新型漏电保护器的研究

张丙星（齐鲁医药学院，山东淄博，255213）

新型漏电保护器的研究

张丙星
（齐鲁医药学院，山东淄博，255213）

家用漏电保护器用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路时防人身触电和电气火灾的保护电器，一般安装于每户配电箱的插座回路上和全楼总配电箱的电源进线上，后者专用于防电气火灾。该研究针对现有保护器的弊端，对其进行研究创新，实现每月自动检测一次，正常工作后再自动复位合闸。从而最大限度保护居民人身及财产安全。

漏电保护器；定时器；计数器；自动复位

自从电被人类发明并应用电以来，电为人类和社会的发展起到了巨大的作用；反过来说，它给人类所带来的伤害也是无法言表的。它可能烧坏电器，引起火灾，还可能使人触电。于是一种设备应然而生，那就是保护器从而可以避免很多不必要的损失。所以在花样繁多的电器络绎不绝的同时，也诞生了各式各样的保护器。其中有一种是专门保护人的，称之为漏电保护器。漏电保护器就是平时所说的漏电开关，是安装在以防电路或电器绝缘受损发生对地短路时人身触电和电气火灾的保护电器。

漏电保护开关除了可以将主电路接通或断开以外，还可对漏电流进行检测和判断，当主回路中发生漏电或绝缘破坏时，漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。它与熔断器、热继电器配合可构成功能完善的低压开关元件。目前这种形式的漏电保护装置应用最为广泛，市场上的漏电保护器主要由三部分组成：检测元件、中间放大环节、操作执行机构。漏电保护器的工作原理是：将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。当用电设备正常运行时，线路中电流呈平衡状态，互感器中电流矢量之和为零（电流是矢量，若流出的方向规定为正方向，则返回方向为负方向，由基尔霍夫定律可知互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销）。电路正常工作时一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在故障点产生分流，此漏电电流经人体—大地—工作接地，返回变压器中性点（并未经电流互感器），致使互感器中流入、流出的电流出现了不平衡（电流矢量之和不为零），一次线圈中产生剩余电流。因此便会感应二次线圈，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源。起到保护电路从而保护人身安全。

1 存在问题及原因

由于漏电保护器在技术上就存在这些产生误动的可能性，会使漏电保护器的频动问题更加严重，更加复杂。从技术原理上分析，漏电保护器也存在可能产生拒动的技术误区：

（1） 当中性线产生重复接地时，会使漏电保护器产生分流拒动，而中性线重复接地点是很难找到的。

（2） 当电源缺相，所缺相又正好是漏电保护器的工作电源时，会产生拒动。

根据上面分析可以得出，漏电保护器在使用的过程中发生的频动和拒动问题，有客观的原因也有本身技术设计上面的误区。尤其是使用漏电保护器要求电网中性点必须接地，然而漏电保护器的技术误区大多与电网中性点接地有关：

其一，由于中性点接地，当相线偶尔接地时，会立即产生很大的泄漏电流，不仅增大电损，易引起火灾，更会加剧漏电保护器的频动。

其二，由于中性点接地，电网相线的支撑物常年承受相电压，因而支撑物被击穿，形成电网接地点，造成泄漏，引起漏电保护器频动。

其三，由于中性点接地，当人身触电时，会立即产生很大的电击流，对人的生命威胁非常大，即使有漏电保护器也是先遭电击，再动作保护，如果动作迟缓或失灵，后果会更加严重。

其四，由于中性点接地，电网对地分布电容接在回路中，会加大开关合闸时的对地冲击电流，造成误动。

其五，由于中性点已经接地，中性线发生重复接地很难被发现，中性线重复接地会使漏电保护器发生分流拒动和串流误动。

2 本研究装置解决问题及解决方案

漏电保护器的确存在着技术误区，而且这些技术误区与电网中性点接地是密切相关的，而使用漏电保护器时，电网中性点又不能不接地，因此在漏电保护器的技术思路内解决其频动、拒动问题是不大可能的。

还需特别指出两点：

（1） 当发生人体单相触电事故时（这种事故在触电事故中几率最高），即在漏电保护器负载侧接触一根相线（火线）时它能起到很好的保护作用。如果人体对地绝缘，此时触及一根相线一根零线时，漏电保护器就不能起到保护作用。

（2） 由于漏电保护器的作用是防患于未然，电路工作正常时反映不出来它的重要，往往不易引起大家的重视。有的人在漏电保护器动作时不是认真地找原因，而是将漏电保护器短接或拆除，这是极其危险的，也是绝对不允许的。

家用漏电保护开关要求“每月至少按一次”，它的作用是检查漏电保护功能是否完好，此漏电保护开关按钮在合上状态下每月按一次即模拟一次漏电，可以检验漏电保护开关功能是否完好有效；在按下的同时开关自动断开，则说明漏电保护开关功能完好，若不断开，则说明漏电保护功能已失效，应赶快更换。

但在实际生活中，很多人忽略这个问题，若此开关坏掉而又未被发现，则会导致电气线路会发热起火或产生强烈电弧引燃其它易燃物从而导致火灾事故的发生，直接威胁人们的生命财产安全。该保护器设计的目的除了能够实现过欠（失）压保护、过流短路保护、漏电保护外就是避免上述这种情况的出现。检验漏电保护器是否完好，能否正常工作。从而对生命财产安全有了更好地保障。为此，我们需要设计一个自动控制“每月按一次”的开关，解决人们所忽视的问题，保障用电的安全。并且使自动操作代替人为操作。

3 展望

本装置尽最大可能将各种保护功能集于一身，并通过定时器和计数器实现长定时从而控制时间，到达设定时间时，发出“指令”，使机械开关动作，完成“每月按一次”的任务，并且在保护器工作正常时经过延时继电器时间继电器的作用再实现复位从而减少不必要的损失。

该装置的功能弥补现了市面上使用的保护器的弊端。本装置一旦研制成功，通过试验使用基本达到要求时，将考虑申请技术专利。

[1]国家标准GB50096-1999（2003版）．

[2]PIC18F2420/2520/4420/4520数据手册.

[3]STC89C51RC/RD数据手册．宏晶科技公司．2006

The new research of leakage protection

Zhang Bingxing
（Qilu pharmaceutical college,Shandong Zibo,255213）

The leakage protector used in the circuit or electrical insulation damage to ground short circuit occurs the personal electric shock and electrical fire protection appliances, general installation in each socket back to the way of distribution box and QuanLou total distribution box of the power supply into line, which is dedicated to prevent electrical fires. Aiming at the disadvantages of existing protector, the study on the research and innovation, realize the automatic detection once a month, normal work after the automatic reset switch. Utmost to residents personal and property safety.

leakage protector, timers, counters, automatic reset

TM934.31

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张丙星（1978—），男，山东省德州市，讲师，医学影像系影像基础教研室主任，工程硕士，主要研究方向为电子自动化。