漏電保護器的基本原理分析

一、基本原理分析

在了解觸電保護器的主要原理前，有必要先了解一下什么是觸電。

觸電指的是電流通過人體而引起的傷害。當人手觸摸電線并形成一個電流回路的時候，人身上就有電流通過；當電流的大小足夠大的時候，就能夠被人感覺到以至于形成危害。當觸電已經發生的時候，就要求在最短的時間內切除電流，比如說，如果通過人的電流是50毫安的時候，就要求在1秒內切斷電流，如果是500毫安的電流通過人體，那么時間限制是0.1 秒。

如圖是簡單的漏電保護裝置的原理圖。從圖中可以看到漏電保護裝置安裝在電源線進戶處，也就是電度表的附近，接在電度表的輸出端即用戶端側。圖中把所有的家用電器用一個電阻RL替代，用RN替代接觸者的人體電阻。

圖中的CT表示“電流互感器”，它是利用互感原理測量交流電流用的，所以叫“互感器”，實際上是一個變壓器。它的原邊線圈是進戶的交流線，把兩根線當作一根線并起來構成原邊線圈。副邊線圈則接到“舌簧繼電器”SH的線圈上。

所謂的“舌簧繼電器”就是在舌簧管外面繞上線圈，當線圈里通電的時候，電流產生的磁場使得舌簧管里面的簧片電極吸合，來接通外電路。線圈斷電后簧片釋放，外電路斷開?？偠灾?，這是一個小巧的繼電器。

原理圖中開關DZ不是普通的開關，它是一個帶有彈簧的開關，當人克服彈簧力把它合上以后，要用特殊的鉤子扣住它才能夠保證處于通的狀態；否則一松手就又斷了。

舌簧繼電器的簧片電極接在“脫扣線圈”TQ電路里。脫扣線圈是個電磁鐵的線圈，通過電流就產生吸引力，這個吸引力足以使上面說的鉤子解脫，使得DZ立刻斷開。因為DZ就串在用戶總電線的火線上，所以脫了扣就斷了電，觸電的人就得救了。

不過，漏電保護器之所以可以保護人，首先它要“意識”到人觸了電。那么漏電保護器是怎樣知道人觸電了呢？從圖中可以看出，如果沒有觸電的話，電源來的兩根線里的電流肯定在任何時刻都是一樣大的，方向相反。因此CT的原邊線圈里的磁通完全地消失，副邊線圈沒有輸出。如果有人觸電，相當于火線上有經過電阻，這樣就能夠連鎖導致副邊上有電流輸出，這個輸出就能夠使得SH的觸電吸合，從而使脫扣線圈得電，把鉤子吸開，開關DZ斷開，從而起到了保護的作用。

值得注意的是，一旦脫了扣，即使脫扣線圈TQ里的電流消失也不會自行把DZ重新接通。因為沒人幫它合上是無法恢復供電的。觸電者離開，經檢查無隱患后想再用電，需把DZ合上使其重新扣住，便恢復了供電。

以上就是觸電保護器的主要原理，但是就是有了觸電保護器，也不能認為是萬無一失了，用電依然應該注意安全。

二、開關原理圖

圖中L為電磁鐵線圈，漏電時可驅動閘刀開關K1斷開，每個橋臂用兩只1N4007串聯可提高耐壓。R3、R4阻值很大，所以K1合上時，流經L的電流很小，不足以造成K1斷開。R3、R4為可控硅T1、T2的均壓電阻，可以降低對可控硅的耐壓要求。K2為試驗按鈕，起模擬漏電的作用。按壓試驗按鈕K2，K2接通，相當于外線火線對地有漏電，這樣，穿過磁環的三相電源線和零線的電流的矢量和不為零，磁環上的檢測線圈的a、b兩端就有感應電壓輸出，此電壓立即觸發T2導通。由于C2預先有一定電壓，T2導通后，C2便經R6、R5、T2放電，使R5上產生電壓觸發T1導通。T1、T2導通后，流經L的電流增大，使電磁鐵動作，驅動開關K1斷開，試驗按鈕的作用是隨時可檢查本裝置功能是否完好。用電設備漏電引起電磁鐵動作的原理與此相同。R1為壓敏電阻，起過壓保護作用。

該斷路器原理簡單，零件少，維修方便，在更換零件時要注意零件的可靠性和參數應符合要求。

三、裝設范圍

1992 年國家技術監督局發布的國標GB13955-1992《漏電保護器安裝和運行》,對全國城鄉裝設漏電保護器做出統一規定。

2.1 必須裝漏電保護器（漏電開關）的設備和場所

(1) 屬于I類的移動式電氣設備及手持式電動工具(I類電氣產品，即產品的防電擊保護不僅依靠設備的基本絕緣，而且還包含一個附加的安全預防措施, 如產品外殼接地) ；

(2) 安裝在潮濕、強腐蝕性等惡劣場所的電氣設備；

(3) 建筑施工工地的電氣施工機械設備；

(4) 暫設臨時用電的電器設備；

(5) 賓館、飯店及招待所的客房內插座回路；

(6) 機關、學校、企業、住宅等建筑物內的插座回路；

(7) 游泳池、噴水池、浴池的水中照明設備；

(8) 安裝在水中的供電線路和設備；

(9) 醫院中直接接觸人體的電氣醫用設備；

(10) 其它需要安裝漏電保護器的場所。

2.2 報警式漏電保護器的應用

對一旦發生漏電切斷電源時，會造成事故或重大經濟損失的電氣裝置或場所，應安裝報警式漏電保護器，如：

(1) 公共場所的通道照明、應急照明；

(2) 消防用電梯及確保公共場所安全的設備；

(3) 用于消防設備的電源, 如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等；

(4) 用于防盜報警的電源；

(5) 其它不允許停電的特殊設備和場所。

四、使用區別

漏電保護器安裝在分支線路出口處，而漏電保護插座安裝在每個用電電器端，屬于末端安裝。安裝維修更方便。

2、漏電時區別

漏電保護器當線路漏電時，由于是分支線路出口處安裝，終端故障會導致整個支路斷電家里沒有電，而漏電保護插座，當支路上電器或線中漏電時，只是單支線線路不通電，電器無法工作。

3、接線保護區別

漏電保護器只有火線保護，而漏電保護插座帶有火線、零線保護。

4、漏電電流和漏電脫扣時間區別：

漏電保護器： I△n=30mA，動作時間0.1S ，漏電保護插座：I△n=6mA，動作時間0.025S。漏電保護插座，額定剩余漏電電流更小，更安全，對人體傷害小，快速脫扣。保護人的生命和財產安全。

其適用范圍是交流50HZ額定電壓380伏，額定電流至250安。

低壓配電系統中設漏電保護器是防止人身觸電事故的有效措施之一，也是防止因漏電引起電氣火災和電氣設備損壞事故的技術措施。但安裝漏電保護器后并不等于絕對安全，運行中仍應以預防為主，并應同時采取其他防止觸電和電氣設備損壞事故的技術措施。

五、選用原則

國家為了規范漏電保護器的正確使用，相繼頒布了《漏電保護器安全監察規定》（勞安字（1999）16號）和《漏電保護器安裝與運行（GB13955-92）等一系列標準和規定。

依據這些標準和規定，我們在選用漏電保護器時應遵循以下主要原則：

1. 購買漏電保護器時應購買具有生產資質的廠家產品，且產品質量檢測合格。在這里要提醒大家：市場上銷售的漏電保護器有不少是不合格品。2002年10月28日，國家質檢總局公布漏電保護器產品質量抽查結果，有20%左右的產品不合格，其主要問題為：有的不能正常分斷短路電流，消除火災隱患；有的起不到人身觸電的保護作用；還有一些不該跳閘時跳閘，影響正常用電。

2. 應根據保護范圍、人身設備安全和環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。

3. 電源采用漏電保護器做分級保護時，應滿足上、下級開關動作的選擇性。一般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。

4. 手持式電動工具（除III類外）、移動式生活用家電設備（除III類外）、其他移動式機電設備，以及觸電危險性較大的用電設備，必須安裝漏電保護器。

5. 建筑施工場所、臨時線路的用電設備，應安裝漏電保護器。這是《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46-88）中明確要求的。

6. 機關、學校、企業、住宅建筑物內的插座回路，賓館、飯店及招待所的客房內插座回路，也必須安裝漏電保護器。

7. 安裝在水中的供電線路和設備以及潮濕、高溫、金屬占有系數較大及其他導電良好的場所，如機械加工、冶金、紡織、電子、食品加工等行業的作業場所，以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室、醫院等場所，必須使用漏電保護器進行保護。

8.固定線路的用電設備和正常生產作業場所，應選用帶漏電保護器的動力配電箱。臨時使用的小型電器設備，應選用漏電保護插頭（座）或帶漏電保護器的插座箱。

9. 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），應選用高靈敏度、快速動作型漏電保護器。

一般環境選擇動作電流不超過30mA，動作時間不超過0.1s.，這兩個參數保證了人體如果觸電時，不會使觸電者產生病理性生理危險效應。

在浴室、游泳池等場所漏電保護器的額定動作電流不宜超過10mA。

在觸電后可能導致二次事故的場合，應選用額定動作電流為6mA的漏電保護器。

10. 對于不允許斷電的電氣設備，如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。

六、技術參數

主要動作性能參數有：額定漏電動作電流、額定漏電動作時間、額定漏電不動作電流。其他參數還有：電源頻率、額定電壓、額定電流等。

①額定漏電動作電流

在規定的條件下，使漏電保護器動作的電流值。例如30mA的保護器，當通入電流值達到30mA時，保護器即動作斷開電源。

②額定漏電動作時間

是指從突然施加額定漏電動作電流起，到保護電路被切斷為止的時間。例如30mA×0.1s的保護器，從電流值達到30mA起，到主觸頭分離止的時間不超過0.1s。

③額定漏電不動作電流

在規定的條件下，漏電保護器不動作的電流值，一般應選漏電動作電流值的二分之一。例如漏電動作電流30mA的漏電保護器，在電流值達到15mA以下時，保護器不應動作，否則因靈敏度太高容易誤動作，影響用電設備的正常運行。

④其他參數如：電源頻率、額定電壓、額定電流等，在選用漏電保護器時，應與所使用的線路和用電設備相適應。漏電保護器的工作電壓要適應電網正常波動范圍額定電壓，若波動太大，會影響保護器正常工作，尤其是電子產品，電源電壓低于保護器額定工作電壓時會拒動作。漏電保護器的額定工作電流，也要和回路中的實際電流一致，若實際工作電流大于保護器的額定電流時，造成過載和使保護器誤動作。

七、額定電流

正確合理地選擇漏電保護器的額定漏電動作電流非常重要：一方面在發生觸電或泄漏電流超過允許值時, 漏電保護器可有選擇地動作；另一方面，漏電保護器在正常泄漏電流作用下不應動作，防止供電中斷而造成不必要的經濟損失。

漏電保護器的額定漏電動作電流應滿足以下三個條件：

(1) 為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認不高于30 mA 為人體安全電流值；

(2) 為了保證電網可靠運行，額定漏電動作電流應躲過低電壓電網正常漏電電流；

(3) 為了保證多級保護的選擇性，下一級額定漏電動作電流應小于上一級額定漏電動作電流，各級額定漏電動作電流應有級差112～215 倍。

第一級漏電保護器安裝在配電變壓器低壓側出口處。

該級保護的線路長，漏電電流較大，其額定漏電動作電流在無完善的多級保護時，最大不得超過100mA；具有完善多級保護時，漏電電流較小的電網，非陰雨季節為75mA，陰雨季節為200mA，漏電電流較大的電網，非陰雨季節為100 mA，陰雨季節為300mA。

第二級漏電保護器安裝于分支線路出口處，被保護線路較短，用電量不大，漏電電流較小。漏電保護器的額定漏電動作電流應介于上、下級保護器額定漏電動作電流之間, 一般取30～ 75 mA。

第三級漏電保護器用于保護單個或多個用電設備，是直接防止人身觸電的保護設備。被保護線路和設備的用電量小，漏電電流小，一般不超過10mA，宜選用額定動作電流為30 mA，動作時間小于0.1 s 的漏電保護器。

八、接線方式

TN 系統是指配電網的低壓中性點直接接地, 電氣設備的外露可導電部分通過保護線與該接地點相接。

TN 系統可分為：

TN-S 系統整個系統的中性線與保護線是分開的。

TN-C 系統整個系統的中性線與保護線是合一的。

TN-C-S 系統系統干線部分的前一部分保護線與中性線是共用的, 后一部分是分開的。

相線（英文LIVE）L 一般為紅色或棕色（IEC體系）或黑色（UL體系）

中性線（英文NEUTRAL）N（中性線）一般為藍色（IEC體系）或白色（UL體系）

地線（英文EARTH） E 一般為黃色或黃綠色

九、運行維護

除應遵守常規的電氣設備安裝規程外，還應注意以下幾點：

1. 漏電保護器的安裝應符合生產廠家產品說明書的要求。

2. 標有電源側和負荷側的漏電保護器不得接反。如果接反，會導致電子式漏電保護器的脫扣線圈無法隨電源切斷而斷電，以致長時間通電而燒毀。

3. 安裝漏電保護器不得拆除或放棄原有的安全防護措施，漏電保護器只能作為電氣安全防護系統中的附加保護措施。

4. 安裝漏電保護器時，必須嚴格區分中性線和保護線。使用三極四線式和四極四線式漏電保護器時，中性線應接入漏電保護器。經過漏電保護器的中性線不得作為保護線。

5. 工作零線不得在漏電保護器負荷側重復接地，否則漏電保護器不能正常工作。

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，禁止與其他回路工作零線相連，其他線路或設備也不能借用已采用漏電保護器后的線路或設備的工作零線。

7. 安裝完成后，要按照《建筑電氣工程施工質量驗收規范（GB50303-2002）3.1.6條款，即“動力和照明工程的漏電保護器應做模擬動作試驗”的要求，對完工的漏電保護器進行試驗，以保證其靈敏度和可靠性。試驗時可操作試驗按鈕三次，帶負荷分合三次，確認動作正確無誤，方可正式投入使用。

漏電保護器的安全運行要靠一套行之有效的管理制度和措施來保證。除了做好定期的維護外，還應定期對漏電保護器的動作特性（包括漏電動作值及動作時間、漏電不動作電流值等）進行試驗，做好檢測記錄，并與安裝初始時的數值相比較，判斷其質量是否有變化。

在使用中要按照使用說明書的要求使用漏電保護器，并按規定每月檢查一次，即操作漏電保護器的試驗按鈕，檢查其是否能正常斷開電源。在檢查時應注意操作試驗按鈕的時間不能太長，一般以點動為宜，次數也不能太多，以免燒毀內部元件。

漏電保護器在使用中發生跳閘，經檢查未發現開關動作原因時，允許試送電一次，如果再次跳閘，應查明原因，找出故障，不得連續強行送電。

漏電保護器一旦損壞不能使用時，應立即請專業電工進行檢查或更換。如果漏電保護器發生誤動作和拒動作，其原因一方面是由漏電保護器本身引起，另一方面是來自線路的緣由，應認真地具體分析，不要私自拆卸和調整漏電保護器的內部器件。（文章來源：百度百科）