浅谈带漏电功能的空气断路器使用技巧

浅谈带漏电功能的空气断路器使用技巧

乔木

中勘资源勘探科技股份有限公司，安徽淮北 235047

摘 要:本文浅谈漏电空开在使用中存在的主要问题、主要结构、工作原理、正确使用方式，以及安装变频器前端需要注意的问题。

关键词: 漏电空开；漏电保护；使用技巧

引言：低压配电系统使用空气断路器最多。它作为一种开关的控制电器，其功能有过流、过载保护。如今有一些带漏电保护功能的空气断路器应用较多。装设漏电保护器能防止人身触电事故的发生，防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故。带漏电功能的空气断路器，简称漏电空开，又叫漏电保护开关。用在设备发生漏电故障时及对有致命危险的人身触电进行保护。漏电空开适用范围为交流50Hz的380或220V电压，额定电流为5～400A。现多用电流型漏电空开，是以电路中零序电流的一部分作动作信号，以电子元件作为中间环节，以脱扣电磁铁作为动作机构的。动作灵敏度高，功能齐全，安装又简单。

1.漏电空开在使用中存在的主要问题

漏电空开的漏电保护规定，在《漏电保护器安全监察规定》中有详细的使要求。这种漏电空开在安装与使用过程中常发生一些不正常现象，比如经常跳闸无法正常使用，保护失效和烧毁等。经检查分析发现，除元器件自身质量问题，还大多与不能正确安装和使用有关。因此，漏电空开也存在安全隐患，并对安全生产和生命安全构成威胁。存在的主要问题：①选择参数不正确；②接线不正确；③选择形式不正确；④在变频器前端安装无故跳闸。为能正确使用漏电空开，首先就要对其结构和工作原理进行了解，如此才能避免这些问题。

2.电流型漏电空开的主要结构

①检测元件。它是一个零序电流互感器。在被保护的相线、中性线穿过环形铁心，则构成了互感器的一次线圈N_l，缠绕在环形铁芯上的绕组则为互感器的二次线圈N₂。无漏电发生时，流过相线、中性线的电流向量和等于零，在N₂上就不能产生相应的感应电动势；若发生漏电，相线、中性线的电流向量和不等于零，此时互感器二次侧产生感应电动势，该信号就会被送到中间环节进一步处理。②中间环节。该环节包括放大器、比较器。电子式结构时，它还要辅助电源提供电源。作用是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理，并输出到执行机构。③执行机构。该机构接收中间环节的指令信号，实施动作，自动切断故障处的电源。④试验装置。因漏电空开是一种保护装置，必须定期检查是否完好和动作可靠情况。该试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，达到检查装置是否正常动作功能的。空开漏电开关的内部结构见如图1所示。

3.漏电空开的工作原理

漏电是由零序互感器检测的，而零序电流互感器又是一种线路故障监测器，其只有一个铁芯和二次绕组。一次线圈是由三芯电缆(三相漏电开关)穿过互感器的铁芯窗孔，二次通过引线接至检测电路的。正常时，一次回路中三相电流基本平衡，所产生的合成磁通也接近零。互感器的二次绕组中不感生电流，只有一次线路中发生漏电故障时，一次回路中才产生不平衡电流(即零序电流)。在二次绕组中感生微小的电流，送入检测电路。从图l看出，电路正常时负载电流全部从零序互感器中流过，电流的矢量和为0，在互感器中不产生磁通，互感器无漏电信号输出，漏电空开也不动作。设备外壳漏电或有人触电时，就会有一部分电流经设备外壳或人体流入地下（图2），这部分漏电流不会从互感器流回电源。此时流过零序电流互感器的电流矢量和不为0，互感器中产生磁通，检测端有信号输出。漏电电流达到动作值时，检测电路会发出信号触发脱扣器，让其动作，切断电源，实现漏电保护。空气开关为手动合闸，事后必须重新合闸。

4.漏电空开的正确使用方式

1）漏电空开的额定漏电参数要正确选择。在发生触电或泄漏电流超过允许值时，漏电空开可有选择地动作；漏电空开在正常泄漏电流作用下不应动作，以防止供电中断。低压主供电线路一般不必安装漏电空开，只在与设备较近的控制柜内安装。集中控制柜安装的漏电空开，额定漏电动作电流应满足如下条件：①为保证人身安全，额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值（＜30mA）；②为保证电网可靠运行，额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流；③为保证多级保护的选择性，下一级应小于上一级额定漏电动作电流，其电流应有级差（1.12～2.15倍）。

2）一些错误的接线。主要有以下几种：①不规范接线。即将插座的零线N端子误连接上保护接地(PE)端子。②错误使用漏电空开。即错误的使用了三相三线制漏电空开。因零线没经过漏电空开，检测的不是漏电电流而是三相不平衡电流。 ③两只或多只漏电空开线路混连。即在一个低压配电柜内安装多只漏电空开时，即分不清线路，随意找到一根相线(火线)和中性线，就接上负载。等接通后两个漏电空开内部电流互感器都发出漏电信号，致使都跳闸。④重复接地错误。在中性点接地系统中，中性线可重复接地。但在安装漏电空开的系统中，漏电空开的输出中性线则禁止接地。⑤将保护接零通过漏电空开。接零保护线通过漏电空开时，则保护线也通过其内部检测互感器。出现漏电时，因相线漏电流经接零保护线又回过检测互感器，使互感器检测不出漏电流，漏电空开也不动作。

5.需要注意的特殊问题——变频器前端安装漏电空开

安装变频器的场所，在安装前漏电空开承受电动机的直接启动电流，但接入变频器后就经常跳闸，且还查不到漏电原因和过流原因。从变频器的特点分析得知，变频器大多采用PWM技术，内部和线路上会产生高压、高频、大电流的干扰信号，工作期间高频泄漏电流较大。特别是送电瞬间，内部滤波电容器充电电流很大，使线路上感应电流瞬时值很大。通过变频器、电缆屏蔽等处的泄露电流出现瞬时脉冲，此时瞬间泄露电流远超过漏电空开的漏电整定值，使得空开产生了误动作跳闸。实际使用中一般还只考虑容量，泄露电流常被忽略，因此要特别注意这点。必须选择具有一定小延时动作的漏电保护空开，或适当增加漏电空开的漏电动作电流值来规避。

结束语：在漏电空开的安装位置上，试验按钮不能太高，要在便于操作的高度。因试验的目的是模拟人为漏电，强制使漏电保护跳闸，以验证是否能正常工作。试验要一月一次，出现失灵或不动作时应立即拆下修理或更换。操作时间每次不得超过1s，同时也不能连续频繁操作，以免烧毁试验电阻和线圈。总之，漏电空开的安装、使用和试验都应保持正确的方式。

参考文献：

[1]史峰.带漏电功能空气断路器的正确使用[J].铁法科技，2011，12（增刊）：265-269.

[2]都波，邢德喜.DES选择性漏电保护系统在电厂的应用[J].中国科技博览，2010，116.

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