一、漏電保護器的作用

漏電保護器RCD(漏電保護開關(guān))是一種電氣安全裝置，將漏電保護器安裝在低壓電路中，當(dāng)發(fā)生泄漏電流、人體觸電等非金屬性單相接地故障，且達(dá)到所限定的動作電流值時，漏電保護器就立即在限定的時間內(nèi)動作，自動斷開電源進行保護。

漏電保護器主要是提供間接接觸保護，在一定條件下也可用作直接接觸的補充保護，對可能致命的觸電事故進行保護；漏電保護器能及時切斷電氣設(shè)備運行中的單相接地故障，防止因漏電引起的電氣火災(zāi)事故。

二、漏電保護器的分類

漏電保護器常按不同的方式分類，以滿足使用的選型。

1、按動作方式

分為電壓動作型和電流動作型。

2、按動作機構(gòu)

分為開關(guān)式和繼電器式。

3、按極數(shù)和線數(shù)

分為單極二線、二極二線、二極三線、三極三線、三極四線、四極四線等。

4、按動作靈敏度

1）高靈敏度：漏電動作電流在30mA以下；

2）中靈敏度：漏電動作電流30~1000mA；

3）低靈敏度：漏電動作電流在1000mA以上。

5、按動作時間

1）快速型：漏電動作時間小于0.ls；

2）延時型：動作時間大于0.1s，在0.1~2s之間；

3）反時限型：隨漏電電流的增加，漏電動作時間減小。當(dāng)?shù)扔陬~定漏電動作電流時，動作時間為0.2~1s；1.4倍動作電流時為0.1~0.5s；4.4倍動作電流時小于0.05s。

三、漏電保護器的結(jié)構(gòu)

漏電保護器是由檢測元件、脫扣機構(gòu)、放大器及主開關(guān)等元件組成。

1、檢測元件

漏電保護器的檢測元件是零序電流互感器，主要由冷軋硅鋼片和坡莫合金制成，一般制成圓形或方形。一次繞組通以各相電流，鐵芯上繞若干匝線圈作為二次繞組，由二次繞組輸出檢測信號。

2、脫扣機構(gòu)

脫扣機構(gòu)是漏電保護器的判斷元件，根據(jù)零序電流互感器的輸出信號或放大以后的信號，經(jīng)過分析處理后作出是否動作的判斷。當(dāng)需要動作時，就推動主開關(guān)的操作機構(gòu)，使主開關(guān)動作切斷電源。按其結(jié)構(gòu)原理，可分為吸合式和釋放式兩種。

1）吸合式

吸合式脫扣器在正常工作狀態(tài)時，銜鐵處于打開位置，當(dāng)線圈中有激磁電流通過并且達(dá)到整定值時，銜鐵被迅速吸合，同時帶動和銜鐵相連的打擊臂，利用打擊臂在銜鐵吸合時的機械沖擊力，使開關(guān)銷脫扣，該脫扣器的靈敏度較低，一般適用于電子式漏電保護器。

2）釋放式

釋放式脫扣器在正常工作狀態(tài)時，銜鐵在直流磁通的吸力作用下克服彈簧的反作用力，保持在與銜鐵接觸的吸合面。當(dāng)漏電保護器所保護的電路中有觸電、漏電電流時，零序電流互感器的二次繞組就有感應(yīng)電壓輸出，使脫口器線圈中有電流流過，其產(chǎn)生的交流磁通方向與直流磁通方向相反，從而抵消了部分銜鐵吸合面的吸力，當(dāng)漏電電流足夠大時，銜鐵就在彈簧的反作用力下被釋放，從而迅速打擊開關(guān)的銷扣，使主開關(guān)跳閘。該脫扣器的靈敏度較高，適用于電磁式漏電保護器。

3、放大元件

1）零序電流互感器二次繞組的輸出信號很小，一般都在1mVA以下，當(dāng)漏電保護器電流容量較大時，由零序電流互感器的二次輸出信號直接通過脫扣器來驅(qū)動脫扣的方式往往不能滿足要求。因此，有些漏電保護器就增加了一個放大元件，這種漏電保護器叫電子式漏電保護器。電子式漏電保護器的工作過程是利用放大信號去推動中間繼電器，再由中間繼電器接通控制電源，使吸合式脫扣器動作切斷電源。

2）在零序電流互感器二次繞組與脫扣器之間沒有放大元件，這種漏電保護器叫電磁式漏電保護器。電磁式漏電保護器的工作過程是零序電流互感器二次繞組和斷路器中的脫扣線圈相連，當(dāng)穿過零序電流互感器環(huán)形鐵芯的線路上有觸電、漏電電流流過并達(dá)到整定值時，使主開關(guān)動作跳閘。電磁型漏電保護器在氣候干燥、土壤電阻率較大的地區(qū)會降低動作靈敏度。

四、漏電保護器的工作原理

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生漏電時，會出現(xiàn)兩種異常現(xiàn)象：一是三相電流的平衡遭到破壞，出現(xiàn)零序電流；二是正常時不帶電的金屬外殼出現(xiàn)對地電壓。將漏電保護器安裝在線路中，一次線圈與電網(wǎng)的線路相連接，二次線圈與漏電保護器中的脫扣器連接。當(dāng)用電設(shè)備正常運行時，線路中電流呈平衡狀態(tài)，互感器中電流矢量和為零，由于一次線圈中沒有剩余電流，所以不會感應(yīng)二次線圈，漏電保護器的開關(guān)裝置處于閉合狀態(tài)運行；當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生漏電并有人觸及時，則在故障點產(chǎn)生分流，此漏電電流經(jīng)人體-大地-工作接地，返回變壓器中性點(并未經(jīng)電流互感器)，致使互感器中流入、流出的電流出現(xiàn)了不平衡(電流矢量和不為零)，一次線圈中產(chǎn)生剩余電流感應(yīng)二次線圈，當(dāng)這個電流值達(dá)到該漏電保護器限定的動作電流值時，自動開關(guān)脫扣，切斷電源。

1、單相漏電保護器的工作原理

如上圖所示，當(dāng)電氣設(shè)備絕緣良好、正常工作時，流入用電設(shè)備的電流和從用電設(shè)備流出的電流相等，這樣在檢測元件電流互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通量等于零，此時電流互感器的二次線圈沒有感應(yīng)電壓輸出，漏電保護器不動作。

當(dāng)用電設(shè)備絕緣損壞發(fā)生漏電時，漏電電流將通過PE線、接地線或通過人體流回電源中性點，這樣電源的兩根導(dǎo)線的電流將不同，來的電流大，回去的電流小，這個電流差將在檢測元件電流互感器的環(huán)形鐵芯中感應(yīng)磁通，在二次線圈上感應(yīng)電壓，這個電壓將加在漏電保護器的脫扣線圈上，當(dāng)漏電電流達(dá)到規(guī)定動作值時，脫扣線圈推動脫扣器使漏電保護開關(guān)動作，迅速斷開電源，從而達(dá)到保護目的。為了使漏電電流有足夠的脫扣驅(qū)動力，可在互感器二次線圈輸入端加一級電子放大器。

2、三相三極漏電保護器工作原理

如上圖所示，三相三極漏電保護器用于支線上保護三相用電設(shè)備。當(dāng)電氣設(shè)備絕緣良好，電路正常工作時，無論三相負(fù)載是否平衡，各相電流的相量和等于零，各相工作電流在檢測元件電流互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通相量和也等于零。此時電流互感器的二次線圈沒有感應(yīng)電壓輸出，漏電保護器不動作。

當(dāng)被保護支路電氣設(shè)備損壞或有其他接地漏電故障時，將有一部分電流經(jīng)PE線、接地線或通過人體流回中性點，這樣三相電流的相量和不等于零，互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通相量和也不等于零。此時在檢測元件電流互感器的二次線圈上感應(yīng)電動勢經(jīng)放大器放大后，加在漏電保護器的脫扣線圈上，當(dāng)漏電電流達(dá)到額定漏電動作電流時，推動脫扣器動作，使主開關(guān)迅速切斷電源。

3、三相四極漏電保護器工作原理

如上圖所示，三相四極漏電保護器用于保護干線和保護整個供電系統(tǒng)，漏電保護器用于TN系統(tǒng)中，從安裝漏電保護裝置的地點起，TN-C系統(tǒng)改為TN-S系統(tǒng)，即保護零線PE必須工作零線N嚴(yán)格分開，使供電系統(tǒng)成為TN-C-S系統(tǒng)。安裝時應(yīng)注意將相線和工作零線N穿過漏電保護裝置的互感器，但不可將保護零線PE穿過電流互感器。在電氣設(shè)備絕緣良好、正常工作時，無論負(fù)載三相是否平衡，穿過電流互感器的電流相量和為零。此時工作電流在電流互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通相量和也等于零。互感器的二次線圈上沒有感應(yīng)電壓輸出，漏電保護器不動作。

當(dāng)被保護的電氣設(shè)備，無論是三相設(shè)備還是單相設(shè)備絕緣損壞發(fā)生漏電時，將有一部分電流經(jīng)PE線或通過人體流回中性點，使穿過互感器中的電流相量和不等于零，互感器環(huán)形鐵芯中所感應(yīng)的磁通相量和也不等于零。此時在電流互感器的二次線圈上將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)放大后加在漏電保護器的脫扣線圈上。當(dāng)漏電電流達(dá)到額定動作電流值時，推動脫扣器動作，使主開關(guān)迅速切斷電源。

五、漏電保護器的技術(shù)參數(shù)

漏電保護器的技術(shù)參數(shù)有額定漏電動作電流、額定漏電動作時間、額定漏電不動作電流，其他參數(shù)還有電源頻率、額定電壓、額定電流等。

1、額定漏電動作電流

在規(guī)定的條件下，使漏電保護器動作的電流值。例如30mA的漏電保護器，當(dāng)通入電流值達(dá)到30mA時，漏電保護器即動作斷開電源。

2、額定漏電動作時間

指從突然施加額定漏電動作電流起，到保護電路被切斷為止的時間。例如30 mA×0.1s的保護器，從電流值達(dá)到30 mA起，到主觸頭分離止的時間不超過0.1s。

3、額定漏電不動作電流

在規(guī)定的條件下，漏電保護器不動作的電流值，一般應(yīng)選漏電動作電流值的二分之一。例如漏電動作電流30mA的漏電保護器，在電流值達(dá)到15mA以下時，漏電保護器不應(yīng)動作，否則因靈敏度太高容易誤動作，影響用電設(shè)備的正常運行。

4、其他參數(shù)

如電源頻率、額定電壓、額定電流等。

六、漏電保護器的選用

1、按使用目的選用

1）以防止人身觸電為目的，安裝在線路末端，選用高靈敏度，快速型漏電保護器。

2）以防止觸電為目的，與設(shè)備接地并用的分支線路，選用中靈敏度、快速型漏電保護器。

3）用以防止由漏電引起的火災(zāi)和保護線路、設(shè)備為目的的干線，應(yīng)選用中靈敏度、延時型漏電保護器。

2、按供電方式選用

1）對于電源變壓器中性點不接地的供電系統(tǒng)，應(yīng)選用電壓動作型漏電保護器。

2）對于電源變壓器中性點接地的供電系統(tǒng)，應(yīng)選用電流動作型漏電保護器，并且兩相鄰分支線路應(yīng)有各自的專用中性線。

3）單相220V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用單極二線或二極二線漏電保護器。

4）三相三線式380V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用三極三線漏電保護器。

5）三相四線式380V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用三極四線或四極四線漏電保護器。

6）在選定漏電保護器的極數(shù)時，必須與被保護線路的線數(shù)相適應(yīng)。漏電保護器的極數(shù)是指內(nèi)部開關(guān)觸頭能斷開導(dǎo)線的根數(shù)，如三極漏電保護器，是指開關(guān)觸頭可以斷開三根導(dǎo)線，而單極二線、二極三線、三極四線的漏電保護器，均有一根直接穿過漏電檢測元件而不斷開的中性線，在保護器外殼接線端子標(biāo)有“N”字符號，表示連接工作零線，此端子嚴(yán)禁與PE線連接。

7）應(yīng)當(dāng)注意：不宜將三極漏電保護器用于單相二線(或單相三線)的用電設(shè)備，也不宜將四極漏電保護器用于三相三線的用電設(shè)備，更不允許用三極三線漏電保護器代替三極四線漏電保護器。

七、漏電保護器的安裝

1、安裝前的檢查

1）安裝前應(yīng)檢查低壓系統(tǒng)的對地絕緣電阻。

2）安裝前必須檢查漏電保護器的銘牌標(biāo)志和使用說明書。

3）安裝前檢查漏電保護器的極數(shù)、額定電壓、額定電流、額定漏電動作電流的分?jǐn)鄷r間等參數(shù)是否與所選定的一致。

4）安裝前檢查漏電保護器的合閘性能。可在不接通電源的情況下，將漏電開關(guān)合上，用萬用表R×1擋測量觸頭的接觸電阻應(yīng)為零。

2、安裝場所

1）新、改、擴建工程和重大工程項目使用的各類低壓用電設(shè)備、插座以及現(xiàn)有的用電設(shè)施和用電設(shè)備，對觸電、防火要求較高的場所和觸電危險性大的用電設(shè)備，均應(yīng)安裝漏電保護器。

2）對新制造的低壓配電柜（箱、屏）、操作臺、試驗臺及機床、起重機械、各種傳動機械等機電設(shè)備的動力配電箱，應(yīng)優(yōu)先采用帶漏電保護的電氣設(shè)備。

3）建筑施工場所、臨時線路的用電設(shè)備、除III類外的手持電動工具和移動式生活用電器，以及其它移動式用電設(shè)備，必須安裝漏電保護器。

4）潮濕、高溫、金屬占有比例大及其它導(dǎo)電良好的場所，其用電設(shè)備必須安裝獨立的漏電保護器。

5）漏電保護器應(yīng)安裝在無腐蝕性氣體、無強磁場干擾、無爆炸危險的場所，并應(yīng)注意防潮、防塵、防振和防止陽光直射。

3、安裝位置

漏電保護器在用電線路里的位置，除了裝在電氣設(shè)備內(nèi)部的情況，原則上須裝設(shè)在分配電盤的電源側(cè)或分配電盤內(nèi)。安裝在電源進戶處時，可裝在電度表或總閘刀的后面，安裝前應(yīng)先斷開電源。

1）裝在線路干線上

保護范圍大，但動作電流大，故障后停電范圍大，故障點不易查找。

2）裝在分支線路上

動作電流小，故障后停電范圍小。

3）同時裝在干線和支線上

上下兩級漏電保護器的額定電流之比為2.5~3.0，上級漏電保護器的動作時間較下級動作時間增加一個動作級差，約為0.2s。

4、安裝方向

有的漏電保護器性能會隨著安裝方向的不同而有所變化，應(yīng)注意具有過電流脫扣特性的接地、過載兼短路保護的電磁式漏電保護器，會隨著安裝角度的不同而影響其產(chǎn)品性能。漏電保護器一般是以豎向或橫向安裝在與地面相對垂直的面上。

5、安裝方法

1）通有工作電流的導(dǎo)線包括工作零線在內(nèi)，均應(yīng)通過漏電保護裝置的零序電流互感器。但必須注意的是工作零線必須采用絕緣導(dǎo)線，并且不能兼作保護零線，否則將會引起誤動作。

2）使用漏電保護裝置后，被保護設(shè)備的金屬外殼仍應(yīng)采用保護接地或保護接零，以確保安全。

3）如上圖（a）所示，漏電保護裝置的保護專用零線及保護專用接地線不應(yīng)通過零序電流互感器，以免喪失其漏電保護功能；如上圖（b）所示，對于重復(fù)接地，不允許接在裝置的負(fù)載端，只能接在電源端。下圖為漏電保護裝置常見的錯誤接法。

6、安裝接線

1）對標(biāo)有“電源”和“負(fù)載”的漏電保護器，安裝接線必須加以區(qū)別。電源進線應(yīng)接在漏電保護器的上方，即外殼標(biāo)有“電源”或“進線”的一方；出線應(yīng)接在下方，即標(biāo)有“負(fù)載”或“出線”的一方。

2）對于單相三極和三相四極產(chǎn)品，中性線要連接在產(chǎn)品指定極上。

3）在電源、負(fù)載線路連接的端子處，連接必須緊固可靠。

4）組合式漏電保護器的外部連接控制線應(yīng)采用銅芯導(dǎo)線，其截面積不小于1.5mm2。

5）對于單相二線(220V)負(fù)載，使用的單相二極漏電保護器，接法如下圖所示，應(yīng)按輸入端、輸出端和相線、中性線標(biāo)志進行連接。

6）對于三相三線、四線或五線(380V)負(fù)載，應(yīng)分別采用三相三極或三相四極漏電保護器。如果采用三相三極漏電保護器，其檢驗按鈕的兩端應(yīng)接在不同的相線上，如下圖(a)所示。

如果采用三相四極漏電保護器，檢驗按鈕的一端應(yīng)接在中性線上，另一端接在相線上，如上圖(b)所示。這樣，它們均可保持“檢驗按鈕”的作用。

7、安裝時的注意事項

1）漏電保護器負(fù)荷側(cè)的中性線不得與其他回路共用。

2）線路或電氣設(shè)備漏電電流必須控制在允許范圍內(nèi)，若超出范圍，應(yīng)及時處理線路或電氣設(shè)備的絕緣。

3）電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)有保護接地，接地電阻應(yīng)符合要求。

4）三相負(fù)荷應(yīng)力求對稱供電，盡量減少與不對稱負(fù)荷引起的不對稱電流。

5）漏電保護器保護范圍較大時，為便于尋找故障點和縮小故障時停電范圍，應(yīng)在配電網(wǎng)中適當(dāng)?shù)攸c裝設(shè)分段、分支開關(guān)。

八、漏電保護器運行前的檢查試驗

1、分明手柄和按鈕的標(biāo)志

有漏電、觸電指示的，如需要復(fù)位的必須先經(jīng)復(fù)位后才能使漏電保護器重新投入運行。

2、檢查接線正確與否

漏電保護器負(fù)載側(cè)所接的負(fù)載，不得與未經(jīng)該漏電保護器的任何相、中性線有電氣連接。即用電設(shè)備不得借用中性線或公共零線。

3、利用檢驗按鈕驗證漏電保護器能否正確動作

1）使漏電保護器在空載情況下接入電源，然后按動檢驗按鈕，檢查能否正確動作。

2）在帶負(fù)荷的情況下，分、合閘3次應(yīng)無跳閘現(xiàn)象。

3）用漏電保護器的檢驗按鈕試驗3次，均應(yīng)正確動作。

4）逐相用試驗電阻做接地動作試驗，均應(yīng)正確動作。

九、漏電保護器誤動作的原因及防范措施

1、漏電保護器誤動作的原因

1）用電裝置原來采用保護接零卻出現(xiàn)了接地。

2）零線合用或與該漏電保護器以外的電氣回路互相借用零線。

3）線路安裝不規(guī)范，如相線、零線混接等。

4）三相四線制負(fù)載使用了三極三線的漏電保護器。

5）漏電保護器接線不合理，如有指定極的未按規(guī)定接線。

6）分級保護時，上下級配合不當(dāng)?shù)取?/p>

2、漏電保護器防誤動作的措施

1）漏電保護器電源側(cè)接線端子處標(biāo)有符號時，應(yīng)按指定位置接線。

2）在三相四線制電路中，特別是照明與動力共用的線路中，為避免接線錯誤而引起誤動作，可將照明與動力線路分別安裝單相和三相漏電保護器，使其分別供電，避免相互干擾。

3）在施工工地應(yīng)避免多路負(fù)載共用一臺漏電保護器而引起頻繁動作的情況，應(yīng)將分支線路單獨安裝漏電保護器。

4）每臺漏電保護器保護范圍內(nèi)的電氣設(shè)備不能和保護范圍以外的電氣設(shè)備共用一組接地裝置。

5）為避免由于電磁感應(yīng)的干擾使漏電保護器誤動作，應(yīng)盡可能縮短線路長度并將導(dǎo)線穿入管子，采用屏蔽或部分屏蔽措施進行接地。

6）分級保護時，每一分支線路必須用自己的工作零線。上、下級漏電保護器的額定漏電動作電流與分?jǐn)鄷r間應(yīng)互相配合，額定漏電電流級差應(yīng)為1.2～2.5倍，時間級差0.1～0.2S。另外，單相負(fù)荷應(yīng)盡量平均分配到三相電源上，偏差大時應(yīng)及時調(diào)整，使各相漏電電流大致相等。

7）對于保護接零供電系統(tǒng)，若使用單相或三相四線的漏電保護器時，其重復(fù)接地只能接在漏電保護器的電源端而不允許接在負(fù)載端。否則，會因部分工作電流通過重復(fù)接地進入大地而造成誤動作。重復(fù)接地的接法如下圖所示。

8）不論是單相三線制、三相四線(或五線)制的供電方式，應(yīng)將漏電保護器負(fù)載側(cè)使用的中性線通過漏電保護器的零序電流互感器，不得將其跨接或并聯(lián)跨接至負(fù)載側(cè)。同時要注意，電路的中性線必須從漏電保護器的負(fù)載側(cè)對大地絕緣。漏電保護器的電源中性線接法如下圖所示。

9）為防止雷電感應(yīng)過電壓和操作的瞬時過電壓等引起漏電保護器誤動作，除提高不同相之間的絕緣、采用抑制沖擊電壓的保護元件或?qū)γ摽燮鞯妮斎腚娐愤M行屏蔽措施外，可采用延時型或沖擊電壓不動作型漏電保護器。

10）因電動機啟動電流和開關(guān)瞬時脫扣裝置的不協(xié)調(diào)而引起漏電保護器誤動作，預(yù)防措施是使用適合電動機啟動特性的過電流漏電保護器。

十、漏電保護器故障的排除與處理

1、漏電保護器在使用中如出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時查明原因，弄清究竟是由設(shè)備線路漏電還是漏電保護器內(nèi)部元件故障引起的。如果涉及到漏電保護器本身的滑扣、拒扣、不耐振、觸頭不緊、不能合閘或合閘緊、不動作、自動作、過溫動作、動作點過低或過高、手柄靠偏、跳扣與按鈕復(fù)位差或不復(fù)位及按鈕不良等情況，要弄清是屬于產(chǎn)品質(zhì)量問題還是與使用不當(dāng)?shù)绕渌闆r有關(guān)。

2、一般檢查順序如下：

1）電源電壓是否合適；
2）漏電保護器的端子連接是否可靠；
3）在負(fù)載側(cè)的線路里有否接地之類的故障；

4）在其附近有否發(fā)生故障的設(shè)備；

5）漏電保護器自身是否正常。

3、通過檢查，查明產(chǎn)生異常情況的原因，從而有針對性地排除故障。如果問題出在漏電保護器本身，則必須更換新的，使負(fù)載線路恢復(fù)正常供電。對更換下來的漏電保護器，應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格的檢查、保養(yǎng)、維修，不能修復(fù)的，應(yīng)當(dāng)報廢。嚴(yán)禁使用修復(fù)后未經(jīng)復(fù)查的漏電保護器。