漏电保护器的工作原理

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 。
 
简单的漏电保护装置的原理图 。 可以看到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 。 图中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 。
 
“电流互感器”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 。
 
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 。
 
【漏电保护器的工作原理】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?从图中可以看出, 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, 从而使脱扣线圈得电, 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 。
 
1、当电路工作正常时, 由电流定理知道从网络一端流进和流出的电流为0, 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, 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, 从而达到漏电保护的目的 。
 
注意以下两点
 
1、经过漏电保护器的中性线不得作为保护线, 由上图可知, 当产生漏电电流时, 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, 因此达不到漏电保护的目的 。
 
2、经过漏电保护器的工作零线不得重复接地, 由上图可知, 若重复接地, 则由于大地会分走一部分电流, 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, 因而会无法使用其他电器设备 。
 
3、说明:本条只是为了讲解漏电保护器的工作原理, 实际漏电保护器怎么连接, 应根据系统使用的接零保护系统来决定 。
 
开关原理
 
L为电磁铁线圈, 漏电时可驱动闸刀开关K1断开, 每个桥臂用两只1N4007串联可提高耐压 。 R3、R4阻值很大, 所以K1合上时, 流经L的电流很小, 不足以造成K1断开 。 R3、R4为可控硅T1、T2的均压电阻, 可以降低对可控硅的耐压要求 。 K2为试验按钮, 起模拟漏电的作用 。 按压试验按钮K2, K2接通, 相当于外线火线对地有漏电, 这样, 穿过磁环的三相电源线和零线的电流的矢量和不为零, 磁环上的检测线圈的a、b两端就有感应电压输出, 此电压立即触发T2导通 。 由于C2预先有一定电压, T2导通后, C2便经R6、R5、T2放电, 使R5上产生电压触发T1导通 。 T1、T2导通后, 流经L的电流增大, 使电磁铁动作, 驱动开关K1断开, 试验按钮的作用是随时可检查本装置功能是否完好 。 用电设备漏电引起电磁铁动作的原理与此相同 。 R1为压敏电阻, 起过压保护作用 。
 
该断路器原理简单, 零件少, 维修方便, 在更换零件时要注意零件的可靠性和参数应符合要求 。