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【转载】如何选择家用漏电保护器及其正确的安装和使用  

2015-12-23 16:29:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   目前,随着社会经济的发展,人民生活水平快速的提高和居住条件的改善,家中的各种电器越来越多,在使用中如何保障人身和家用电器安全是亟待解决重要问题,不容忽视。其中,正确选用和安装漏电保护器是简单经济、安全可靠的保障手段之一,因此,在民用住宅及电气设备保护中得到广泛的应用。家用漏电保护器在我国还是一项新技术、新事物,目前国家还没有统一的规范出来,在GB50096-99《住宅设计规范》中只要求住宅楼的总电源应具有漏电保护功能外,但对各住户没有具体规范。GB13955-92《漏电保安器安装和运行》也没有涉及家用漏电保护。这显然已不能满足国家构建现代化和谐住宅小区的需要。本文通过对家用漏电保护器的原理简叙,针对目前城镇居民在家庭装修时选择、安装和使用上易出现的疏忽之处进行探讨,并总结出正确的选择、安装和使用方法。

关键词: 家用漏电保护器的选择     额定不动作电流      安装       使用

一、漏电保护器的工作原理

漏电保护器的功能是提供间接或直接的接触保护,一般情况指由于人体接触因设备或线路绝缘破损、老化造成失效而触电的保护措施。漏电保护器在规定的工作条件下,当电路中的漏电电流达到或超过规定值时,它能迅速地自动切断电路,从而达到保护的目的。在国家标准GB16917.1-1997《家用或类似用途带过电流保护的剩余电流动作断路器的一般要求》中规定,将漏电保护器可分为:

1、漏电动作开关(仅有漏电保护的保护器);

2、漏电动作断路器(带过载、短路和漏电三种功能保护器);

3、漏电继电器(仅有漏电报警功能的保护器)。

其中又可分为电压型和电流型两种。电压型是反映对地电压的大小,但很难准确反映漏电的电压值,故电压型漏电保护有时不能起到很好的保护作用,所以,目前电压型漏电保护器已逐步退出。家用漏电保护器属于电流型漏电保护断路器(也称剩余电流保护器),其电气原理如图1所示。

在图1虚线中,相线L和零线N经K后穿过漏电保护器内的零序电流互感器CT,接至住户家中负载。正常情况下,根据基尔霍夫的节点定律,可将零序电流互感器CT看成是一个节点,穿过CT的相线电流和零线电流大小相等,但方向相反,在CT中感生的磁势互相抵消后为零,故零序电流互感器CT二次侧线圈无感生电势输出,漏电保护器不动作,电路闭合可正常工作。若住户的负载绝缘损坏或者人体触及相线L,就会产生对地的漏电流或触电电流,就是我们通常说的漏电。此时,穿过零序电流互感器CT的相线L和零线N上的电流就不再相等,于是,在零序电流互感器CT的二次侧线圈上产生感应电动势,感应电动势经放大器FA放大后驱动跳闸线圈Q,线圈Q通电产生磁场,吸动衔铁使开关K断开,住户线路及电器失去电源,从而保护了人身和电气设备的安全。

图中,SB为试验按钮。按下SB,零线N电流经限流电阻R和SB后,经相线L从零序电流互感器CT中穿过,由于该回路只有相线L从零序电流互感器CT穿过,故在零序电流互感器CT中的相线L电流和零线N电流代数和不等于零,其作用相当于住户线路或设备出现漏电流现象,同样会使开关K动作,断开主电路。

二、家用漏电保护器的选用

知道上述原理后,我们是不是只要随便安装一个漏电保护器都能保护人身和设备的安全呢?答案是否定的。要使漏电保护器能安全有效地保障我们人身安全,必须要从下面几个主要参数来选择和考虑。

1、额定电流In

是指能够持续流过漏电保护器的最大负载电流。这需要根据家中各种电气设备的功率之和P来计算确定,即:I=P/220。算出负载电流I后,再选择额定电流In比计算电流略大一点的漏电保护器,这样,在正常使用中,不至于漏电保护器因过负荷经常动作,影响正常使用。按目前的生活水平和电器普及的程度,我单位院区电路改造时,为各户选用In为20A的漏电保护器是小了一点,因此本人建议将In改为32A或40A,得到了领导的采纳。

目前,市场上常见的家用漏电保护器额定电流In规格有:16A、20A、25A、32A、40A、63A。

2、额定漏电动作电流I△n

这是漏电保护器一个重要的参数,是漏电保护器在规定的工作条件下必须动作的漏电电流值。也就是说,当家中电气设备或线路漏电电流达到某一规定值时,漏电保护器必须可靠断开电路,使住户线路及电器设备失去电源。

目前的漏电保护器漏电电流的规格有:6 mA、10 mA、30 mA、50 mA、100 mA等。一般情况下,在家用漏电保护中应选择漏电电流为30 mA的高灵敏度型的漏电保护器。漏电动作电流值在50 mA及以上的低灵敏度型漏电保护器不能作为家用漏电保护。但如选择更低的漏电电流值可能会误动作,也影响正常使用,这在下面另一个参数额定不动作电流I△n0中再详细说明。

3、漏电动作分断时间

动作时间是从突然施加漏电动作电流开始到被保护的电路或设备完全被切断电源为止。我们当然选择漏电动作分断时间的越短就对我们越安全。

德国的科学家柯宾研究认为,如果流过人体的电流很大,即使通电时间很短,也会出现危险。反之,如果电流很小,通电时间稍长,也不会出现危险。也就是说,被电击的危险程度是与电流和时间的乘积有关,即:

I·T=50mA·s(有效值)

这说明当人体通过100mA的电流时,通电时间若小于0.5s,例如在0.4s时就切断电流,那么人是可以得救的,如果在1s时才切断电流,人就很危险。

后来其他科学家为了在发生电击事故时充分保证人身安全,重新分析了柯宾的理论,考虑了更为适当的安全系数。即:

I·T=30mA·s

因此在目前电气工程设计中,如需要在各配电系统的末端选用漏电保护器时,一般都要求为30mA·s其根据就在于此。

漏电保护器在动作时间可分为三种,以保证在人身触电时的安全保护作用和适应分级保护的需要:

快速型:动作时间不超过0.1秒

定时限型:动作时间不超过0.1∽2秒

反时限型:动作电流时,动作时间不超过1秒;2倍动作电流时,动作时间不超过0.2秒;5倍动作电流时,动作时间不超过0.03秒

我们在选择作为家用漏电保护时,自然以安全为主应选用快速型的、动作时间不超过0.1秒的漏电保护器。

4、额定漏电不动作电流I△n0

家用漏电保护器在电路中出现规定值的漏电电流时应该保证正常动作,也应该在故障电流没有达到规定值,保证不动作。这就是常被忽视的一个很重要的参数,各生产厂家在产品说明书中也常被遗忘。

    从安全的角度来看,我们将额定动作电流I△n选的越小越好,但是任何供电线路和用电设备都具有正常的泄漏电流。虽然家用电器正常的绝缘电阻值在2.5MΩ以上,但导线对地、相线对零线、电器对地都存在分布电容,加上交流电压后就形成了正常的泄漏电流。如果将家用漏电保护器的I△n0选的过小,小于线路正常的泄漏电流,那么供电线路就无法保证正常工作,即使投入运行也会经常动作。影响用电设备和线路的正常泄漏电流有多种因素,其一由电源的外特性我们可知道,在夜间随着用电负荷的下降,电源电压就要上升,那么家中用电设备和线路的正常泄漏电流就随之增加,造成漏电保护器动作断电。这就是本文开始说故障之一。

家用漏电保护器的额定漏电不动作电流I△n0按早期的国标GB13955-92《漏电保安器安装和运行》第5.3.2条规定,要不小于电气线路和设备的正常泄漏电流最大值的2倍。正常泄漏电流可用“漏电流测量仪”进行实测。

家用漏电保护器的I△n0现在还没有统一的标准,一般都认为I△n0= 0.5I△n,这也就给生产厂家把这个参数在说明书中遗忘找到借口,建议厂家在以后的产品说明书中说出这个参数,好让用户有个参考和选择依据。

三、家用漏电保护器的安装

在了解了上述各参数经合理选择后,但是如果我们不能正确安装, 仍然会造成不能正常工作,同时不仅不能起到保护作用,而且还可能因此发生更严重的触电事故。除按照GB13955-92《漏电保安器安装和运行》第6.3条规定和生产厂家的要求外,本人结合目前各住宅区供电接地方式一般为TT系统的特点,归纳几点安装时需要注意的事项。

1、要注意被保护的线路与相邻分支线路均有各自的零线。不可将家用漏电保护器的负载侧零线与其它用电设备回路共用,否则会造成漏电保护器不能供电。

2、必须严格区分零线和接地保护线PE,零线一定要接进漏电保护器,而PE线决不能接入漏电保护器,并且两者不可混用。如图2所示,当零线N和保护线PE混接后,如图2中接点A,根据基尔霍夫的节点定律我们知道,I1=I2+I3,在流经漏电保护器内部零序电流互感器的电流就为IL≠IN,零序电流互感器就有跳闸信号输出。这和零线与其它回路零线合用有共同之处。此为本文开始提到的我单位住宅区供电改造中不少用户不能正常送电的主要原因。

3、接线必须正确,对标有电源则和负载则的家用漏电保护器不可接反。

4、对于目前市面常见的单极家用漏电保护器,相线L一定要进开关K,切不可将L线和N线接错,如图3所示,否则在发生漏电流和需要断开电源时,漏电保护器无法正常断开电源,从而引起更为严重触电事故。

四、家用漏电保护器的使用

在经过合理的选择和正确的安装后,在使用中我们还要按照以下几点,才能安全可靠地运行。

1、首先,要注意工作中漏电保护器的外观不要变形、变色。如果出现变形和变色情况,就要立即断电检查原因并及时试验和维修。一般说来,除了漏电保护器本身质量外,造成变形和变色的原因可能是接线端子的接线没有接紧。

2、要知道家用漏电保护器不是绝对能保证安全的,如果发生单相触电,家用漏电保护器就不会动作断电。如图4中,人虽然站在绝缘物上,一手触及相线L同时一手触及零线N,或两手同时触及断开的相线L或零线N,都会发生触电事故,从漏电保护器的原理可知,上述两种触电情况在漏电保护器内部的零序电流互感器CT中的电流还是平衡的,故零序电流互感器CT没有信号输出,漏电保护器不可能动作断电。

3、每月至少一次利用试验按钮检验漏电保护器能不能正常动作断电,如果不能动作断电,必须维修或更换。要注意有的家用漏电保护器在动作后需要手动复位后才能送上电。

五、结束语

目前,安装家用漏电保护器是最可靠、最简便的家庭用电安全防护措施,但是在我国电工技术中还属新课题,个生产厂家的产品型号、技术还没有统一的规范。这就要求我们在选用时一定要认真阅读厂家的生产说明书,按照上述各项参数和性能一一选择;在安装时也要分清相线L、零线N和保护线PE,尽量不要安装使用单极开关的漏电保护器;在平常使用时还要注意运行中的维护和检查。只有以上几个方面都做到了,才能有效地保证我们的人身安全。

参考资料:

凌智敏       剩余电流保护装置在住宅电气设计中的应用           《电世界》          2005.11

民用建筑电气设计规范:    1、GB50096-99《住宅设计规范》                          1999.03.25

                            2、GB13955-92《漏电保安器安装与运行》                   1992.12.19

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