能否淺顯的解釋一下漏電保護開關是怎麼識別用電器正常工作還是意外漏電?

一直想不通,限流開關就很好理解了,檢測電流大小就行了,超過多少就斷電。

但是反過來,大電流不斷電,30mA就斷電怎麼實現的?

如果一個工作電流10mA的電器會引起跳閘嗎?

如果直接高電阻的發熱絲工作會被識別為短路漏電嗎?


題主,理解這個問題不需要看長篇大論,一句話就可以解釋清楚(需要學過克希霍夫電流定律)。

我們知道,電路是一個閉合的迴路,這邊有多少電流流進去,那邊就會有多少電流流出來,所以,只需要比較流過火線和零線的電流,如果發現兩者不相等,就說明一定有一部分電流走了其它路徑,那就是漏電流。


它測的是火線零線的電流差值。正常情況火線的電流全部從零線迴流了,正好抵消。有漏電的話這裡差值就不為零,差多少就是漏了多少。


來給題主進行一番既不淺但也不深奧的說明,如下:

1.漏電開關RCD的測量和工作原理

我們來看下圖:

從圖中我們看到從斷路器到用電設備的三相電源線和中性線都穿過零序電流互感器,而零序電流互感器的二次繞組經過RCD檢測和控制裝置處理後,去控制斷路器跳閘。

這就是漏電開關RCD的工作原理。

(提醒:注意看上圖,用電設備的外殼是直接接地的,且不與電源接地極相接,所以這種接地方式被稱為TT接地型式)。

設,三相電流分別是Ia、Ib和Ic。由於它們之間的相位差是120度,如果它們的幅值相等的話,那麼在正常情況下,三者的電流相量和等於零,即:

ar{I_{a} } 
+ar{I_{b} }  + ar{I_{c} } =0

我們還知道,N線電流也即中性線電流與三相電流有如下關係:

ar{I_{N}} =ar{I_{a} } 
+ar{I_{b} }  + ar{I_{c} } =0

N線電流等於零是自然的,因為這是三相平衡的直接結果。

現在,系統出現了漏電,假定就是A相電流。

現在會出現什麼結果?

由於A相部分電流流到PE線,再通過地網返回電源,於是A相電流變大了。但N線中的電流仍然是三相平衡電流的綜合值,因此有:

ar{I_{Phi }} =ar{I_{a} } 
+ar{I_{b} }  + ar{I_{c} } +ar{I_{N}} 
e 0

這裡的ar{I_{Phi }} 被稱為剩餘電流,它將驅動RCD執行漏電保護操作。

值得注意的是:在TT接地形式下,地網有一定的阻抗,因此接地電流也不大。如果採用TN下依靠斷路器來跳閘保護,則斷路器未必會動作。故而在TT下,IEC60364要求一定要安裝RCD。

關於接地型式與RCD的關係,後面會說。

2.漏電開關RCD中剩餘電流的動作問題

剩餘電流包括兩類不同類型的漏電電流,一類是因為電器設備絕緣破壞而產生的漏電電流,又稱為設備漏電電流;另一類是人體發生直接電擊時從人體上流過的漏電電流。

前者對低壓電網的消防和設備保護有重要意義,而後者則對人體保護有重要意義。

當人體接觸到帶電導體時,如果流過的電流為40~50毫安,且維持時間為1秒,則會對人體產生電擊傷害。在IEC60364標準中,將人體電擊傷害電流再乘以0.6的係數,得到50x0.6=30毫安電流,且定義此電流為人體電擊傷害的臨界電流值。

防止人體被電擊的剩餘電流動作保護器,就是我們常見的RCD漏電開關。

3.漏電開關的型式

漏電開關按動作型式可分為三種:

1)RCCB剩餘電流動作斷路器

剩餘電流動作斷路器不帶過載保護和短路保護,僅有漏電保護。

2)RCBO剩餘電流動作斷路器

RCBO剩餘電流動作斷路器帶過載保護和短路保護,還帶有漏電保護。

3)剩餘電流動作繼電器

剩餘電流動作繼電器無過載保護和短路保護,也不能直接合分電路,僅有漏電報警功能。一般與其它電器例如斷路器或者接觸器等等組合實現漏電保護功能。

漏電斷路器按測量和控制方式可區分為三種:電磁式漏電斷路器RCD、電子式漏電斷路器RCD和混合式漏電斷路器RCD。它們的區別是:

1)電磁式漏電斷路器RCD

電磁式RCD由零序電流互感器(零序電流互感器)、鐵芯、銜鐵、永久磁鐵、去磁線圈等組成斷路器的脫扣器。電磁式RCD的靈敏度較差,很難做到30毫安以下;從漏電開始到斷路器跳閘需要的時間在0.1秒以內,無延遲時間。

2)電子式漏電斷路器RCD

電子式RCD同樣安裝了零序電流互感器(零序電流互感器)。當發生漏電時,零序電流互感器二次繞組輸出漏電電流信號給電子測量元件,再通過電子元件將漏電信號放大後驅動中間繼電器或者斷路器的分勵線圈,使得開關電器或者斷路器跳閘。

3)混合式漏電斷路器RCD

發生漏電時,分相的零序電流互感器二次繞組能輸出剩餘電流。脫扣器是電磁式結構,包括鐵芯、銜鐵、永久磁鐵、去磁線圈等等。當零序電流互感器檢測到剩餘電流後,電子元件將剩餘電流信號放大後去激勵去磁線圈,再通過銜鐵使得斷路器脫扣跳閘。

這種方式常常用於ACB和MCCB斷路器的漏電測量和保護。

4.漏電開關的動作特徵

漏電開關有動作電流和不動作電流這兩個參數,它們的意義如下:

(1)額定漏電動作電流IΔn

額定漏電動作電流IΔn是指在規定的條件下,漏電開關必須動作的漏電電流值。

一般地,額定漏電動作電流值的範圍為5~20000毫安,其中30毫安及以下屬於高靈敏度類型,主要用於人體的電擊防護;50~1000毫安屬於中等靈敏度,用於兼有人體電擊防護和漏電設備消防防護;1000毫安以上屬於低靈敏度,用於漏電消防防護和接地故障監視。

(2)額定漏電不動作電流IΔn0

額定漏電不動作電流IΔn0指在規定的條件下,漏電開關必須不動作的漏電電流值。

值得注意的是:額定漏電不動作電流IΔn0總是與額定漏電動作電流IΔn成對地出現的,其優選值為:IΔn0=0.5IΔn。

一般地,從IΔn0到IΔn之間的電流為不能確認動作的區間,若某試驗電流正好落在此區間內,則漏電開關有可能動作,也可能不動作。

在使用以上參數時,應當特別注意從IΔno到IΔn的電流區間。若工程設計中要求漏電保護電器在通過的剩餘電流大於等於I1時必須動作,而當通過的剩餘電流小於或等於I2時必須不動作,則在配置和選用漏電保護電器時應使得:I1≥IΔn和I2≤IΔno。

5.漏電開關與接地形式之間的關係

此處的知識很重要,期望大家多看幾遍!!有問題可以發布在評論區,我會給出解答。

我們看下圖:

我們看到,IT系統中無需裝設RCD,但TT系統中必須要裝。

當IT系統的某相接地後,人體若同時觸及另一相,則人體的接觸電壓相當於線電壓,因而流過人體的電流很大足以致命,為此可裝設RCD保護人身安全。

一般地,在礦井下要求IT系統必須配RCD,並且在電源側還要裝絕緣監視裝置。

TT系統的特點是變壓器中性點直接接地,而負載側的外露導電部分也直接接地。

TT系統中發生單相接地故障時,因接地電流需要流經負載側的接地極和變壓器中性點的接地極,所以其接地電流較小,不足以啟動斷路器的短路保護,所以TT系統也屬於小電流接地系統。IEC首先推薦在TT系統中使用RCD。

TN-S系統的特點是變壓器中性點直接接地,並且引三條相線、中性線N和PE線到負載側。中性線和PE線在變壓器接地極分開後就相互絕緣,並且一直延伸到負載側。

TN-S系統中發生單相接地故障時,因為接地電流幾乎等於短路電流,所以TN-S系統屬於大電流接地系統,系統中發生單相接地故障時可用斷路器的短路保護來切斷線路。

若在TN-S系統中使用RCD,則N線和三相線必須同時穿過零序電流互感器,或者單相的相線和N線同時穿過零序電流互感器。

對於TN-C系統,雖然變壓器的中性點直接接地,但是因為PE和N組成單根的PEN線引入到負載中,為了防止PEN斷線而在PEN線中出現過電壓,因此PEN線必須重複接地。正因為如此,使得TN-C系統不得安裝RCD。

(注意:TN-C系統中的相線又叫做火線,PEN保護中性線又叫做零線。TN-C系統不允許安裝RCD,並且零線PEN不得斷開,更不能接入開關!!

居家配電中的接地系統其實是TN-C-S。居家中沒有火線和零線,只有相線L和中性線N,還有地線PE,所以可以使用RCD。

TN-C-S中的N線可以斷開,也可以接入開關,但PE線不允許斷開。

這就是居家配電可以採用2P開關或者IP+N開關同時切斷相線和N線的原因。)

對於TN-C-S系統,它的前部為TN-C系統,PEN線在某處接地後引出為N線和PE線,由此形成TN-C-S系統,它適合於不平衡負載。TN-C-S系統可用RCD,但是PEN線和後部的PE線不得穿過RCD的零序電流互感器鐵芯。

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好,關於RCD的說明已經夠多了。相信足夠題主喝一壺了。

大家可能要問:大清早的,能寫這麼多的東西嗎?答案是否定的。上述內容只不過是我的書稿《老帕講低壓電器——低壓電器的原理及其應用技術》中的節選摘錄而已。

此書正處於編輯狀態。我們的一位知友,他就是機械工業出版社的編輯,此時正忙著編輯這本書。距離出版應當不遠了吧。

提醒知友們,這個帖子不允許轉載哦!!!等到我的書出版了,我再來取消此貼的轉載限制。

最後,按慣例,提個小問題:

試問:居家中使用的RCD,是電磁式的還是電子式的?


淺顯解釋:一根火線一根零線,其中一根過去多少電流,另外一根就要回來多少電流。

如果一個過去的電流大,另一根回來的電流小,那意味著有電流跑到了不該去的地方(比如人觸電,電流接地),這就是所謂的「漏電」了。

漏電保護器發現來去的電流不相等,就會動作。


謝邀,雖然樓上的親們都答的很好了,但個人以為還是不夠淺顯,那麼就讓最淺薄的敝人來給米娜桑們淺顯一下吧:

首先,一個完整的電路類似於一個水池,上面的是進水管,下面的是出水管。

然後我們想知道這個水缸有沒有漏水腫么辦?漏水你可以看,但漏電是看不到的。因此我們在進出水管上安裝了水表來檢測流經水量是多少(安裝電錶檢測流經電量的多少)。

由上圖可見,進出水量是一致的,皆大歡喜,很好很好。

但是,如果水缸漏了呢?如果漏水,那麼兩個水表的流量顯示必然就會不一樣了:

這樣一來,也就相當於電路中的部分電流從別處(比如哪個正在被電流燒烤的倒霉孩子)漏走了,這樣負極或零線(回水管)的電流(水流)就沒有正極或火線流出的電流多了。於是,本著不患貧患不均的偉大指導思想,漏電保護器就開始報警,甚至切斷電路。當然實際上的漏電保護器不是像上圖一樣裝個碩大的表頭,不過大體原理是一樣的。


更簡單的來說,漏電檢測檢測的是火線到大地之間的電流。火線上的電流可以分成兩部分,一部分從零線回來,這是正常用電;一部分因為電路故障接觸到了人或者其他導電物體,經過這些物體從大地流走了,這部分叫做漏電流。一種常見的檢測裝置把火線和零線繞在一起,正常情況下兩個電流大小相等方向相反,產生的磁場抵消了;當漏電時,兩個電流不一樣,就產生了使開關動作的磁場。


電流迴路輸入和輸出電流永遠相等。

如果不相等了,顯然有漏電。


一般漏電斷路器裡面會有一個漏電檢測互感器,兩相電或者三相四線電都會穿過這個互感器。

當正常工作時,由於電路是個迴路,穿過互感器的電流矢量合是零,所以互感器不會輸出信號給控制系統。

當有漏電時,穿過互感器的電流矢量合不為零,比如30mA的漏電流,此時互感器輸出信號給控制系統,控制系統進而控制電磁鐵,一系列機械聯動下,使漏電斷路器動作,達到漏電保護功能。

如果是一個30mA的漏電保護器,一般保護電流會在15mA以上,這是國家標準的,所有產品都應達到這個不動作值以上。

再說負載端直接接一個高阻值電阻絲,比如說燒開關的電阻絲,這樣並不會造成所說的短路漏電,無論你接多大阻值的電阻絲,都不會造成短路漏電,只要你的電阻絲耐受電流夠大,就能正常發熱,不會燒掉。


兩人比作兩條線,我火線給你3A的電你零線還給我2A的電。少了這1A就是漏掉了。怎麼漏的呢。就是有第三個線人插手了。比如,人摸到線電到人了


首先你理解錯了,不是說30毫安就跳閘!!

零線和火線是一對方向相反,大小相等的閉合迴路,其矢量和為零!

如果出現漏電,有一部分電流從其他地方泄露走了,那麼零線的電流就小於火線,矢量和就不為零,裡面有一個線圈就能感應到一個感應電流,這個感應電流達到設定值就跳閘!


可以把漏電保護器看做是電流天平。正常情況下,火線零線的電流相同,使天平兩端平衡。當發生漏電(包括觸電),電流會被漏電造成分流。漏電電流會通過大地回到變壓器中性點。因為有分流,火線端的電流會大於零線端的電流。由於有了電流差,通過電磁感應,這個電流差會被檢測到,使電流天平傾斜,也就造成了漏電保護器動作(跳閘)。


不漏電的情況下,火線和零線的電流是相同的。漏電時候線路中出現有接地旁路,這樣火線零線的電流就不平衡了。漏電保護器就會跳閘。漏電保護器不是觸電保護器,當人同時接觸火線和零線時,迴路中電流還是平衡的,所以漏電保護器不會動作。


提問者混淆了漏電保護和過載保護兩個不同的概念。可能現在的漏電保護設備已經集成了過載保護。就像家用路由器已經集成了乙太網交換機和NAT等等功能一樣。以下是我從http://mydigit.cn的一個帖子中找到的回復:

「這藍色圓環,內部有檢測線圈,穿過圓環的是火線和零線。當電路正常時,流入和流出的電流相等,磁力線互相抵銷,檢測線圈不會感應出電流。當有漏電時,流入和流出的電流不會相同,就會有額外的交變磁場,這樣檢測線圈就會產生電壓和電流,這信號送以整形放大模塊放大後送到漏電脫扣電磁鐵,從而實現漏電脫扣動作。」


簡單比喻,上水管出水,經過台盆,從下水管流走。如果單位時間內上水管的流經水量與下水管一樣,我們就認為,沒有水在台盆中溢出。

檢測,比較兩個水管的水量即可。檢測兩根電線中電流大小是否一致比量水管簡單多了。


如圖。

打錯字 是i1=i3+i2


原理不算複雜。如果沒有漏電則零線、火線電流相等;如果有漏電則零線,火線電流不相等。學過電子的人都知道什麼叫」差動」。題主可以百度一下


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