漏电保护技术

王晓梅 王贤民

（1.合肥水泥研究设计院，合肥 230051；2.南京工程学院，南京 211167）

1 漏电保护意义与作用

当电气设备发生漏电时，出现两种异常现象：三相电流的平衡遭到破坏，出现零序电流；使正常时不带电的金属外壳出现对地电压（正常时，金属外壳与大地均为零电位）。在系统发生接地故障（如人员触电、设备绝缘损坏碰壳、错误接地等），则出现较大剩余电流，漏电保护器能可靠地动作而切断电源。人接触到漏电设备或电缆时会造成触电伤亡事故，电气设备漏电时不及时切断电源会扩大为短路故障，烧毁设备，造成火灾。

漏电保护器（漏电保护开关）是一种电气安全装置，在低压电路中安装该保护器，当发生漏电和触电时，漏电电流达到保护器的动作电流值（事先设定）时，就立即在限定的时间内（如在0.01s）跳闸、断电。漏电保护器主要是用来在设备发生漏电故障时，对有致命危险的人身触电进行保护。漏电保护主要是提供间接接触保护，在一定条件下，也可以用作直接接触的补充保护，对可能致命的触电事故进行有效的保护。对于设备受潮、负荷过大、线路过长、绝缘老化等漏点故障，仅通过保护接零和加装熔断器的保护是不能迅速切断保险的，这就需要加装灵敏度更高的漏电保护器进行补充保护。

随着漏电保护要求的不断提高，在电网支路和电源变压器端采用漏电保护措施的要求也不断提高，可实现对电源变压器端到用户端的线路保护，同时也可作为用户端漏电保护的后备保护（需要多级保护的配合）。

2 漏电保护器的工作原理

2.1 主要组成环节

1）组成

漏电保护器主要由三部分组成，即检测元件、中间放大环节、操作执行机构。

（1）检测元件是由零序互感器组成的，当检测到漏电电流时，就会发出信号。

（2）放大环节将检测元件的微弱漏电信号放大，然后输到执行机构。通常构成电磁式保护器与相电子式保护器。

（3）执行机构是收到漏电信号后，使主开关自动由闭合位置切换到断开位置，从而切断电源，使被保护电路脱离电网的跳闸部件。

2）工作原理（见图1）

图1 漏电保护器工作原理

（1）由图1可知，当电路工作正常时，由电流定理知道从电网一端流进和流出的电流相等，所以在漏电保护器右侧的电流总和应为 0，即I1+I2+I3+IN=0；因此漏电保护器不会工作。注意，电流的实际方向依实际电路而定，在本例中，IN的方向与I1、I2、I3相反。

（2）当设备外壳漏电并有人接触时，这时就会有一部分电流IK经过人体流入地下，构成回路，从而使漏电保护器右侧的电流总和为不 0，也就是说I1+I2+I3+IN≠0，当漏电电流达到漏电保护器的动作电流时，漏电保护器就会动作，从而关闭电源，达到漏电保护的目的。

（3）经过漏电保护器的中性线不得作为保护线。当有漏电电流产生时，漏电电流IK1经设备外壳又流回了漏电保护器，这时漏电保护器右侧的电流总和仍为 0，因此漏电保护器不会动作，达不到漏电保护的目的。

（4）经过漏电保护器的工作零线不得重复接地，若重复接地，则部分电流会分流，这样会使漏电保护器右侧的电流总和不为 0，从而使漏电保护器关闭，无法使用其他电器设备。

对实际漏电保护器如何进行接线，应根据系统使用的接零保护系统来决定。

2.2 漏电开关的选型及技术参数

1）选型要素

正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要：一方面在发生触电或泄漏电流超过允许值时，漏电保护器可有效地动作；另一方面，漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作，防止供电中断而造成不必要的经济损失。

通常漏电保护器的额定漏电动作电流选择应满足以下三个条件：

（1）为了保证人身安全，额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值，国际上公认不高于30 mA为人体安全电流值。

（2）为了保证电网可靠运行，额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流。

（3）为了保证多级保护的选择性，下一级额定漏电动作电流应小于上一级额定漏电动作电流。

2）技术参数

主要动作性能参数有：额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流，电源频率、额定电压、额定电流等。

（1）额定漏电动作电流：在规定的条件下，使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器，当通入电流值达到30mA时，保护器即动作断开电源。

（2）额定漏电动作时间是指从突然施加额定漏电动作电流起，到保护电路被切断为止的时间。

（3）额定漏电不动作电流：在规定的条件下，漏电保护器不动作的电流值，一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器，在电流值达到15mA以下时，保护器不应动作，否则因灵敏度太高容易误动作，影响用电设备的正常运行。

（4）在选用漏电保护器时，应使电源频率、额定电压、额定电流等，与所使用的线路和用电设备相适应。漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压，若波动太大，则会影响保护器正常工作。

3 选择漏电保护器的原则

选择漏电保护器应按照使用目的和根据作业条件选用。

（1）以防止人身触电为目的且安装在线路末端的，应选用高灵敏度的快速型漏电保护装置。

（2）以防止触电为目的且与设备接地并用的分支线路上的，应选用中灵敏度的快速型漏电保护装置。

（3）以防止由漏电引起的火灾和保护线路与设备为目的且安装在线路干线上的，应选用中灵敏度的漏电保护装置。

4 漏电保护器使用注意事项

4.1 漏电保护器的使用原则

为了规范漏电保护器的正确使用，国家相继颁布了《漏电保护器安全监察规定》（劳安字(1999)16号）和《漏电保护器安装与运行（GB13955-92）等一系列标准和规定。依据这些标准和规定，在选择漏电保护器时应遵循以下使用原则。

1）漏电保护器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。

2）漏电保护器中保护线路的工作中性线 N 要通过零序电流互感器连接。

3）接零保护线（PE）不准通过零序电流互感器。

4）漏电保护器后面的工作中性线 N 与保护线（PE）不能合并为一体。

5）被保护的用电设备与漏电保护器之间的各线互相不能碰、接。

4.2 漏电保护器的安装要求

1）漏电保护器的安装应符合生产厂家产品说明书的要求。

2）标有电源侧和负荷侧的漏电保护器不得接反。如果接反，就会导致电子式漏电保护器的脱扣线圈无法随电源切断而断电，以致长时间通电而烧毁。

3）安装漏电保护器不得拆除或放弃原有的安全防护措施，漏电保护器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。

4）安装漏电保护器时，必须严格区分中性线和保护线。使用三极四线式和四极四线式漏电保护器时，中性线应接入漏电保护器。经过漏电保护器的中性线不得作为保护线。

5）工作零线不得在漏电保护器负荷侧重复接地，否则漏电保护器不能正常工作。

6）采用漏电保护器的支路，其工作零线只能作为本回路的零线，禁止与其他回路工作零线相连，其他线路或设备也不能借用已采用漏电保护器后的线路或设备的工作零线。

5 结论

安装漏电保护器是安全用电的一项重要技术措施。在实际生活中，正确选择和使用漏电保护装置，将会提高电器使用的安全性，防止不必要的事故发生，从而减少由此带来的损失。

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