漏电保护器的作用原理-solarbe文库

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1 漏电保护器的动作原理剩余电流，俗称泄漏电流，指从带电部件经过绝缘介质流到导电部件的电流。该电流包含两种电流其一是接触电流，当人或动物接触电气设备时，流过人体或动物体内的电流。其二是保护导体电流，通过设备接地线的电流。在早期，由于检测设备外壳与大地之间的电压更为容易，因此，生产了电压动作型漏电保护器，当该电压值达到设定的危险值时，电压线圈推动锁扣机构。由于它只能用于检测单台设备，逐渐被淘汰，目前生产的漏电保护器均为电流动作型漏电保护装置。根据基尔霍夫电流定律 KCL，电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。因此在电流主回路中有0IIII NCBA若电路中当上式不为 0 时，则在该节点发生了漏电。IIIII NCBA 0LINdtd-e电流动作型漏电保护器通过电流互感器来检测漏电流，当有产生剩余电流时，二次回路可产生感应电压。在 dt 一定时， I 0 增量越大，则感应电压越大，达到动作条件时，漏电保护器动作。2 在这里又有两种检测方式。其一是利用几个互感器分别检测各正常情况下带电导线的电流，检测范围从几十安到几万安，经微处理器矢量运算计算剩余电流，习惯上称接地故障电流，以区别于下一种检测方式。该方式由于受电流互感器制造工艺和材料限值，互感器特性不一致，会产生较大测量误差，因此检测灵敏度低。但其成本低，而且由于接地故障保护的断路器动作整定值通常达断路器额定值的0.2 倍以上，其误差可忽略，故在接地故障保护中采用。其二是制作出高灵敏度、高稳定性、高可靠性的专门的电流互感器即剩余电流互感器检测通过该互感器铁芯的主电路的剩余电流。检测范围从几毫安到几百毫安。安装时要求 A、 B、 C、 N必须同向穿过互感器，且其后面（负荷侧） N 线必须和 PE 线严格区分，并不得重复接地。一个完整的剩余电流保护装置包含检测元件（互感器）、判别元件（脱扣器）、执行元件（开关电器或报警器）、试验装置。对于电子式剩余电流保护器还有信号放大器。电磁式剩余电流保护器其二次回路感应电压未经放大而直接推动脱扣器，不需要辅助电源和电子放大器，耐电压能力好，抗电磁干扰能力好，温度特性也好，制造成本高，电子式剩余电流保护器需要辅助电源，但有大电流等级制造方便、灵敏度高、可派生出延时报警等功能，成本较低等优点，可靠性和抗干扰性也有了大幅提高。一些欧洲国家要求非专业人员使用的场合需用电磁式。我国两种产品都有应用，且电子式较多。根据剩余电流保护器的执行机构的不同，又分为剩余电流断路3 器、剩余电流继电器、剩余电流监视器。剩余电流保护器和断路器可位于同一外壳内做成整体式，也可以作为两个部分拼装起来，但是无论整体式还是拼装式，都应该在机械结构上连接成一体。最后，区分一下零序电流和剩余电流。零序电流，源自于对称分量法。所谓对称分量法，利用了叠加原理，实质是一种线性变换。用对称分量法，将不对称的三相系统分解为正序系统（标记）、负序系统（标记 - ）、零序系统（标记 0）三个各自独立的对称系统。对于不对称三相系统，独立变量只有 A、 B、 C三个，而引入对称分量法后，有九个变量，其中只有 A 、 A- 、 A0是独立变量，其余变量满足约束条件。比如对于 U。满足以下约束条件正序系统UU AB a2UU AC a 实质是，每相大小相等，相序 A、 B、 C，彼此相位差 120°。负序系统UU AB -a-UU AC -- a2 实质是，每相大小相等，相序 A、 C、 B，彼此相位差 120°。零序系统UU AB 00UU AC 00 实质是，每相大小相等，相位相同。引入的 a 为复数算子， a ee 240-j120j ； eea 120-j240j2 ；4 1eea 360j0j3 。；；；UUaUaUUUUUUaUaUUUUUUUUAAACCCCAAABBBBAAAA0200002逆变换为；；；B31B31Ba31UaUaaU022UUUUUUUUUCACACAAAA对于电流相量，同理。于是有IIIIII CBACBA 000而之前有 IIIII NCBA 0 ; 可见，当三相电路平衡时，零序分量为 0；当三相电路不平衡时，零序分量是中性线上流过的不平衡电流；当三相电路不平衡，也有接地故障时，零序分量是它们之和，且通常可以忽略那微不足道漏电流。由以上分析可见，零序电流保护与剩余电流保护是完全不同的。零序电流保护检测 A、 B、 C三相线路，需躲过（大于）线路正常的不平衡电流，由于 TT 系统接地故障电流小于不平衡电流，故不适用零序保护。剩余电流保护则检测 A、 B、 C、 N 四个量，需躲过正常工作时的泄露电流。而 TT 系统采用很低的接地电阻以使过流保护动作来限值触电时的接触电压很困难，因此往往推荐用剩余电流保护装置RCD作为电击防护5 以上几个图是对称分量法计算图。最顶上为对称系统分解出的正序系统、负序系统和零序系统；下面为一个不对称系统所分解出的正序系统、负序系统和零序系统。