漏电保护器常识与专用IC电路介绍

漏电保护器常识与专用IC电路介绍

漏电电流和漏电保护器的介绍漏电电流；国际有关权威机构《国际电工委员会（IEC755）》规定为：剩余电流。准确的定义为：接地性故障电流。漏电保护器是俗称，准确的名称是：剩余电流动作保护器。由此可见；漏电保护器只能保护相线通过用电设备外壳或人体流入大地的“故障电流”，国家标准GB6829—95《剩余电流动作保护器的一般要求》中有关条款建议生产厂家在产品说明书中写明：“漏电保护器对于被保护电路两线所引起的触电危险；不能进行保护。”说明其保护范围很局限。漏电保护器分为两种类型，一种是漏电继电器；一种是漏电断路器（俗称漏电开关）。从其检测型式上分为电压型和电流型，电压型因误动作率高、检测精度低；早已被淘汰。电流型又分为电磁式和电子式。电磁式因生产成本高、对运行条件要求较高；而难于被市场接受，只有特殊场所使用。电子式生产成本低、检测精度高、误动作率很低而被市场所认可，是目前被广泛应用的漏电保护器材。根据国家标准GB6829—95中有关规定；漏电保护器的动作时间分为快速动作型和延时动作型，快速动作型的动作时间：＜0.2秒，用于分路保护。直接保护人体或单台用电设备保护的动作时间：＜0.1S。延时动作型的动作时间=动作时间≤0.2秒+延时时间，延时时间可从0.2秒、0.4秒、0.8秒、1秒、2秒等几档中选择。多用于低压电网分路保护和总保护。电子式漏电保护器的电路组成有分立元件和专用集成电路两种形式，分立元件电路主要由零序电流互感器和可控硅组成；最终负载是漏电保护器的分励脱扣线圈或中间继电器，控制分断主回路。专用集成电路主要有KY101、DL01、DL02、M54120、M54123L 等等，M54120、M54123L是日本三棱公司在上个世纪90年代初期投放市场的，M54123L被国内广泛使用。M54123L的封装形式有8脚单排和4脚双排两种，各脚功能相同，外围电路简洁，是本文介绍的重点。M54123L由稳压电路、基准电压发生器、差动放大器、和闭锁电路组成。稳压电路由两级稳压构成，适应电压范围广，③、⑧脚输入工作电压在12V至28V范围内均能正常工作，

M54123L本身静态时耗电0.4mA（12V）～7mA（28V）。差动放大器由①、②脚输入，①脚为基准电压端，②脚比较信号输入端，与零序电流互感器二次绕组输出端连接，①、②脚输入信号电压最小为4mV，最大为9mV，典型值为6.1mV，④脚是差动放大输出端。⑤、⑥、⑦脚组成闭锁电路，⑤脚闭锁信号输入，⑥脚外接电容作为抗干扰吸收端，⑦脚为闭锁电路输出端，驱动可控硅控制极。M54123L的工作过程：零序电流互感器的一次线就是被保护侧主回路的所有相线和零线，1匝。当被保护侧某一相线对大地产生漏电流时；该漏电流对零序电流互感器激磁，零序电流互感器的二次绕组产生漏电信号电压，为①、②脚提供输入。当漏电流≥漏电保护器的整定值时，比如：30mA；M54123L的④脚对⑤脚输出高电位信号，⑦脚输出高电位驱动可控硅导通，分励脱扣器动作，导致断路器跳闸，被保护侧主回路停电。M54123L输入灵敏度高，反映速度快，一但⑤脚得到≥0.7V触发电压；⑦脚输出高电位就被锁定。此时，即便⑤触发电压消失；⑦脚依然输出高电位，这说明了它的可靠性，复位方法是切断⑧脚电源。典型电路见图一。图一电路检测和控制部分可分别用于380V动力电路和220V 照明电路的漏电断路器中。零序电流互感器铁心一般用坡莫合金（型号是：1J85）薄板卷绕成圆形，有塑料外壳。用0.1mm左右的漆包线绕制600匝；包好绝缘制作完毕，穿过主回路低压电线后就成了完整的零序电流互感器了。可控硅最好

用CR03，但价格昂贵。一般厂家选用MCR100—8或BT169D等。M54123L 各脚在路对地电阻值见表一。M54123L各脚静态时和动态时各脚电压值见表二。（用500型万用表测量）表一引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 红表笔接地53K 53K 0 42K 42K 32K 6.5K 300K 黑表笔接地5.8K 5.8K 0 6.5K 6.5K 6.5K 6.5K 6.2K 表二引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 静态 2.2V 2.2V 0 0 0 0 0 22V 动态2.15V 2.15V 0 1.25V 1.25V 2.1V 0.7V 22V 在图一中M54123L④、⑤脚短封在一起构成了快速动作型电路，断路器的动作时间一般＜0.1S（S；秒），实际测量一般都＜50mS （mS；毫秒，1000 mS=1S）。如果在M54123L的④脚和⑤脚之间接入一个1MΩ～3MΩ的电阻；与C5构成了简单的RC延时电路，见图二。调整该电阻延时时间可达到0.1S～0.4S。由于M54123L各脚信号传递只是电压变换，电流仅几微安；所以这个RC延时电路温度漂移很大并且和额定漏电动作电流整定值相互牵连，调整很麻烦。用LM358双运放将M54123L④脚输出信号电压放大输出给RC延时电路，然后再经过一级放大后输出给M54123L⑤脚，有效的解决了这个问题，温度在-5℃～+45℃范围内动作电流值和动作时间都很稳定，见图三。图三中R8*是延时调整电阻，表3列出了不同的延时时间选用的R8*的阻值和整机动作时间。表3 延时时间（秒）R8 * 阻值整机动作时间（秒）0.2 300K 0.3±0.03 0.4 510K 0.5±0.03 0.8 1MΩ 0.9±0.03 在低压电网中，因为事故等原因；造成照明用电220V电压升高，对用电设备和居民家用电器造成损坏。如果在图一电路整流输出端加一分压电路；在分压点上接一只稳压管就使该电路增加了过电压保护功能。当分压点电压＞稳压管的稳压值时；稳压管导通，触发可控硅导通实现过电压保护，整机电路见图四。GB6829—1995标准中规定；漏电断路器的过电压保护值为：280V±10％，一般生产厂家整定值为280V。漏电断路器有了过压保护功能后；有效的避免了低压线路过电压对家用电器造成的损坏。三极漏电断路器只有三根相线没有零线，漏电断路器控制电路的工作电压比二极和四极漏电断路器提高160V左右，这需要可控硅有较高的阻断电压。一般小容量可控硅阻断电压较低，用两只可控硅串联解决了这个问题，局部电路见图五。没有漏电情况下；M54123L⑦脚输出低电位，V1不导通。R2、R3组成分压电路，使V2的控制极电位通过R1与阴极相等，V2呈阻断状态。被保护侧有漏电产生后，M54123L⑦脚输出高电位触发V1导通时；V2阴极电压开始下降，V2的控制极电位由于电容C两端电压不能突变而维持不变，V2电压继续下降。当V2控制极电位比阴极高出0.7伏时，V2也立即导通，使断路器的脱扣线圈有电流流过，脱扣器动作切断主回路。