漏电保护装置是用来防止人身触电和漏电引起事故的一种接地保护装置,当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值,或人、动物发生触电危险时,它能迅速动作,切断事故电源,避免事故的扩大,保障了人身、设备的安全。

中文名

漏电保护装置

外文名

leakage protection device

又称

漏电保护器

含义

一种接地保护装置

作用

设备发生漏电故障时及时断电

动作电流

25 ~ 1000mA

选用

应根据系统的保护方式、使用目的、安装场所、电压等级、被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数值等因数来确定。

在浴室、游泳池、隧道等触电危险性很大的场所,应选用高灵敏度、快速型漏电保护装置(动作电流不宜超过10mA)。如果安装场所发生人触电事故时,能得到其他人的帮助及时脱离电源,则漏电保护装置的动作电流可以大于摆脱电流;如系快速型保护装置,动作电流可按心室颤动电流选取。如果是前级保护,即分保护前面的总保护,动作电流可超过心室颤动电流。

如果作业场所得不到其他人的帮助及时脱离电源,则漏电保护装置动作电流不应超过摆脱电流。在触电后可能导至严重二次事故的场合,应选用动作电流6mA的快速型漏电保护装置。为了保护儿童或病人,也应采用动作电流10mA以下的快速型漏电保护装置。对于Ⅰ类手持电动工具,应视其工作场所危险性的大小,安装动作电流10~30mA的快速型漏电保护装置。选择动作电流还应考虑误动作的可能性。保护器应能避开线路不平衡的泄漏电流而不动作;还应能在安装位置可能出现的电磁干扰下不误动作。选择动作电流还应考虑保护器制造的实际条件。

用于防止漏电火灾的漏电报警装置宜采用中灵敏度漏电保护装置。其动作电流可在25~1000mA内选择。

连接室外架空线路的电气设备应装用冲击电压不动作型漏电保护装置。

对于电动机,保护器应能躲过电动机的起动漏电电流(100kW的电动机可达15mA)而不动作。保护器应有较好的平衡特性,以避免在数倍于额定电流的堵转电流的冲击下误动作。对于不允许停转的电动机应采用漏电报警方式,而不应采用漏电切断方式。

对于照明线路,宜根据泄漏电流的大小和分布,采用分级保护的方式。支线上选用高灵敏度的保护器,干线上选用中灵敏度保护器。

在建筑工地、金属构架上等触电危险性大的场合,Ⅰ类携带式设备或移动式设备的应配用高灵敏度漏电保护装置。

电热设备的绝缘电阻随着温度变化在很大的范围内波动。例如,聚乙烯绝缘材料60℃时的绝缘电阻仅为20℃时的数十分之一。因此,应按热态漏电状况选择保护器的动作电流。

对于电焊机,应考虑保护器的正常工作不受电焊的短时冲击电流、电流急剧的变化、电源电压的波动的影响。对高频焊机,保护器还应有良好的抗电磁干扰性能。

对于有非线性零件而产生高次谐波以及对有整流零件的设备,应采用零序电流互感器二次侧接有滤波电容的保护器,而且互感器铁心应选用剩磁低的软磁材料制成。

漏电保护装置的极数应按线路特征选择。单相线路选用二极保护器,仅带三相负载的三相线路或三相设备可选用三极保护器,动力与照明合用的三相四线线路和三相照明线路必须选用四极保护器。

漏电开关的额定电压、额定电流、分断能力等性能指标应与线路条件相适应。漏电保护装置的类型与供电线路、供电方式、系统接地类型和用电设备特征相适应。

分类

漏电保护装置的种类很多,可以按照不同的方式分类。

1.按漏电保护装置中间环节的结构特点分类

(1)电磁式漏电保护装置 其中间环节为电磁元件,有电磁脱扣器和灵敏继电器两种型式。电磁式漏电保护装置因全部采用电磁元件,使得其耐过电流和过电压冲击的能力较强;由于没有电子放大环节而无需辅助电源,当主电路缺相时仍能起漏电保护作用。但其不足之处是灵敏度不高,额定漏电动作电流一般只能设计到 40 ~ 50mA,且制造工艺复杂,价格较高。

(2)电子式漏电保护装置 其中间环节使用了由电子元件构成的电子电路,有的是分立元件电路,也有的是集成电路。中间环节的电子电路用来对漏电信号进行放大、处理和比较。它的主要优点是灵敏度高,其额定漏电动作电流不难设计到 6mA;动作电流整定误差小,动作准确;容易取得动作延时,动作电流和动作时间容易调节,便于实现分级保护;利用电子器件的机动性,容易设计出多功能的保护器;对各元件的要求不高,工艺制作比较简单。但其不足之处是应用元件较多,可靠性较低;电子元件承受冲击能力较弱,抗过电流和过电压的能力较差;当主电路缺相时,电子式漏电保护装置可能失去辅助电源而丧失保护功能。

2.按结构特征分类

(1)开关型漏电保护装置 它是一种将零序电流互感器、中间环节和主开关组合安装在同一机壳内的开关电器,通常称为漏电开关或漏电断路器。其特点是:当检测到触电、漏电后,保护器本身即可直接切断被保护主电路的供电电源。这种保护器有的还兼有短路保护及过载保护功能。

(2)组合型漏电保护装置 它是一种由漏电继电器和主开关通过电气连接组合而成的漏电保护装置。当发生触电、漏电故障时,由漏电继电器进行信号检测、处理和比较,通过其脱扣器或继电器动作,发出报警信号;也可通过控制触点去操作主开关切断供电电源。漏电继电器本身不具备直接断开主电路的功能。

3.按安装方式分类

(1)固定位置安装、固定接线方式的漏电保护装置。

(2)带有电缆的可移动使用的漏电保护装置。

4.按级数和线数分类

按照主开关的极数和穿过零序电流互感器的线数可将漏电保护装置分为:单极二线漏电保护装置、二极漏电保护装置、二极三线漏电保护装置、三极漏电保护装置、三极四线漏电保护装置和四极漏电保护装置。其中,单极二线漏电保护装置、二极三线漏电保护装置、三极四线漏电保护装置均有一根直接穿过零序电流互感器而不能被主开关断开的中性线。

5.按运行方式分类

(1)不需要辅助电源的漏电保护装置(略)。(2)需要辅助电源的漏电保护装置,此类中又分为辅助电源中断时可自动切断的漏电保护装置和辅助电源中断时不可自动切断的漏电保护装置。

6.按动作时间分类

按动作时间可将漏电保护装置分为:快速动作型漏电保护装置、延时型漏电保护装置和反时限型漏电保护装置。

7.按动作灵敏度分类

按照动作灵敏度可将漏电保护装置分为:高灵敏度型漏电保护装置、中灵敏度型漏电保护装置和低灵敏度型漏电保护装置。

选择

用于防止人身触电事故的漏电保护装置,一般根据直接接触保护和间接接触保护两种不同的要求选用,在选择动作特性时也应有所区别。

(1) 直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造成的触电伤亡事故,当人体和带电导体直接接触时,在漏电保护装置动作切断电源之前,通过人体的触电电流和漏电保护装置的动作电流选择无关,它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定,漏电保护装置不能限制通过人体的触电电流,所以用于直接接触保护的漏电保护装置,必须具有小于0.1S的快速动作性能,或具有IEC漏电保护装置标准规定的反时限特性。

(2) 间接接触保护是为了防止用电设备在发生绝缘损坏时,在金属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。漏电保护开关的动作电流I△n的选择应和用电设备的接地电阻R和允许的接触电压U联系考虑,用电设备上的接触电压U要小于规定值。漏电保护器的动作电流I△n的选择:I△n≤U/R其中:U——允许接触电压 R——设备的接触电阻一般对于额定电压为220V或380V的固定式电气设备,如水泵、磨粉机等其他容易与人体接触的电气设备,当用电设备金属外壳的接地电阻在500Ω以下时,可选用30~50mA,0.1s以内动作的漏电保护装置;当用电设备金属外壳的接地电阻在100Ω以下时,可选用200~500mA的漏电保护装置;对于较重要的用电设备,为了减少瞬间的停电事故,也可选用动作电流为0.2s的延时型保护装置。家庭使用的用电设备由于经常带有频繁插进拨出的插头,同时,部分居民住宅没有考虑接地保护设施。当用电设备发生漏电碰壳等绝缘故障时,设备外壳可能呈现和工作电压相同的危险电压,极易发生触电伤亡事故,因此,电气设备安装规程中规定,必须在家庭进户线的电能表后面,安装动作电流为30mA和0.1S以内动作的高灵敏型漏电保护开关。

使用场所来选择

一般在380/220V的低压线路中,如果用电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时,同时这些用电设备又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Ω或10Ω时,则宜按照间接接触保护要求,在用电设备的供电回路中安装漏电保护装置,同时还应根据不同的使用场所,合理地选取不同动作电流的漏电开关。例如:在潮湿的工作场所,由于人体比较容易出汗或沾湿,使皮肤的绝缘性能降低,人体电阻明显下降,当发生触电事故时,通过人体的电流必然会比干燥的场所大,危险性高,因此,适宜安装15~30mA,并能在0.1S内动作的漏电保护装置。

正常泄漏来选择

(1)漏电保护装置的动作电流选择得越低,当然可以提高开关的灵敏度。然而,任何供电回路和用电设备,绝缘电阻不可能无穷大,总会有一定的泄漏电流存在。所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲,漏电保护装置的动作电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。

(2)由于测定电流的泄漏电流,必须有较复杂的测试方法或使用专用测试设备进行测量,为选用方便,可参照下列经验公式:对于照明电路和居民生活用电的单相电路:I△n≥IH/2000对于三相三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路:I△n≥IH/1000其中:I△n——漏电保护开关装置动作电流IH——电路的实际最大供电电流一般家庭供电电路,如果使用3A电能表的用户,正常情况下每户泄漏电流约在1mA左右,原则上,在家庭单相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的1/3000时,应对电路进行检修。

(3)我国农村低压电网的绝缘水平较低,泄漏电流较大。根据实测结果表明,泄漏电流的数值和配电变压器容量的大小关系不显著,但和低压电网中生活用电的居民户数有明显的关系,也就是不管变压器容量是多少,其中供给生活用电的户数越多,泄漏电流就越大。因此,农村电网中装置漏电开关时,应考虑到这点。一般而言,为了保护电网可靠运行,保证多级保护的选择性,下一级漏电保护动作电流应小于上一级漏电保护动作电流,各级漏电动作电流应有1.2~2.5倍的级差。第一级漏电保护装置应安装在配电变压器低压侧主干线出线端,该级保护的线路较长,叠加的泄漏电流较大。其漏电动作电流在未完善多级保护时,最大不得超过100mA,在完善多级保护时,其漏电动作电流最大不得超过300mA。第二级漏电保护装置应安装在各分支线的出线端,由于被保护路线较短,泄漏电流相对较小,其漏电动作电流应介于上、下级保护的漏电动作电流之间,一般取30~75mA。第三级漏电保护装置(又称末级保护)用于保护用电设备及人身安全,被保护线路短,泄漏电流小,一般不超过10mA,漏电动作电流应按人体触电摆脱电流值(10~20mA)选择,不应大于30mA,一般取15~30mA。

管理

漏电保护开关投入运行后,必须进行有效的管理,确保漏电保护保持良好的运行状态,真正起到保护的作用。管理工作主要有以下几个方面:

1、漏电保护开关在投入运行后,应自觉建立运行记录并健全相应的管理制度;

2、漏电保护开关投入运行后,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;

3、定期分析漏电保护开关的运行情况,及时更换有故障的漏电保护开关;

4、漏电保护开关的维修应由专业人员进行,运行中遇有异常现象应找电工处理,以免扩大事故范围;

5、雷雨或其他不明原因使漏电保护开关动作后,应作检查分析;

6、漏电保护开关动作后,经检查未发现事故原因时,允许试合闸一次,如果再次动作,应查明原因,找出故障,必要时对其进行动作特性试验,不得连续强行送电,除经检查确认为漏电保护开关本身发生故障外,严禁私自撤除漏电保护开关强行送电;

7、退出运行的漏电保护开关再次使用前,应按有关部门规定的项目进行动作特性试验;

8、漏电保护开关的动作特性由制造厂整定,按产品说明书使用,使用中不得随意改动;

9、在漏电保护开关的保护范围内发生意外电击伤亡事故后,应检查漏电保护开关的动作情况,分析未能起到保护作用的原因,在未调查前应保护好现场,不得拆动漏电保护开关;

10、为检查漏电保护开关在运行中的动作特性及其变化,应定期进行动作特性试验。特性试验项目包括:测试漏电动作电流值、测试漏电不动作电流值、测试分断时间;

11、漏电保护开关进行动作特性试验时,应使用经国家有关部门检测合格的专用测试仪器,严禁利用相线直接触碰接地装置的试验办法;

12、使用的漏电保护开关除按漏电保护特性进行定期试验外,对断路器部分应按低压电器有关要求定期检查维护。

使用和维护

运行中的漏电保护装置外壳各部及其上部件、连接端子应保持清洁,完好无损。连接应牢固,端子不应变色。漏电保护开关操作手柄灵活、可靠。

漏电保护装置安装完毕后,应操作试验按钮检验漏电保护器的工作特性,确认可以在正常动作后才允许投入使用。使用过程中也应定期试验按钮试验其可靠性。为了防止烧坏试验电阻,不宜过于频繁地试验。

运行中漏电保护装置外壳胶木件最高温度得超过65℃,外壳金属件最高温度不得超过55℃。保护装置一次电路各部绝缘电阻不得低于1.5Mω。

如果运行中的漏电保护器突然掉闸,须查明原因,排除故障后再合闸送电。

装置安装

漏电保护装置的防护类型和安装方式应与环境条件和使用条件相适应。有金属外壳的Ⅰ类移动式电气设备和手持电动工具、安装在潮湿或强腐蚀等恶劣场所的电气设备、建筑施工工地的电气施工机械设备、临时性电气设备、宾馆类的客房内的插座、触电危险性较大的民用建筑物内的插座、游泳池或浴池类场所的水中照明设备、安装在水中的供电线路和电气设备,以及医院直接接触人体的电气医用设备(胸腔手术室的除外)等均应安装漏电保护装置。

对于公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备、用于消防设备的电源(如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等)、用于防盗报警的电源,以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源,漏电时立即切断电源将会造成事故或重大经济损失。在这些情况下,应装设不切断电源的漏电报警装置。

从防止电击的角度考虑,使用安全电压供电的电气设备、一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘结构的电气设备、使用隔离变压器供电的电气设备、在采用不接地的局部等电位联结措施的场所中使用的电气设备,以及其他没有漏电危险和电击危险的电气设备可以不安装漏电保护装置。

漏电保护装置的安装应符合生产厂产品说明书的要求。

装有漏电保护装置的电气线路和设备的泄漏电流必须控制在允许范围内。所选用漏电保护装置的额定不动作电流应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍。当电气线路或设备的泄漏电流大于允许值时,必须更换绝缘良好的电气线路或设备。当电气设备装有高灵敏度的漏电保护装置时,电气设备单独接地装置的接地电阻可适当放宽,但应限制预期的接触电压在允许范围内。安装漏电保护装置的电动机及其他电气设备在正常运行时的绝缘电阻值不应低于0.5MΩ。

安装漏电保护装置前,应仔细检查其外壳、铭牌、接线端子、试验按钮、合格证等是否完好。

用于防止触电事故的漏电保护装置只能作为附加保护。加装漏电保护装置的同时不得取消或放弃原有的安全防护措施。

安装带有短路保护的漏电开关,必须保证在电弧喷出方向留有足够的飞弧距离。漏电保护装置不宜装在机械振动大或交变磁场强的位置。安装漏电保护装置应考虑到水、尘等因素的危害,采取必要的防护措施。

安装漏电保护装置后,原则上不能撤掉低压供电线路和电气设备的基本防电击措施,而只允许在一定范围内作适当的调整。