漏电保护装置的检验

谈起重机漏电保护装置的检验

摘要：通过对起重机低压漏电保护装置的分析，探讨漏电保护装置的检验方法

关键词：漏电保护装置工作原理检验方法

起重机械工作环境恶劣，尤其露天用起重机械经风吹日晒，电气设备容易老化绝缘降低，造成漏电，易发生人身触电事故。低压配电系统中装设漏电保护器(剩余电流动作保护器，简称RCD)是防止电击事故的有效措施之一，也是防止漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。在起重机检验规程中要求起重机必须安装漏电保护器，但在检验方法中都没有涉及如何对其进行检验。因此，想撰文探讨该项目的检验方法。

在探讨漏电保护器检验方法之前，有必要先概述一下漏电保护装置的类型、组成、工作原理和不同供电系统的安装要求。

1、类型、组成和工作原理

1.1类型

所谓漏电保护器是指当电路中的漏电电流超过允许值时，能够自动切断电源或报警的漏电保护装置，包括各类漏电断路器、带漏电保护的插头(座)、漏电保护继电器、漏电火灾报警器、带漏电保护功能的组合电器等。

按反映信号的种类，漏电保护器可分为电压型和电流型两大类。目前，国内外广泛使用的是电流型漏电保护装置。根据《漏电流动作保护器》GB6829－86 分类规定，按极数和线数可分为：单极二线漏电保护器；二极漏电保护器：二极三线漏电保护器；三极漏电保护器；三极四线漏电保护器；四极漏电保护器。

按过电流保护分类：不带过电流保护的漏电保护器，典型的

产品有FIN(电磁式)、DZL18(电子式)等；带过流保护的漏电保护器；带短路保护的漏电保护器；带过载和短路保护的漏电保护器，典型产品有DZ15L系列、AB62型、FI/LS型(电磁式)和DZ10L 型、S-L系列(电子式)等。

1.2 漏电保护装置的组成

其构成主要有三个基本环节，即检测元件、中间环节(包括放大元件和比较元件)和执行机构，其次，还具有辅助电源和试验装置，见图1

图1 漏电保护装置方框图

（1）检测元件。它是一个零序电流互感器，被保护主电路的相线和中性线穿过环行铁心构成了互感器的一次线圈N1，均匀缠绕在环行铁心上的绕组构成了互感器的二次线圈N2。检测元件的作用是将漏电电流信号转换为电压或功率信号输出给中间环节。

（2）中间环节。其功能是对检测到的漏电信号进行处理。中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器(或继电器)等。不同型式的漏电保护装置在中间环节的具体构成上型式各异。

（3）执行机构。该机构用于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。执行机构多为带有分励脱扣器的自动开关或交流接触器。

（4）辅助电源。当中间环节为电子式时，辅助电源的作用是提供电子电路工作所需的低压电源。

（5) 试验装置。这是对运行中的漏电保护装置进行定期检查时所使用的装置。通常是用一只限流电阻和检查按钮相串联的支路来模拟漏电的路径，以检验装置能否正常动作。

1.3电流型漏电保护器的工作原理

电流型漏电保护器所检测到的是剩余电流既被保护电路内相线和中性线电流瞬时值的代数和（其中包括中性线的三相不平衡电流和谐波电流），此电流既为正常时的泄露电流和故障时的接地故障电流（见图2）。在被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电的情况下，由克希荷夫定律可知，通过TA一次侧电流的相量和等于零。即 I L1+I L2+I L3+I N＝0此时，TA二次侧不产生感应电动势，漏电保护装置不动作，系统保持正常供电。

当被保护电路发生漏电或有人触电时，由于漏电电流的存在，通过TA一次侧各相负荷电流的相量和不再等于零，即I L1+I L2+I L3+I N≠0产生了剩余电流，TA二次侧线圈就有感应电动势产生，此信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线TL通电，驱动主开关GF自动跳闸，迅速切断被保护电路的供电电源，从而实现保护。

图2 电流型漏电保护器工作原理图

2、不同的供电系统对漏电保护的安装要求

造成漏电保护装置的误动和拒动的因素很多，排除选型和装置本身的原因外，大多原因是安装和接线错误，使中性线不经漏

电保护装置或中性线直接与保护地线连接，导致RCD误动作。

2.1用于TN供电系统的要求

所谓TN供电系统是指电力系统中性点直接接地，电气装置

的外露可导电部分通过保护线与该接地点相连接。TN系统中根据中性线与保护线的连接方式可分为TN-S、TN-C、TN-C-S系统。TN-S系统是指整个系统的中性线与保护线是分开的；TN-C 系统是指整个系统的中性线与保护是合一的；TN-C-S系统是指系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的。

《漏电保护器安装和运行》中规定“在TN系统中，当电路发生绝缘损坏故障，其故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时，需装漏电保护器”；《起重机监督检验内容要求与方法》中对塔式起重机要求“整体金属结构的接地型式应采用TN-S接地系统，并设漏电保护器”。

漏电保护器用于TN系统时的接线方法如图3（a）和图3（b）所示。

L1

L3

N 图3（a）漏电保护器用于TN-S系统时的接线方法

L1

L3

N

图3（b）漏电保护器用于TN-C-S系统时的接线方法

TN-S系统的中性线必须和相线一起穿过RCD的电流互感器，但TN-S系统的PE线则不得穿过，如果穿过，当发生接地故障时，相线和PE线的故障电流在电流互感器中感应的电磁场互相抵消，RCD将检测不出故障电流而不动作。

在TN-C供电系统中，工作零线N和保护零线PE公用一根零线，通过了RCD，当接零负载设备漏电时，出现相—零短路电流使熔断器熔断，动作灵敏的RCD却没有动作，这是接线错误造成的。正确地安装方法应该是，在三相四线制进户线处，首先对零线重复接地；从重复接地处拉出一根专用保护零线PE，和工作零线N相互独立，改进户线为三相五线制供电既TN-C-S 系统；中性线穿入RCD，PE线直接接设备的外露导电部分，这时RCD才能检测出接地故障电流，RCD后的中性线不应接地或接另一回路。

在采用漏电保护器的TN系统中，使用的电气设备外露可导

电部分可根据电击防护措施具体情况，采用单独接地，形成局部TT系统，见图3（a）和图3（b）中的方框部分。

2.2 用于TT供电系统的要求