于防止人身触电的漏电保护装置, 应根据直接接触保护和间接接触保护的不同要求来选用, 二者的技术参数是不同的。直接接触保护是防止人体直接接触带电导体而设置的保护装置, 如手持式电动工具、移动电器、家用电器插座回路和临时用电的拖动供电线路等, 使用时操作者经常与其发生接触, 容易发生带电导体与人体直接接触的触电事故。在漏电保护装置切断电源之前, 漏电保护装置不能限制触电电流, 它完全由导体的电压和人体的电阻决定, 为了尽量缩短人体的触电时间, 应优先选用额定漏电动作电流较小的快速动作型漏电保护装置。间接接触的漏电断路器用于间接接触保护的目的, 是在用电设备的绝缘损坏时, 防止其金属外壳出现危险的接触电压, 所以选择漏电保护装置时额定动作电流时, 应与设备的接触电阻和允许的接触电压联系起来考虑。

(四) 根据电路和用电设备的正常泄漏电流选择漏电保护装置

任何供电线路和用电设备其绝缘电阻不可能无穷大, 总是存在一定泄漏电流, 若漏电动作电流选得太小、漏电保护装置不能投入运行或经常破坏供电的可靠性, 所以为了保证断路器的供电可靠性和供电不间断, 应根据电路允许的泄漏电流选择漏电保护装置的额定动作电流值。

三、漏电保护装置的运行维护

由于漏电保护装置是关系到人身安全的重要设备, 应严格按照相关运行规范、规程的规定, 搞好日常运行维护和巡视工作, 发现问题应及时处理。

1) 运行维护人员应加强对漏电保护装置进行巡视检查, 检查的内容包括:检查配电线路的绝缘是否满足规范要求, 检查漏电保护装置接线接触是否良好, 有无放电痕迹;接地电阻是否在合格范围内;是否存在漏电保护装置拒动、误动等问题。

2) 漏电保护装置投入运行后, 应坚持每年对其进行一次普查, 普查的内容包括:测试漏电保护装置的漏电电流是否符合规定;测试电网和设备的绝缘电阻;测试中性点的漏电电流, 消除电网的各种漏电隐患;检查各种设备的连接有无松动和接触不良的现象。有问题应及时消除, 并应做好记录。

3) 运行维护人员应坚持每月对漏电保护装置试跳一次, 雷击或其他原因动作后, 应查明原因, 并对其进行实验, 不合格应及时更换。雷雨季节应增加实验次数, 停用的漏电保护装置应实验合格, 方可投入运行。

4) 严禁私自拆除漏电保护装置或强迫送电, 在保护范围内发生人身触电事故, 应检查保护动作情况, 分析保护拒动的原因, 在未调查清楚原因前, 不得拆除漏电保护装置。

四、漏电保护装置使用时应注意的问题

1) 禁止漏电保护装置的工作零线重复接地。漏电保护装置正常工作时, 流进开关的电流等于流出的电流, 此时电流维持平衡状态, 如果你增加了接地点, 就会造成漏电保护装置中的零线回流减小, 进出电流不平衡, 漏电保护装置就会判断为漏电, 就会跳闸。

2) 漏电保护装置适用于电源中性点直接接地或经过电阻、电抗接地的低压配电系统。对于电源中性点不接地的系统, 则不宜采用漏电保护装置。

3) 漏电保护装置保护线路的工作中性线N要通过零序电流互感器。否则, 在接通后, 就会有一个不平衡电流使漏电保护装置产生误动作。

4) 接零保护线 (PE) 不准通过零序电流互感器。因为保护线路 (PE) 通过零序电流互感器时, 漏电电流经PE保护线又回穿过零序电流互感器, 导致电流抵消, 而互感器上检测不出漏电电流值。在出现故障时, 造成漏电保护装置不动作, 起不到保护作用。

5) 漏电保护装置后面的工作中性线N与保护线 (PE) 不能合并为一体。如果二者合并为一体时, 当出现漏电故障或人体触电时, 漏电电流经由电流互感器回流, 造成漏电保护装置拒动。

6) 要提高工作零线的绝缘水平, 使零线和相线都具有较高的绝缘水平, 防止因零线漏电而误动。

7) 对于被保护范围内两线之间 (相线与相线、相线与中性线) 所引起的电击伤害或电气火灾事故, 漏电保护装置不起保护作用。

漏电保护装置安装和动作原因分析篇5

关键词：漏电保护装置,安装,动作,原因分析

1 漏电保护装置安装原则

有金属外壳的Ⅰ类移动式电气设备和手持电动工具、安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备、建筑施工工地的电气施工机械设备、临时性电气设备、宾馆等客房内的插座、触电危险性较大的民用建筑物内的插座、游泳池或浴池类场所的水中照明设备、安装在水中的供电线路和电气设备以及医院直接接触人体的电气医用设备(胸腔手术室的除外)等均应安装漏电保护装置。漏电保护装置的防护类型和安装方式要与电气设备的环境条件和使用条件相适应。

从防止电击的角度考虑,使用安全电压供电的电气设备、一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘结构的电气设备、使用隔离变压器供电的电气设备、在采用不接地的局部等电位联结措施的场所中使用的电气设备以及其他没有漏电危险和电击危险的电气设备可以不安装漏电保护装置。

装有漏电保护装置的电气线路和设备的泄漏电流必须控制在允许范围内,所选用漏电保护装置的额定不动作电流应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍。当电气线路或设备的泄漏电流大于允许值时,必须更换绝缘良好的电气线路或设备,当电气设备装有高灵敏度的漏电保护装置时,电气设备单独接地装置的接地电阻可适当放宽,但应将预期的接触电压限制在允许范围内。安装漏电保护装置的电动机及其他电气设备在正常运行时的绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。

安装漏电保护装置前,应仔细检查其外壳、铭牌、接线端子、试验按钮、合格证等是否完好。装设在进户线上的带有剩余电流动作保护的断路器,其室内外配线的绝缘电阻,晴天不应小于05MΩ,雨天不应小于0.08MΩ。配电变压器低压侧中性点的工作接地电阻,一般不应大于4Ω,但当配电变压器容量不大于100kVA时,接地电阻可不大于10Ω。绝缘电阻以及接地电阻这两项规定是保证配电系统安全运行及保护器能否正确动作所不可忽视的问题。

2 漏电保护装置的接线

漏电保护装置的接线必须正确。接线错误可能导致漏电保护装置误动作,也可能导致漏电保护装置拒动作。接线前应分清漏电保护装置的输入端和输出端、相线和零线,不得反接或错接。输入端与输出端接错时,电子式漏电保护装置的电子线路可能由于没有电源而不能正常工作。

组合式漏电保护装置控制回路的外部连接应使用铜导线,其截面积不应小于15mm2,连接线不宜过长。

保护器与刀闸一起安装,按电源进线是先入保护器还是先入刀闸来分,一般是两种连接方式。当采取进线先入刀闸方式时,经过刀闸中的相线和中性线两个保险熔丝,再接入保护器这种方式,就忽视了保护器前面刀闸中中性线熔丝熔断后,使保护器“自身电路”失去工作电源而不能动作的情况。此时如果相线熔丝并没有被熔断,各种电器虽然都停止工作,但刀闸以下线路仍然带电,形成“假象”停电。当用户动用电器或检查“假象”停电时,保护器因失电拒动极易发生触电。

在部分地区广泛使用熔丝做短路保护,经常发生只有中性线熔丝熔断的现象。家用保护器作为末端保护,因此失效不动作,不但存在严重的安全隐患,还会使总保护器或中间级保护器越级动作,引发大面积停电,造成较大经济损失。为使保护器发挥其应有的作用,特做如下建议:

(1)如果受安装场所、环境等条件的限制,或多户共用一个刀闸,户保护器的入线端只能取自刀闸的出线端时,必须将刀闸中的中性线熔丝拆除,用相同规格的导线替换中性线熔丝;

(2)应采取进线先入保护器后入刀闸的安装方式。此法能够防止因中性线熔丝熔断后,保护器失电的拒动问题,如经常发生停电“假象”,应按照中性线不准安装熔断器的技术要求,将中性线熔丝改用导线连接;

(3)有条件的用户不必使用刀闸,应选用具有漏电保护、过电流(短路)保护、过电压保护功能的“三合一”断路器。

3 保护器动作值的确定

首先,测量低压网络中的泄漏电流,测试步骤为:先将配电变压器中性点的接地线断开,在N线与PE线之间串入一个内阻较小的mA表,先送出一分路,其它分路停用,所测的不平衡泄漏电流为这一分路的泄漏电流,用这种方法测出其它分路泄漏电流以及低压网络总泄漏电流。需要注意的是,由于低压网络绝缘电阻值受气候影响变化幅度较大(指一年内的变化),现场实测值应给予修正后,才能作为动作电流值,即:

I△n=K×I0

式中

I1△n——剩余电流动作总保护器的动作电流值,mA;

I10——现场实测的不平衡泄漏电流,mA;

K——季节修正系数,非阴雨季节测量,K取30,阴雨季节测量,K取15。

这样确定的动作电流值,虽然能避免保护器的误动作,但也降低了保护功效,最好的办法是选用可调动作电流值的保护器。

4 误动作和拒动作原因分析

误动作是指线路或设备未发生预期的触电或漏电时漏电保护装置的动作;拒动作是指线路或设备已发生预期的触电或漏电时漏电保护装置拒动作。

4.1误动作。误动作的原因是多方面的,有来自线路方面的原因,也有来自保护器本身的原因。误动作的主要原匮及分析如下:

(1)接线错误。例如,在,TN系统中,如N线未与相线一起穿过保护器,一旦三相不平衡,保护器即发生误动作;保护器后方的零线与其他零线连接或接地,或保护器后方的相线与其他支路的同相相线连接,或负荷跨接在保护器电源侧和负载侧,接通负载时,也都可能造成保护器误动作。三极漏电保护器用于三相四线电路中,由于中性线中的正常工作电流不经过零序电流互感器,因此,只要启动单负载,保护器就会动作。此外,漏电保护器负载侧的中性线重复接地也会使正常的工作电流经接地点分流入地,造成保护器误动作。避免上述误动作的办法是:a.三相四线电路要使用四极保护器或使用三相动力线路和单睹分开,单独使用三极和两极的保护器;b.曾强中性线与地的绝缘;c.排除零序电流互感器下口中性线重复接地点。

(2)绝缘恶化。保护器后方一相或两相对地绝缘破坏,或对地绝缘不对称降低,都将产生不平衡的泄漏电流,导致保护器误动作。

(3)冲击过电压。迅速分断低压感性负载时,可能产生20倍额定电压的冲击过电压,冲击过电压将产生较大的不平衡冲击泄漏电流,导致快速型漏电保护装置误动作。解决办法如下;a.选用冲击电压不动作型保护器;b.用正反向阻断电压较高的(正反向阻断电压均大于1000V以上)可控硅取代较低的可控硅。c.用延时型保护器。

(4)护器质量低劣。由于零件质量或装配质量不高、降低了保护器的可靠性和稳定性,并导致误动作。

(5)剩余电流和电容电流引起的误动作。在一般情况下,三相对地电容差别不大,因此可以认为:三相对地形成的电流矢量和为零,保护器不会动作。如果开关电器各相合闸不同步,或因跳动等原因使各相对地电容不同等充电,就会导致保护器误动作。解决的办法是:a.尽可能减小导线的对地电容,如将导线布置远离地面;b.适当调大保护器的动作电流值;c.保护器尽可能靠近负载安装;d在无法避免电容电流的地方,应使用合闸同步性能良好的开关电器。

(6)变压器并联运行引起的误动作。电源变压器并联运行时,由于各电源变压器PE线阻抗大小不一致,因而供给负载的电流并不相等,其差值电流将经电源变压器工作接地线构成回路,并被零序电流互感器所检测,造成零序电流互感器误动作。

解决办法是:将并联的两台电源变压器的中性点先连起来后再接地。

42拒动作。拒动作比误动作少见,但拒动作造成的危险性比误动作大,拒动作的主要原因及分析如下:

(1)接线错误。用电设备外壳上的保护线(PE线)接入保护器将导致设备漏电时拒动作,安装接线错误多半发生在用户自行安装的分装式漏电保护器上,最常见的有:a.用户把三极漏电保护装置用于单相电路;b.把四极漏电保护装置用于三相电路中时,将设备的接地保护线(PE线)也作为一相接入漏电保护装置中;c.变压器中性点接地不实或断线。

(2)动作电流选择不当。保护器动作电流选择过大或整定过大将造成保护器的拒动作。

(3)自身的质量问题。产品质量低劣,互感器二次回路断路、脱扣元件沾粘等质量缺陷可造成保护器拒动作。若保护器投入使用不久或运行一段时间后发生拒动作,其原因大概有:a.电子线路板某点虚焊;b.零序电流互感器副边线圈断线;c.线路板上某个电子元件损坏;d脱扣线圈烧毁或断线;e.脱扣机构卡死。

(4)线路绝缘阻抗压低或线路太长。由于部分电击电流不沿配电网工作接地或保护器前方的绝缘阻抗而沿保护器后方的绝缘阻抗流经保护器返回电源,将导致保护器拒动作。

5 使用和维护

目前,配电网系统设三级漏电保护装置,一级是总保护器;二级是分路保护器;三级是进户保护器。三级保护的可靠运行,使配电网系统得到安全保证,使设备免受损坏,避免人身伤亡事故发生。但有些供用电单位存在着对保护器运行管理不规范,使漏电保护器拒动、误动越级跳闸等严重现象,有些甚至保护器已退出运行。根据运行经验及《剩余电流保护器的运行规程》,漏电保护装置在运行管理上应遵循以下原则:

(1)对运行中的保护器必须定期试验,雷雨季节更应增加试验次数,并把测试结果记录在档案。

(2)雷击或其他不明原因使保护器在运行中动作后,应作详细的检查。

(3)运行中的漏电保护装置外壳各部及其上部件、连接端子应保持清洁,完好无损。连接应牢固,端子不应变色。漏电保护开关操作手柄灵活、可靠。

(4)运行中漏电保护装置外壳胶木件最高温度不得超过65℃,外壳金属件最高温度不得超过55℃保护装置一次电路各部绝缘电阻不得低于1.5MΩ。

漏电保护装置在配电线路中的应用篇6

目前,在我国某些地区尤其农村地区用电量相对较小,还在大量使用10 A的漏电保护器(剩余电流保护器),农村家用漏电保护器安装场所约有76%。预期短路电流为300 A,而大于10 A的漏电保护器其额定接通分断能力在500 A左右。漏电保护器是一种非常有效的安全电器,在不少地区的用电规程上明确规定需安装漏电保护器。漏电保护器是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护器,漏电保护器虽然是一种终端保护器,但其应用最大、使用面广;若选用不当,会对人身安全及家用电器带来危险。

1 作用与分类

漏电电流动作保护器主要作用是对有危害人身触电进行保护,对于电器和用电器具发生其它接地漏电电流时为用电器具提供可靠的保护[1]。

1)按保护目的分为过载保护型、过载保护及短路保护型。过载保护及短路保护型是当线路发生过载故障时,过载电流使双金属片弯曲,推动断路器锁扣迅速切断电源。当线路发生短路故障时,短路电流通过断路器线圈吸动铁心,在铁心释放弹簧的作用下而断开,从而起到保护作用。

2)按动作时间分为快速型、延时型、反延时型。快速型是指漏电保护器在额定动作电流时,动作时间小于0.1 s的保护器。延时型是指漏电保护器在额定动作电流时,动作时间在0.2～1 s内。反延时型漏电保护器须满足下述动作电流-时间特性;在额定动作电流时动作时间为0.2～1 s;1.4倍额定动作电流时动作时间为0.1～0.5 s;4.4倍额定动作电流时动作时间小于0.05 s。

3)按结构分为电子式、电磁式。电子式它主要由零序电流互感器、脱扣器线圈、电子放大器、驱动元件和执行元件组成。电磁式它主要由零序电流互感器、电磁继电器、驱动元件和执行元件组成。

4)按灵敏度分为高灵敏度、中灵敏度。高灵敏漏电保护器是指额定动作电流小于30 mA的保护器。中灵敏度漏电保护器是指额定动作电流在30～100 m A的保护器。

2 选择性保护技术

在低压配电线路中,常要求选择性保护。所谓选择性保护是指线路中多种保护元件之间的适当分工。当线路发生漏电电流时、短路与过载故障时,选择线路中必须保护停电部分加以保护。以缩小故障影响的范围和最大限度地保护配电系统其它部分正常供电。

实现选择性保护,在技术上可采用多种保护措施来达到。如选用带漏电保护的断路器产品具有过电流保护的同时又增加过载与短路保护功能。当线路发生过载、短路时为了减小短路电流所造成的危害,要求漏电断路器尽快地切断电源。

也就是说不但要求保护器在线路过载时能延时动作,而且要求在线路发生短路时瞬时动作。这样大大提高了人身安全与用电器具安全。过电流保护当线路与用电器具发生漏电电流的情况下及时地切断线路[2]。

在选用漏电保护器时漏电保护器的动作电流、动作时间与额定分断能力是选择漏电保护器最重要的技术参数。从安全角度考虑动作电流越小越安全,但过小会使漏电保护器频繁的误动作影响器具的正常使用;过大又不安全,在选用时应根据用电产品的结构和使用条件来选择动作电流。如电器的绝缘性能较好使用场所与环境触电危险性较大的地方动作电流可选用高灵敏度、快速型漏电保护器,通常动作电流不应超过30 m A,不动作电流为15 m A。

动作时间(指从发生大于额定动作电流的接地电流时到回路切断线路的一段时间),显然越短越好一般在0.1 s时间内。它的额定分断能力是在保证漏电保护器不受任何损坏的前提下能分断最大短路电流,在选用时应计算出使用场所的最大短路电流,选用不当则在发生故障时不但不能分断故障电流,还会因保护器的分断能力小而导致漏电保护器烧坏。

3 使用场所选择及应用

在选用漏电保护器时可根据使用场所来选用;如保护器安装场所发生人触电事故时,能得到其他人的帮助及时脱离电源,则漏电保护装置的动作电流可以大于摆脱电流;如快速型保护装置,动作电流可按心室颤动电流选取。如果是前级保护,即分保护前面的总保护,动作电流可超过心室颤动电流。如果作业场所得不到其他人的帮助及时脱离电源,则漏电保护装置动作电流不应超过摆脱电流。在触电后可能导至严重二次事故的场合,应选用动作电流6 m A动作时间0.1 s的快速型漏电保护装置。为了保护儿童或病人,也可采用动作电流10 mA以下的快速型漏电保护装置。

对于Ⅰ类手持电动工具,应视其工作场所危险性的大小,安装动作电流10～30 mA的快速型漏电保护装置。选择动作电流还应考虑误动作的可能性。保护器应能避开线路不平衡的泄漏电流而不动作;还应在安装位置可能出现的电磁干扰下不误动作。选择动作电流还应考虑保护器制造的实际条件。

例如,由于纯电磁式产品的动作电流很难做到30 mA以下,而不应追求过高灵敏度的电磁式漏电保护装置。在多级保护的情况下,选择动作电流还应考虑多级保护选择性的需要,总保护宜装灵敏度较低的或有少许延时的漏电保护装置(动作时间0.3 s)。用于防止漏电火灾的漏电报警装置宜采用中灵敏度漏电保护装置。其动作电流可在30～100 mA内选择。连接室外架空线路的电气设备应装用冲击电压不动作型漏电保护装置。对于电动机,保护器应能躲过电动机的起动漏电电流(100 k W的电动机可达15 m A)而不动作。

保护器应有较好的平衡特性,以避免在数倍于额定电流的堵转电流的冲击下误动作。对于不允许停转的电动机应采用漏电报警方式,而不应采用漏电切断方式。对于照明线路,宜根据泄漏电流的大小和分布,采用分级保护的方式。支线上选用高灵敏度的保护器(30 mA,0.1s),干线上选用中灵敏度保护器(50 mA,0.2 s)。在建筑工地、金属构架上等触电危险性大的场合,Ⅰ类携带式设备或移动式设备应配用高灵敏度漏电保护装置(15 mA,0.1 s)。电热设备的绝缘电阻随着温度变化在很大的范围内波动。例如,聚乙烯绝缘材料60℃时的绝缘电阻仅为20℃时的数十分之一。因此,应按热态漏电状况选择保护器的动作电流。对于电焊机应考虑保护器的正常工作不受电焊的短时冲击电流、电流急剧的变化、电源电压的波动的影响。对高频焊机,保护器还应有良好的抗电磁干扰性能。

对于有非线性零件而产生高次谐波以及对有整流零件的设备,应采用零序电流互感器二次侧接有滤波电容的保护器,而且互感器铁心应选用剩磁低的软磁材料制成。漏电保护装置的极数应按线路特征选择。单相线路选用二极保护器,仅带三相负载的三相线路或三相设备可选用三极保护器,动力与照明合用的三相四线线路和三相照明线路必须选用四极保护器。漏电开关的额定电压、额定电流、分断能力等性能指标应与线路条件相适应。漏电保护装置的类型与供电线路、供电方式、系统接地类型和用电设备特征相适应。

4 漏电保护装置工作原理及结构

选用具有漏电保护装置断路器,对于线路中可能出现触电、漏电或接地故障时,产生故障电流可靠地切断电源,达到保护目的,避免事故的扩大。当没有触电、漏电或其它接地故障时,线路处于正常状态。穿过零序电流互感器的电流IL和IN大小相等,方向相反[1],即:

这样,在电流互感器ZCT铁心中所感应的磁通亦是互相抵消的,即:

在ZCT二次绕组中也没有感应电流产生,即没有信号输出。

一旦负载侧发生人身触电、接地故障或出现漏电严重的情况下,将有一个漏电电流IΔ从负载电器的带电体通过人体、故障部位流向大地,返回电源,这种接地故障电流导致被保护线路的相电流IL和中性线电流IN的相量和不等于零,而是IΔ。即:

当被保护线路未发生漏电故障时,零序电流互感器供电相线和中性线的电流相量和等于零,在二次绕组中没有感应电流产生,保护器处于正常,一旦被保护线路发生接地故障时,由于供电线路的相线和中性线的电流存在差值,此差值电流在零序电流互感器ZCT形成磁通。这样在次绕组感应出电流经电子放大器放大后触发可控硅KG,当可控硅导通时整流桥D1～D4输出电压至电磁脱扣器Z动作,脱扣器连杆推动断路器在0.1 s内切断电源从而起到保护如图1所示。

图1中零序电流互感器ZCT是漏电保护器的关键部件,当发生漏电时零序电流互感器要能准确地检测出故障电流信号(漏电电流),有较高的灵敏度和良好的平衡性能。

5 结语

低压配电系统的保护措施对低压配电系统的安全性、可靠性至关重要,选用具有漏电保护的断路器对线路出现故障时能及时地切断故障电源,也可防止由于接地故障引起的电气火灾,同时也能完成检测漏电电流,将漏电电流与基准值相比较,以及当漏电电流超过基准值时断开被保护线路等,因此漏电保护器应在家用电器中广泛应用与推广。

摘要：阐述了保护器和断路器分断保护的特点,介绍了漏电器的原理及应用,给出了选用参数及数据。此保护器也可在其它保护措施失效时提供直接接触的补充保护,为用电器具提供安全保障,因此漏电保护器应在家用电器中广泛应用与推广。

关键词：漏电保护器,断路器,动作电流,分断时间

参考文献

[1]杨其华,周铭.电器产品质量检验[M].北京:中国计量出版社,1998.

电磁式漏电保护装置篇7

选用漏电保护开关时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选定。

一是要根据使用目的来选择。用于防止人身触电事故的漏电保护装置, 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。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, 在漏电保护装置动作切断电源之前, 通过人体的触电电流和漏电保护装置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, 漏电保护装置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装置, 必须具有小于0.1S的快速动作性能, 或具有IEC漏电保护装置标准规定的反时限特性。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△n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△n的选择要求是:I△n≤U/R, 其中U为允许接触电压R为设备的接触电阻。一般对于额定电压为220V的固定式电气设备, 当用电设备金属外壳的接地电阻在500Ω以下时, 可选用30~50m A, 0.1s以内动作的漏电保护装置;当用电设备金属外壳的接地电阻在100Ω以下时, 可选用200~500m A的漏电保护装置;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。固定通信台站机房建设时必须有接地保护设施, 若没有接地保护设施, 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, 极易发生触电事故, 因此, 电气设备安装规程中规定, 必须在台站进户线的电能表后面, 安装动作电流为30m A和0.1S以内动作的高灵敏型漏电保护开关。

二是要根据使用场所来选择。固定通信台站有严格的防潮要求, 在给固定通信台站安装漏电保护装置时, 也要充分考虑人与台站内用电设备是否经常接触、用电设备是否是长期处在潮湿的环境中工作等因素。一般在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4Ω或10Ω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装置, 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。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15~30m A, 并能在0.1S内动作的漏电保护装置。

三是要根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择。漏电保护装置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, 漏电保护装置的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。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, 这里有可参照经验公式:对于我们台站常用电的单相电路来讲, 应I△n≥IH/2000。若固定通信台站还有三相动力线路及动力和照明混合线路时, 则应I△n≥IH/1000。 (其中:I△n为漏电保护开关装置动作电流, IH为电路的实际最大供电电流) 一般台站供电电路, 如果使用3A电能表的用户, 正常情况下泄漏电流约在1m A左右, 原则上, 若单相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的1/3000时, 我们应对电路进行检修。