漏电保护装置的原理

漏电保护是利用漏电保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。漏电保护装置又称为剩余电流保护装置或触电保安装置。漏电保护装置主要用于单相电击保护，也用于防止由漏电引起的火灾，还可用于检测和切断各种一相接地故障。漏电保护装置的功能是提供间接接触电击保护，而额定漏电动作电

流不大于 30mA 的漏电保护装置，在其他保护措施失效时，也可作为直接接触电击的补充保护。有的漏电保护装置还带有过载保护、过电压和欠电压保护、缺相保护等保护功能。

漏电保护装置主要用于 1000V 以下的低压系统，但作为检测漏电情况，也用于高压系统。

实践证明，漏电保护装置和其他电气安全技术措施配合使用，在防止电气事故方面有显著的作用。本节就漏电保护装置的原理及应用进行介绍。

电气设备漏电时，将呈现出异常的电流和电压信号。漏电保护装置通过检测此异常电流或异常电压信号，经信号处理，促使执行机构动作，借助开关设备迅速切断电源。根据故障电流动作的漏电保护装置是电流型漏电保护装置，根据故障电压动作的是电压型漏电保护装置。早期的漏电保护装置为电压型漏电保护装置，因其存在结构复杂，受外界干扰动作稳定性差、制造成本高等缺点，已逐步被淘汰，取而代之的是电流型漏电保护装置。电流型漏电保护装置得到了迅速的发展，并占据了主导地位。目前，国内外漏电保护装置的研究生产及有关技术标准均以电流型漏电保护装置为对象。下面主要对电流型漏电保护装置进行介绍。

1.漏电保护装置的组成

图 10-20所示为漏电保护装置的组成框图。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。

（1） 检测元件 它是一个漏电 （零序） 电流互感器，如图 10-21所示。图中，被保护主电路的相线和主性线穿过环行铁芯构成的互感器的一次线圈 N1，均匀缠绕在环行铁芯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 该环节对来自零序电流互感器信号进行处理。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，以检验装置是否正常动作。

2.漏电保护装置的工作原理

图 10-22所示为某三相四线制供电系统的漏电保护装置的工作原理示意。图中 TA 为零序电流互感器，GF 为主开关，TL为主开关的分励脱扣器线圈。下面针对此电路图，对漏电保护装置的整体工作的原理进行说明。

在被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电的情况下，由基尔霍夫定律可知，通过 TA 一次侧电流的相量和等于零，即这使得 TA 铁芯中磁通的相量和也为零。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，三相电流的平衡遭到破坏，出现零序电流，即：。这零序电流是故障时流经人体，或流经故障接地点流入地下，或经保护导体返回电源的电流。由于漏电电流的存在，通过TA 一次侧各相负载电流的相量和不再等于零，即产生了剩余电流。剩余电流是零序电流的一部分，这电流就导致了

TA 铁芯中的磁通相量和也不再为零，即在铁芯中出现了交变磁通。在此交变磁通作用下，TA 二次侧线圈就有感应电动势产生。此漏电信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关的分励脱扣器线圈 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。