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摘 要：通过对低压漏电维护装置的体系钻研及实验，剖析设计并制造了一种新型无触点漏电维护装置，在试验室及实际利用中充沛证明其安全可靠、后果精良。

要害词：触电；零序电流；矢量和；无触点；双向晶闸管；自检功效

中图分类号：TM403 文献标识码：B

Low Voltage Leakage Protecting Device of

New Type Non—contact

JIA Chuan—sheng,ZHU Xue—xia,CHAI Yan—li

(Engineering Institute，Xuzhou Normal University，Xuzhou Jiangsu 221011，China)

Abstract：Through systematic study and test to low voltage leakage protecting device，a new leakage protect—ing device of non—contact is analyzed，desiged and developed.It has been fully proved to be safe，reliable and good effect in the laboratory and practical application．

Key words：electric shock；zero sequence current；vector sum；non—contact；bidirectional transistor；self—checking function

1 引言

随着工业科学技能的不断发展，电气化、主动化程度也在不断进步，电能在各个范畴中得到越来越普遍地利用。电力电能有很多长处，如使用便利、传输快捷、容易操纵、易于转换、损耗少、效力高、没有污染等，是现代社会中使用最普遍、最干净的二次能源。与此同时，人们接触电气装备的时机也随之增添，因此增添了触电事故的机率，给国度和公民的性命财产造成了宏大的丧失。

触电事故是指人的身材某一部位接触到电气装备的带电部分而引起局部受伤或去世亡的现象。它可以分为电击与电伤两种类型。所谓电击是指电流通过人体的内部，当电流到达必定数值后，破环人体的心脏、肺部以及神经体系的正常工作。如果不能立即脱离电源，便会造成呼吸艰难，心悸出汗心脏麻木，严重时将危机人的性命；电伤也叫点灼，它是指由电流的热效应、化学效应或机械效应对人体造成的危害，它可伤及人体的内部甚至骨骼，还会在人体表面留下触电的伤痕。电伤往往是由高压触电造成的，而低压触电造成电击的机率偏高，生发生活中所产生的触电去世亡事故，大多是电击造成的。因此钻研可靠的低压漏电维护装置显得尤为首要，国度对用电安全有强迫性的请求，在许多场所安装了剩余电流维护器，即漏电维护。

2 漏电维护装置的基础工作原理

2.1 漏电维护装置。漏电维护装置在呈现人身触电或装备漏电时，能在规定的光阴切断电源或发出警报，从而避免酿成人身触电伤亡事故。遵照其维护的工作原理，低压漏电维护装置可分为电压动作型和电流动作型。

2.2 电压动作型漏电维护装置。电压动作型低压漏电维护装置的基础工作原理是将一个检测线圈串联在变压器低压侧的中性点和接地极之间，当低压体系产生触电事故时，电源通过相线、人体、大地及漏电维护装置的检测线圈，构成—个闭合回路，同时在变压器中性点和大地之间呈现一个故障电压，当这个故障电压到达必定值时，检测线圈就推进脱扣机构，使主开关动作把电源切断。漏电维护装置的检测元件，有的是一个简略的检测线圈，直接带一个脱扣机构来操纵主开关，称为单级式；有的是一个敏锐继电器的触点来操纵主接触器，称为双级式。电压动作型漏电维护装置只能操纵单台变压器三相均衡性负载，直击雷或感应雷击时，电压线圈容易销毁，不能作为直接接触维护和分级维护。

2.3 电流动作型漏电维护装置。电流动作型低压漏电装置重要由零序电流互感器、脱扣机构和主开关组成。零序电流互感器是一个检测元件，可以安装在变压器中性点与接地之间，也可以安装在干线或分支线上，构成分级维护。当产生人身触电或接地漏电等事故时，在零序电流互感器上将会发生电流，使脱扣线圈动作。因为当正常用电时，单相或三相供电电流从电源的端流出，经过导线，用电装备回到电源形成回路，也就是在电源端或用电装备端电流的流进等于流出，其电流矢量和为零。故障状况时，有一部分故障电流不是通过导线回到电源端，而是通过大地回到电源端，为此在零序电流互感器就会感应出故障电流，使开关动作切断供电电源。它既可以作为全体系的总维护器，也可以分级安装，实现分路，分级维护，而且不要转变电网运行方法，动作可靠性高。

2.4 电流动作型和电压动作型利用对比。由于电压动作型漏电维护装置有着不可战胜的毛病，近几年来已被电流动作型所代替。目前世界各国开发的低压漏电维护装置绝大部分是电流动作型漏电维护装置，即剩余电流动作维护装置。电流动作漏电维护装置有两种工作类型：电子式和电磁式。电磁式漏电维护装置不须要帮助电源，只要有剩余电流呈现，维护装置都能动作，但工艺较繁杂，价钱较高。电子式维护装置的电子检测电路，放大实行电路须要帮助电源，在帮助电源正常时，维护装置才气可靠动作。

3 低压漏电维护装置的现状

3.1 部分假冒伪劣产品充满市场

笔者在调研历程中，从电子市场购置了一些低压漏电维护装置，呈现了部分假劣产品。

如图1所示，该产品从外表上反省完整符合请求，合上开关K，电源接通，按下漏电维护实验按钮SB1开关跳开。其原理不需多述，一旦安装使用，在呈现人身触电事故时，它基本起不到维护作用。人命关天，建议用户在购置时不可贪图廉价。与此同时，建议工商、质检部门要针对该类产品全面打假。

图1 假冒低压漏电维护装置原理图

3.2 DZ系列低压漏电维护装置存在的问题

如图2所示为利用较普遍的DZ系列低压漏电维护装置的工作原理，它是通过国度质检部门检测的正规产品，在电路正常使用时，零序电流互感器LH二次绕组无输出信号，维护装置不动作。当电路产生漏电或人身触电事故时，只要漏电或触电电流到达漏电维护装置的动作电流值时，零序电流互感器二次绕组输出一个信号，使线路中的晶闸管VT1被触发导通，整流桥被短接，使得漏电脱扣器TQ中流过一个较大的电流，脱扣器动作，主动断开电路，切断电源的火线，起到维护作用。

图2 系列低压漏电维护装置原理图

该装置动作电流Idz＝30mA，动作光阴t＝0.1s。经过理论剖析和多次实验，证明它存在如下几个方面的问题：(1)当零线N断线或接触不良时，此时若产生人身触电事故，会形成火线，人体电阻，大地，变压器中性点的电流回路，但是TQ没有跳闸电源开关无法跳开火线，起不到维护作用，此时火线一直有电，这种情形是非常危险的；(2)当零线、火线接错时，若产生人身触电，装置会跳开零线，维持火线有电，增大了人体触电去世亡的可能性；(3)目前同类产品鱼目混合，唆使功效不齐全；(4)该产品的内部重要元器件，如跳闸线圈机构卡塞，晶闸管VT1、整流桥VD1～VD4等缺乏必要的自检功效，一个元件出了问题，维护即失效，并不切断电源，在此种情形下若产生人身触电事故是很危险的；(5)和其它电子式漏电维护装置一样，只有在帮助电源正常时，维护装置才气可靠动作，一旦帮助电源出了问题，它将失去维护功能。

图3 新型无触点低压漏电维护装置原理图

R1、CR2、C2—晶闸管阻容接收装置；VT1、VT2—双向晶闸管，B1、B2—MOC304l光电耦合器；SB1—复位送电按钮，SB2—漏电实验按钮；LH—零序电流互感器；VD1～VD4—整流二极管；LED1—送电唆使发光二极管；VG54123—集成块，R10—人体模仿电阻：E—可充电电池，R11—压敏电阻；V1—稳压二极管，VT3—seR晶闸管

4 新型无触点漏电维护

4.1 工作原理：电源正常工作时，此时按下送电复位按钮SB1，电池E通过VD6，SB1，光电耦合器B1，B2触发双向晶闸管VT1、VT2。VT1、VT2导通，发光二极管LED1发出红光，阐明送电正常，负载能够正常工作，松开按钮SB1，此时交换220V经过R7，C3降压，VD1～VT4的整流，电容C4的滤波，为光电耦合器B1、B2供应一个直流电源，使双向晶闸管VT1、VT2能够继续坚持导通，值得阐明的是电容c4的电容值又不能选择太大，否则影响低压漏电维护装置的动作光阴。

4.2 触电维护原理：当人体触及火线或火线本身绝缘不好时，火线和零线上的电流矢量和不为0，这时零序电流互感器LH的二次线圈就发生一个感应电流信号，当漏电电流大于10mA时，该信号经过集成块VG54123放大，触发可控硅VT3使其导通ab两端电压为1V，从而光电耦合器B1、B2截止，双向晶闸管VT1、VT2关断、切断电源，起到漏电维护作用，漏电维护动作光阴t<0.1s。R1C1R2C2辨别为双向晶闸管VT1、VT2的过电压维护，压敏电阻R11用于负载侧的过电压维护。

4.3 漏电维护实验：送上电源后，按下复位送电按钮SB1，电源唆使灯LED1发光，阐明电源正常。按下实验按钮SB2，通过人体模仿电阻R10构成回路，此时双向晶闸管VT1、VT2应立即关断，唆使灯LED1熄灭，阐明线路工作正常，按下复位送电按钮SB1，VT1、VT2同时触发导通，负载可以正常工作。

5 收场语

新型无触点漏电维护装置和目前同类产品相比，它的长处非常显明：(1)当产生断零线或断火线时，双向晶闸管VT1、VT2同时关断，切断电源，确保安全供电；(2)送电后电源唆使灯LED1发光具有唆使功效；(3)动作电流Idz=10mA，动作光阴t<0.1s，敏锐度高，动作光阴快；(4)重要元件如VT1、VT2、B1、B2、VD1～VD4、VT3等具有自检功效，即某一元件呈现故障，能够保证敏捷切断电源，确保只要供电，漏电维护就能正常工作；(5)主回路和操纵回路间通过光电耦合器进行衔接，大大进步了线路的抗干扰才能；(6)战胜了传统的电子式漏电维护装置只有帮助电源正常时维护器才气动作的毛病，无触点低压漏电维护装置当帮助电源不正常工作时会立即切断电源，实现维护；(7)该线路经过多次设计和改良，设计较奇妙，停电状况下操纵回路没有电，下降了电耗，进步了装置寿命。

随着人们生涯程度的进步，对用电请求越来越高，既保障了人们用电便利，又要保障用电安全。低压漏电保装置能够保障人身安全及防止漏电故障，我们开发钻研出的无触点低压触电维护装置，通过三年多的实验和实际安装使用，证明它具有可靠性高，免于保护，动作光阴短，能够确保安全用电，尤其实用于居民家庭和试验室安装使用。

参考文献

[1] 李奎，陆建，智能化漏电维护钻研[J].《机床电器》，2002(4)

[2] 贾传圣，姜来东.一种新鲜的低压漏电维护装置[J]《电气开关》2002(2)

[3] 王兆安，黄俊.电力电子技能[M].机械工业出版社，2002.

作者简介：贾传圣，1962年12月诞生，副教授，高档工程师，徐州师大工学院电气工程教研室主任，优良骨干教师，曾在国内中心核心期刊发表论文40余篇。2001年为上海交通大学机器人钻研所走访学者。重要钻研方向：工业电器工程、数控及盘算机操纵等。