漏电保护器可以按其保护功能、结构特征、安装方式、运行方式、极数和线数、动作灵敏度等分类,这里主要按其保护功能和用途分类进行叙述,一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。
漏电保护继电器
是指具有对漏电流检测和判断的功能,而不具有切断和接通主回路功能的漏电保护装置。漏电保护继电器由零序互感器、脱扣器和输出信号的辅助接点组成。它可与大电流的自动开关配合,作为低压电网的总保护或主干路的漏电、接地或绝缘监视保护。
当主回路有漏电流时,由于辅助接点和主回路开关的分离脱扣器串联成一回路。因此辅助接点接通分离脱扣器而断开空气开关、交流接触器等,使其掉闸,切断主回路。辅助接点也可以接通声、光信号装置,发出漏电报警信号,反映线路的绝缘状况。
是指不仅它与其它断路器一样可将主电路接通或断开,而且具有对漏电流检测和判断的功能,当主回路中发生漏电或绝缘破坏时,漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。它与熔断器、热继电器配合可构成功能完善的低压开关元件。这种形式的漏电保护装置应用最为广泛,市场上的漏电保护开关根据功能常用的有以下几种类别:
(1)只具有漏电保护断电功能,使用时必须与熔断器、热继电器、过流继电器等保护元件配合。
(2)同时具有过载保护功能。
(3)同时具有过载、短路保护功能。
(4)同时具有短路保护功能。
(5)同时具有短路、过负荷、漏电、过压、欠压功能。
是指具有对漏电流检测和判断并能切断回路的电源插座。其额定电流一般为10A、16A ,漏电动作电流6~30mA,灵敏度较高,常用于手持式电动工具和移动式电气设备的保护及家庭、学校等民用场所。
正常情况下,三相负荷电流和对地漏电流基本平衡,流过互感器一次线圈电流的相量和约为零,即由它在铁芯中产生的总磁通为零,零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时,触电电流通过大地成回路,亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回,破坏了平衡,于是铁芯中便有零序磁通,使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断,如达到预定动作值,即发执行信号给执行元件动作掉闸,切断电源。
由工作原理可见,当三相对地阻抗差异大,三相对地漏电流相量和达到保护器动作值时,将使断路器掉闸或送不上电。同时三相漏电流和触电电流相位不一致或反相,会降低保护器的灵敏度。
电流型漏电保护器可实施分级保护,以达到选择性动作。
电流型漏电保护器动作方框图在了解触电保护器的主要原理前,有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候,人身上就有电流通过;当电流的大小足够大的时候,就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候,就要求在最短的时间内切除电流,比如说,如果通过人的电流是50毫安的时候,就要求在1秒内切断电流,如果是500毫安的电流通过人体,那么时间限制是0.1 秒。
漏电保护装置安装在电源线进户处,也就是电度表的附近,接在电度表的输出端即用户端侧。把所有的家用电器用一个电阻RL替代,用RN替代接触者的人体电阻。
CT表示“电流互感器”,它是利用互感原理测量交流电流用的,所以叫“互感器”,实际上是一个变压器。它的原边线圈是进户的交流线,把两根线当作一根线并起来构成原边线圈。副边线圈则接到“舌簧继电器”SH的线圈上。
所谓的“舌簧继电器”就是在舌簧管外面绕上线圈,当线圈里通电的时候,电流产生的磁场使得舌簧管里面的簧片电极吸合,来接通外电路。线圈断电后簧片释放,外电路断开。总而言之,这是一个小巧的继电器。 原理图中开关DZ不是普通的开关,它是一个带有弹簧的开关,当人克服弹簧力把它合上以后,要用特殊的钩子扣住它才能够保证处于通的状态;否则一松手就又断了。
舌簧继电器的簧片电极接在“脱扣线圈”TQ电路里。脱扣线圈是个电磁铁的线圈,通过电流就产生吸引力,这个吸引力足以使上面说的钩子解脱,使得DZ立刻断开。因为DZ就串在用户总电线的火线上,所以脱了扣就断了电,触电的人就得救了。
不过,漏电保护器之所以可以保护人,首先它要“意识”到人触了电。那么漏电保护器是怎样知道人触电了呢?如果没有触电的话,电源来的两根线里的电流肯定在任何时刻都是一样大的,方向相反。因此CT的原边线圈里的磁通完全地消失,副边线圈没有输出。如果有人触电,相当于火线上有经过电阻,这样就能够连锁导致副边上有电流输出,这个输出就能够使得SH的触电吸合,从而使脱扣线圈得点,把钩子吸开,开关DZ断开,从而起到了保护的作用。
值得注意的是,一旦脱了扣,即使脱扣线圈TQ里的电流消失也不会自行把DZ重新接通。因为没人帮它合上是无法恢复供电的。触电者离开,经检查无隐患后想再用电,需把DZ合上使其重新扣住,便恢复了供电。
以上就是触电保护器的主要原理,但是就是有了触电保护器,也不能认为是万无一失了,用电依然应该注意安全。