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摘要:漏电断路器在反应触电和漏电保护方面具有灵敏度高、动作迅速准确、可靠性高等特点,因此这种保护装置在家装中得到广泛的应用。本文通过对单相漏电断路器工作原理的简述,总结出正确选择、安装和使用方法。
关键词:保护装置;单相漏电断路器;选择;安装;使用方法
作者简介:牙凤莉(1971-),女,壮族,广西河池人,广西河池市职业教育中心学校,讲师,高级技师。(广西 河池 547000)
中图分类号:TM561 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)21-0125-03
一、安装漏电断路器的必要性
随着社会经济的发展,各种各样的电气设备进入千家万户,这些电器给人民生活带来了极大的方便,丰富了人们的物质和文化生活。然而,由于人们对各种电器的使用、管理和保护措施不当而发生的人身触电伤亡、烧毁电器和电气火灾的事例时有发生,给人民生命和财产带来巨大的损失。如何保障人身和家用电器安全是不容忽视的重要问题,在家庭装修中,正确选用和安装漏电断路器是简单经济、安全可靠的技术保障措施之一。
二、漏电断路器的工作原理
漏电断路器,又称剩余电流动作保护器,俗称漏电保护开关,是为了防止低压配电线路中发生人身触电和漏电火灾、爆炸等事故而研制的漏电保护装置。当发生人身单相触电或设备漏电时能够迅速切断电源,使人身或设备受到保护,其实质就是一种附有漏电保护装置的自动开关。
漏电断路器按工作原理分有电压动作型和电流动作型两类,电压动作型性能差已趋于淘汰,最常用的为电流动作型,对于居民住宅及其他单相电路,应用最广泛的是单相二极漏电断路器,它由零序电流互感器、放大器和低压断路器(含脱扣器)等三部分组成,如图1所示,在主电路上接有一个零序电流互感器,相线和零线都从互感器环形铁心窗口穿过,接至住户家中单相负载。正常情况下,穿过互感器的相线电流i3和零线电流iN大小相等,方向相反,两者电流代数和为零,电流互感器铁心中感应磁通也等于零,电流互感器二次侧无信号输出,脱扣线圈无电流而不动作,漏电断路器不动作,电路闭合可正常工作。当负载线路上发生触电事故,如图1(a),漏电电流iR经人体到地形成回路;或设备漏电,如图1(b),漏电电流iR到地形成回路,此时,i3和iN不再相等,两者电流代数和不再为零,互感器铁心中出现感应磁通,电流互感器的二次侧就会输出信号,此信号经放大器放大后驱动脱扣线圈,使脱扣开关动作,切断电源,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1中,按下试验开关SB,相线电流从零序电流互感器中穿过,部分电流经SB和限流电阻R后回到零线,故在零序电流互感器中的相线电流i3和零线电流iN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,同样会使脱扣开关动作,断开主电路。
三、漏电断路器的选择
要使漏电断路器能安全、有效地保障我们人身和用电设备的安全,需要从以下几个主要方面来选择和考虑。
(1)到正规商场选用符合国家技术标准、具有安全认证标志(即CCC认证标志)的合格产品。此外,还要选择和考虑如下参数:
1)额定电流In:是指能够持续流过漏电断路器的最大负载电流。目前,市场上常见的漏电断路器额定电流In规格有:6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、63A、100A等多种规格,如何选择合适的漏电断路器额定电流呢?若在家庭总开关处安装漏电断路器,这就需要根据用户家中各种电气设备的功率之和P来计算确定,即:I=P/220。如某一家庭用电设备的功率总和为5kW,则 I=5000/220=22.7(A),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断路器,故应选定额定电流为25A的漏电断路器。如果只需要保护某个电器设备,如电热沐浴器,则根据所保护的电器设备的额定电流Ie选择漏电断路器额定电流。这样,在正常使用中,不至于漏电断路器因过负荷经常动作,影响正常使用。
2)额定漏电动作电流I△n:是指漏电断路器在规定的工作条件下必须动作的漏电电流值,这是漏电断路器一个重要的参数。漏电断路器漏电电流的规格主要有:5 mA、10 mA、15 mA、20 mA、30 mA、50 mA、75 mA、100 mA等几种,其中小于或等于30 mA的属于高灵敏度,漏电动作电流值在50 mA及以上的低灵敏度型漏电断路器不能作为家用漏电保护。家用漏电保护应选择漏电动作电流为30 mA的高灵敏度型的漏电断路器。潮湿场所以及可能受到雨淋或充满水蒸汽的地方,如厨房、浴室、卫生间,由于这些场所危险大,所以适合在相应支路上装动作电流较小(如10~15 mA)并能在0.1秒内动作的漏电断路器。一些日用电器常常没有接零保护,室内单相插座往往没有保护零线插孔,在室内电源进线上接入15~30 mA的漏电断路器可以起到安全保护作用,15mA以下不动作。动作电流选择得越低,可以提高开关的灵敏度,但过小的动作电流容易产生频繁的动作,影响正常使用。
3)额定漏电分断时间t:分断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的时间。我们选择漏电分断时间越短就对我们越安全。单相漏电断路器的额定漏电分断时间主要有小于或等于0.1秒,小于0.15秒,小于0.2秒等几种,家装中应选用分断时间小于或等于0.1秒的快速型家用漏电断路器。
(2)根据保护对象选用漏电断路器。人身触电事故绝大部分发生在用电设备上,用电设备是触电保护的重点,但并不是所有的用电设备都必须装漏电断路器,应有选择地对那些危险较大的设备使用漏电断路器保护。如:携带式用电设备,各种电动工具以及潮湿多水或充满蒸汽环境内的用电设备:如洗衣机、电热沐浴器、空调机、冰箱、电动炊具等。
(3)根据工作电压选择。家庭生活用电为220V/50Hz的单相交流电,故应选用额定电压为220V/50Hz的单相漏电断路器,如单极二线或二极产品。家庭一般选用二极(2P)漏电断路器作总电源保护,用单极(1P)做分支保护。
四、漏电断路器的安装
合理地选用漏电断路器之后,还需正确安装才能更好地保障人身和设备的安全。对家用电器较多的家庭,漏电断路器最好安装在进户总线电能表后,如图2;如果是保护某个电器设备,则安装在该电器所在支路中。
安装方法和注意事项:
(1)在漏电断路器安装前,应检查产品合格证、认证标志、试验装置,发现异常情况必须停止安装,同时还应检查漏电断路器铭牌上的数据与使用要求是否一致。
(2)漏电断路器标有电源侧和负荷侧(或进线和出线)的,接线安装时必须加以区别,不能接反,否则会烧毁脱扣器线圈。在安装时,标有L端必须接相线,标有N端必须接零线,相线和零线均要经过漏电断路器,电源进线必须接在漏电断路器的正上方,即外壳上标注的“电源”或“进线”的一端,出线接在正下方,即外壳上标注的“负荷”或“出线”和一端,如图3所示。
(3)单极二线漏电断路器在安装接线时相线、零线必须接正确,相线L一定要进开关K,切不可将L线和N线接错,否则在发生漏电流和需要断开电源时,漏电断路器无法正常断开电源,从而引起更为严重的触电事故,不能起到触电保护的作用,如图4所示。
(4)漏电断路器额定电压必须和供电回路的额定电压相一致,否则会破坏漏电断路器的性能或拒动。
(5)漏电断路器安装好后,在投入使用之前,要先操作试验按钮,检查漏电断路器的动作功能,注意按钮时间不要太长,以免烧坏漏电断路器。试验正常后即可投入使用。
五、漏电断路器使用的注意事项
经过合理的选择和正确的安装后,在日常使用中我们还应注意以下几点,才能确保漏电断路器安全可靠地运行。
(1)注意工作中漏电断路器的外观,如发现变形、变色,就要立即断电检查原因并及时试验和维修或更换。除了漏电断路器本身质量问题之外,接线端子的接线松动也会造成触点过热导致变形、变色。
(2)漏电断路器不是绝对能保证安全的,当人体同时触及负载侧带电的相线和零线时,人体成为了电源的负载,漏电断路器不会提供安全保护,如图5(a)。
又如:当人体同时触及负载侧断开的相线和零线两端时,人体实际上成为一个串接在该回路中的电阻,漏电断路器不会动作,会发生触电事故,如图5(b)。
(3)漏电断路器长期使用,它本身出故障的可能性也是存在的。因此,在通电状态下,每月须按动试验按钮一至二次,检查漏电保护开关动作是否正常、可靠,尤其在雷雨季节应增加试验次数,并做好检查记录。在操作漏电断路器的试验按钮时时间不能太长,一般以点动为宜,次数也不能太多,以免烧毁内部元件。如果发现漏电断路器不能正常动作,就应及时找专业人士维修或更换。要注意有的漏电断路器在动作后需要手动复位后才能送上电。
(4)漏电断路器在使用中发生跳闸,经检查未发现开关动作原因时,允许试送电一次,如果再次跳闸,应查明原因,找出故障,不得连续强行送电。
(5)漏电断路器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。安装漏电断路器后,原有的保护接地或保护接零不能撤掉。安装时应注意区分线路的工作零线和保护零线。工作零线应接入漏电断路器,并应穿过漏电断路器的零序电流互感器。经过漏电断路器的工作零线不得作为保护零线,不得重复接地或接设备的外壳。线路的保护零线不得接入漏电断路器。
(6)不得将漏电断路器当作闸刀使用。
六、结束语
在家装中安装漏电断路器,对于提高安全用电水平,减少人身触电伤亡事故和设备漏电保护起着重要作用。但我们也应清醒地认识到,漏电断路器不是保命器,不要认为装了漏电断路器就能高枕无忧,在采取一系列安全措施之后,仍然要严格地遵守安全用电规程,这样才能确保人身和用电设备的安全,营造和谐、安全的家居环境。
参考文献:
[1]邵展图.电工学(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[2]泓峰.实用电工知识问答[M].广州:华南理工大学出版社,1998.
[3]国家安全生产监督管理总局职业安全技术培训中心.电工作业(初训)[M].北京:中国三峡出版社,2005.
[4]马效先.维修电工技术(第四版)[M].北京:电子工业出版社,2007.
[5]杨亚平,句希源.电工技能与实训(第三版)[M].北京:电子工业出版社,2010.
[6]漏电断路器安装与运行[S].GB13955-1992、GB13955-2005.
(责任编辑:麻剑飞)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词:保护装置;单相漏电断路器;选择;安装;使用方法
作者简介:牙凤莉(1971-),女,壮族,广西河池人,广西河池市职业教育中心学校,讲师,高级技师。(广西 河池 547000)
中图分类号:TM561 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)21-0125-03
一、安装漏电断路器的必要性
随着社会经济的发展,各种各样的电气设备进入千家万户,这些电器给人民生活带来了极大的方便,丰富了人们的物质和文化生活。然而,由于人们对各种电器的使用、管理和保护措施不当而发生的人身触电伤亡、烧毁电器和电气火灾的事例时有发生,给人民生命和财产带来巨大的损失。如何保障人身和家用电器安全是不容忽视的重要问题,在家庭装修中,正确选用和安装漏电断路器是简单经济、安全可靠的技术保障措施之一。
二、漏电断路器的工作原理
漏电断路器,又称剩余电流动作保护器,俗称漏电保护开关,是为了防止低压配电线路中发生人身触电和漏电火灾、爆炸等事故而研制的漏电保护装置。当发生人身单相触电或设备漏电时能够迅速切断电源,使人身或设备受到保护,其实质就是一种附有漏电保护装置的自动开关。
漏电断路器按工作原理分有电压动作型和电流动作型两类,电压动作型性能差已趋于淘汰,最常用的为电流动作型,对于居民住宅及其他单相电路,应用最广泛的是单相二极漏电断路器,它由零序电流互感器、放大器和低压断路器(含脱扣器)等三部分组成,如图1所示,在主电路上接有一个零序电流互感器,相线和零线都从互感器环形铁心窗口穿过,接至住户家中单相负载。正常情况下,穿过互感器的相线电流i3和零线电流iN大小相等,方向相反,两者电流代数和为零,电流互感器铁心中感应磁通也等于零,电流互感器二次侧无信号输出,脱扣线圈无电流而不动作,漏电断路器不动作,电路闭合可正常工作。当负载线路上发生触电事故,如图1(a),漏电电流iR经人体到地形成回路;或设备漏电,如图1(b),漏电电流iR到地形成回路,此时,i3和iN不再相等,两者电流代数和不再为零,互感器铁心中出现感应磁通,电流互感器的二次侧就会输出信号,此信号经放大器放大后驱动脱扣线圈,使脱扣开关动作,切断电源,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1中,按下试验开关SB,相线电流从零序电流互感器中穿过,部分电流经SB和限流电阻R后回到零线,故在零序电流互感器中的相线电流i3和零线电流iN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,同样会使脱扣开关动作,断开主电路。
三、漏电断路器的选择
要使漏电断路器能安全、有效地保障我们人身和用电设备的安全,需要从以下几个主要方面来选择和考虑。
(1)到正规商场选用符合国家技术标准、具有安全认证标志(即CCC认证标志)的合格产品。此外,还要选择和考虑如下参数:
1)额定电流In:是指能够持续流过漏电断路器的最大负载电流。目前,市场上常见的漏电断路器额定电流In规格有:6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、63A、100A等多种规格,如何选择合适的漏电断路器额定电流呢?若在家庭总开关处安装漏电断路器,这就需要根据用户家中各种电气设备的功率之和P来计算确定,即:I=P/220。如某一家庭用电设备的功率总和为5kW,则 I=5000/220=22.7(A),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断路器,故应选定额定电流为25A的漏电断路器。如果只需要保护某个电器设备,如电热沐浴器,则根据所保护的电器设备的额定电流Ie选择漏电断路器额定电流。这样,在正常使用中,不至于漏电断路器因过负荷经常动作,影响正常使用。
2)额定漏电动作电流I△n:是指漏电断路器在规定的工作条件下必须动作的漏电电流值,这是漏电断路器一个重要的参数。漏电断路器漏电电流的规格主要有:5 mA、10 mA、15 mA、20 mA、30 mA、50 mA、75 mA、100 mA等几种,其中小于或等于30 mA的属于高灵敏度,漏电动作电流值在50 mA及以上的低灵敏度型漏电断路器不能作为家用漏电保护。家用漏电保护应选择漏电动作电流为30 mA的高灵敏度型的漏电断路器。潮湿场所以及可能受到雨淋或充满水蒸汽的地方,如厨房、浴室、卫生间,由于这些场所危险大,所以适合在相应支路上装动作电流较小(如10~15 mA)并能在0.1秒内动作的漏电断路器。一些日用电器常常没有接零保护,室内单相插座往往没有保护零线插孔,在室内电源进线上接入15~30 mA的漏电断路器可以起到安全保护作用,15mA以下不动作。动作电流选择得越低,可以提高开关的灵敏度,但过小的动作电流容易产生频繁的动作,影响正常使用。
3)额定漏电分断时间t:分断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的时间。我们选择漏电分断时间越短就对我们越安全。单相漏电断路器的额定漏电分断时间主要有小于或等于0.1秒,小于0.15秒,小于0.2秒等几种,家装中应选用分断时间小于或等于0.1秒的快速型家用漏电断路器。
(2)根据保护对象选用漏电断路器。人身触电事故绝大部分发生在用电设备上,用电设备是触电保护的重点,但并不是所有的用电设备都必须装漏电断路器,应有选择地对那些危险较大的设备使用漏电断路器保护。如:携带式用电设备,各种电动工具以及潮湿多水或充满蒸汽环境内的用电设备:如洗衣机、电热沐浴器、空调机、冰箱、电动炊具等。
(3)根据工作电压选择。家庭生活用电为220V/50Hz的单相交流电,故应选用额定电压为220V/50Hz的单相漏电断路器,如单极二线或二极产品。家庭一般选用二极(2P)漏电断路器作总电源保护,用单极(1P)做分支保护。
四、漏电断路器的安装
合理地选用漏电断路器之后,还需正确安装才能更好地保障人身和设备的安全。对家用电器较多的家庭,漏电断路器最好安装在进户总线电能表后,如图2;如果是保护某个电器设备,则安装在该电器所在支路中。
安装方法和注意事项:
(1)在漏电断路器安装前,应检查产品合格证、认证标志、试验装置,发现异常情况必须停止安装,同时还应检查漏电断路器铭牌上的数据与使用要求是否一致。
(2)漏电断路器标有电源侧和负荷侧(或进线和出线)的,接线安装时必须加以区别,不能接反,否则会烧毁脱扣器线圈。在安装时,标有L端必须接相线,标有N端必须接零线,相线和零线均要经过漏电断路器,电源进线必须接在漏电断路器的正上方,即外壳上标注的“电源”或“进线”的一端,出线接在正下方,即外壳上标注的“负荷”或“出线”和一端,如图3所示。
(3)单极二线漏电断路器在安装接线时相线、零线必须接正确,相线L一定要进开关K,切不可将L线和N线接错,否则在发生漏电流和需要断开电源时,漏电断路器无法正常断开电源,从而引起更为严重的触电事故,不能起到触电保护的作用,如图4所示。
(4)漏电断路器额定电压必须和供电回路的额定电压相一致,否则会破坏漏电断路器的性能或拒动。
(5)漏电断路器安装好后,在投入使用之前,要先操作试验按钮,检查漏电断路器的动作功能,注意按钮时间不要太长,以免烧坏漏电断路器。试验正常后即可投入使用。
五、漏电断路器使用的注意事项
经过合理的选择和正确的安装后,在日常使用中我们还应注意以下几点,才能确保漏电断路器安全可靠地运行。
(1)注意工作中漏电断路器的外观,如发现变形、变色,就要立即断电检查原因并及时试验和维修或更换。除了漏电断路器本身质量问题之外,接线端子的接线松动也会造成触点过热导致变形、变色。
(2)漏电断路器不是绝对能保证安全的,当人体同时触及负载侧带电的相线和零线时,人体成为了电源的负载,漏电断路器不会提供安全保护,如图5(a)。
又如:当人体同时触及负载侧断开的相线和零线两端时,人体实际上成为一个串接在该回路中的电阻,漏电断路器不会动作,会发生触电事故,如图5(b)。
(3)漏电断路器长期使用,它本身出故障的可能性也是存在的。因此,在通电状态下,每月须按动试验按钮一至二次,检查漏电保护开关动作是否正常、可靠,尤其在雷雨季节应增加试验次数,并做好检查记录。在操作漏电断路器的试验按钮时时间不能太长,一般以点动为宜,次数也不能太多,以免烧毁内部元件。如果发现漏电断路器不能正常动作,就应及时找专业人士维修或更换。要注意有的漏电断路器在动作后需要手动复位后才能送上电。
(4)漏电断路器在使用中发生跳闸,经检查未发现开关动作原因时,允许试送电一次,如果再次跳闸,应查明原因,找出故障,不得连续强行送电。
(5)漏电断路器只能作为电气安全防护系统中的附加保护措施。安装漏电断路器后,原有的保护接地或保护接零不能撤掉。安装时应注意区分线路的工作零线和保护零线。工作零线应接入漏电断路器,并应穿过漏电断路器的零序电流互感器。经过漏电断路器的工作零线不得作为保护零线,不得重复接地或接设备的外壳。线路的保护零线不得接入漏电断路器。
(6)不得将漏电断路器当作闸刀使用。
六、结束语
在家装中安装漏电断路器,对于提高安全用电水平,减少人身触电伤亡事故和设备漏电保护起着重要作用。但我们也应清醒地认识到,漏电断路器不是保命器,不要认为装了漏电断路器就能高枕无忧,在采取一系列安全措施之后,仍然要严格地遵守安全用电规程,这样才能确保人身和用电设备的安全,营造和谐、安全的家居环境。
参考文献:
[1]邵展图.电工学(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[2]泓峰.实用电工知识问答[M].广州:华南理工大学出版社,1998.
[3]国家安全生产监督管理总局职业安全技术培训中心.电工作业(初训)[M].北京:中国三峡出版社,2005.
[4]马效先.维修电工技术(第四版)[M].北京:电子工业出版社,2007.
[5]杨亚平,句希源.电工技能与实训(第三版)[M].北京:电子工业出版社,2010.
[6]漏电断路器安装与运行[S].GB13955-1992、GB13955-2005.
(责任编辑:麻剑飞)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文