建筑施工现场漏电保护器的工作原理及使用探析

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摘 要：本文对漏电保护器的工作原理进行了分析，并对漏电保护器的构造、原理、选用等方面进行了系统的阐述，为漏电保护器的选择提供参考。 

关键词：建筑施工；漏电保护器；探析  abstract:this paper analyzedleakageprotectionworks, anddiscussedleakageprotectionof thestructure, principle, selection; provideareferencefor thechoiceof leakageprotection.  keywords:construction; leakageprotection; analysis  随着我国国民经济的发展，建筑业亦呈高速发展态势，建筑工程规模不断扩大，施工设备日益增多，这对施工现场的临时用电安全管理提出了更高的要求，漏电保护器的正确配置，对施工现场临时用电的安全起到关键的作用。由于施工现场管理不到位，部分施工现场安装的漏电保护器由于配置不合理、安装维护不正确等造成的触电事故时有发生，成为施工实践过程所必  须面对的一个安全难题。  一、漏电保护器的作用  漏电保护器（漏电保护开关）是一种当检测到有漏电发生时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就能够在限定的时间内动作自动断开电源，起到对人身、财产安全保护的作用，是建筑施工现场强制使用的一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中，当发生漏电和触电时，且达到保护器所限定的动作电流值时，就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护；漏电保护器主要保护作用是在一定条件下，对可能致命的触电事故进行保护，对用电设备和触电事故进行保护的同时，也对其负荷线路进行保护，防止由于线路绝缘损坏造成的触电事故。  二、漏电保护器的构造  漏电保护器主要分为电压动作型和电流动作型两种。由于电压型漏电保护器结构复杂，受外界干扰动作特性稳定性差，制造成本高，现已基本淘汰。目前国内外漏电保护器的研究和应用均以电流型漏电保护器为主导地位，电流型的漏电保护器具有成本低、使用方便、安全等特征。漏电保护器主要由三部分组成：检测元件、中间放大环节、操作执行机构。①检测元件，这是感测电路的主要元件之一，由零序互感器组成，检测漏电电流，并发出信号；②放大环节，通常包括放大器、比较器、脱扣器，主要作用是将微弱的漏电信号放大，按装置不同（放大部件可采用机械装置或电子装置），构成电磁式保护器相电子式保护器，并将放大的信号传递给电路的执行机构；③执行机构，收到信号后，主开关由闭合位置转换到断开位置，从而切断电源，是被保护电路脱离电网的跳闸部件，也是完成漏电保护的关键部件。④试验装置：由于漏电保护器是一个保护装置，因此应定期检查其是否完好、可靠。试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，以检查装置能否正常动作。  三、漏电保护器的工作原理  漏电保护器工作原理见图1所示。漏电保护器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关)以及试验元件等几个部分。将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。在被保护电路工作正常，没有发生漏电或触电的情况下，当用电设备正常运行时，线路中电流呈平衡状态，由克希荷夫定律可知，通过一次侧的电流相量和等于零，即：这样ta 的二次侧不产生感应电动势,漏电保护器不动作，系统保持正常供电。互感器中电流矢量之和为零（电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“＋”，返回方向为“－”，在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销）。由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在故障点产生分流，由于漏电电流的存在，通过一次侧各相电流的相量和不再等于零，产生了漏电电流。在铁心中出现了交变磁通。在交变通作用下，二次侧线圈就有感应电动势产生，产生漏电电流，此漏电电流经人体-大地-工作接地，返回变压器中性点（并未经电流互感器），致使互感器中流入、流出的电流出现了不平衡（电流矢量之和不为零），一次线圈中产生剩余电流。此漏电信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线圈通电，驱动主开关，自动跳闸，切断故障电路，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源从而实现保护。漏电保护器在反应触电和漏电保护方面具有高灵敏性和动作快速性，这是其他保护电器，如熔断器、自动开关等无法比拟的。自动开关和熔断器正常时要通过负荷电流，他们的动作保护值要避越正常负荷电流来整定，因此他们的主要作用是用来切断系统的相间短路故障（有的自动开关还具有过载保护功能）。而漏电保护器是利用系统的剩余电流反应和动作，正常运行时系统的剩余电流几乎为零，故它的动作整定值可以整定得很小（一般为ma级），当系统发生人身触电或设备外壳带电时，出现较大的剩余电流，漏电保护器则通过检测和处理这个剩余电流后可靠地动作，切断电源。  四、漏电保护器的选择和使用  施工现场使用的漏电保护器不仅要选用正规厂家生产且要通过3c认证的合格产品，产品的质量要有保证，反应灵敏、能够及时的判断电路中的漏电情况，同时还应满足以下要求。  1、总配电箱和开关箱中漏电保护器的极数和线数必须与其负荷侧负荷的相数和线数一致。保证选用的漏电器与电路相匹配，单相线路选用二极保护器，仅带三相负载的三相线路或三相设备可选用三极保护器，动力与照明合用的三相四线回路和三相照明线路中必须选用四极的保护器。为便于对现场配电系统进行安全技术管理和维护，配电方式应考虑为混合式，即在施工现场应设置总配电箱(或配电室)，总配电箱以下设分配电箱，分配电箱以下设开关箱，开关箱以下就是用电设备、配电箱的位置，及数量以项目施工用电专项方案为准。  2、额定电压、额定电流必须与保护的用电系统负载相一致。严格的按照漏电器的规程使用，建筑施工现场多为低压设备，目前常用的设备额定电压主要有380v、220v两种，所选择的漏电器一定要与建筑施工的电气特性相匹配，额定电流根据线路负载的大小确定：选择过小，漏电保护器会损坏；选用过大，会造成经济上的浪费，而且有时反应的不够灵敏，造成失误。工作电流总容量在300~600a以上的大型建筑工地，最好总闸下设2～3个工作电流为100～200a、的第一级漏电保护器，分别控制几个配电箱、开关箱，末级配电箱配置60-100a漏电保护器。  3、总配电箱和开关箱中两级漏电保护器的额定漏电动作电流和额定漏电动作时间应作合理配合，使之具有分级分段保护的功能。开关箱中漏电保护器的额定漏电动作电流不应大于30ma，额定漏电动作时间不应大于0.1s。使用于潮湿或有腐蚀介质场所的漏电保护器应采用防溅型产品，其额定漏电动作电流不应大于15ma，额定漏电动作时间不应大于0.1s。总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流应大于30ma，额定漏电动作时间应大于0.1s，但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘积不应大于30ma•s，在相应的操作区域应选择合适的继电器使用。    4、漏电保护器应装设在总配电箱、开关箱靠近负荷的一侧，且不得用于启动电气设备的操作，以保证在操作上的安全。配电箱、开关箱中的漏电保护器宜选用无辅助电源型(电磁式)产品，或选用辅助电源故障时能自动断开的辅助电源型(电子式)产品。当选用辅助电源故障时不能自动断开的辅助电源型(电子式)产品时，应同时设置缺相保护。为消除触电隐患，《规范》规定：施工现场临时用电工程必须采用tn-s系统，设置专用保护零线，要求使用五芯电缆配电系统采用“三级配电两级保护”，同时规定开关箱必须装设漏电保护器实行“一机一闸”每台设备有专用开关箱规定，从而提高用电的本质安全。  5、根据项目设备功率、数量不同选用不同的漏电保护器。例如施工现场电焊机比较多，电焊机的漏电保护器按电焊机的额定电流选用，在电焊机起焊时的大电流可能会使漏电保护器跳闸，这是部分电焊机漏电保护器跳闸的原因。对于这类用电设备一般应选用对浪涌过电压、过电流不太敏感的电磁型漏电保护器；或选用比电焊机额定电流大1.5-2倍的电子式漏电保护器，但作为末级漏电保护，额定漏电动作电流不应大于30ma。塔吊是施工现场较大的施工设备，有多台电动机，塔吊配电箱和配电线路处于高空中，长年日晒雨淋，绝缘难免有一定的损伤，容易引起频繁跳闸，用电子式漏电保护器时应适当将它的额定电流放大1.5-2倍，以降低漏电保护器本身的灵敏度，减少频繁跳闸的几率。  6、根据保护范围、人身设备安全和环境要求，选用漏电保护器，漏电保护器应按产品说明书安装、使用，以保证安装使用的漏电器能够正常的工作。对搁置已久重新使用或连续使用的漏电保护器应逐月检测其特性，发现问题应及时修理或更换。运行中发现漏电保护器跳闸，必须认真检查漏电保护器所保护的线路和设备的漏电情况，在故障排除后方可再合闸，严禁将保护线路和设备的漏电保护器退出运行。运行中的漏电保护器应进行定期检查，至少每月一次，并做好检查记录。检查内容包括：外观检查、试验装置检查、接线检查，信号指示及按钮位置检查。检查时，应注意操作试验按钮的时间不能太长，次数不要太多，以免烧坏内部元件。在正常运行中，如果漏电保护器发生动作，应根据动作的原因排除故障后，方可进行合闸操作，严禁带故障强行送电。  五、结束语  漏电保护器虽然具有一定的保护作用，但在人体同时触及被保护线路两线的触电情况下不能起到保护作用；而且，漏电保护器本身出现故障，也不能发挥正常的保护功能。因此，在使用漏电保护器的同时，原有的保护措施不能拆除，应该继续使用，如接零、接地保护等。即使额定漏电动作电流小于30ma的漏电保护器，也不能作为唯一的直接接触保护，只能作为直接接触的补充保护，同时操作人员还要严格遵守安全操作规程,只有这样，才能防止发生意外事故，确保安全。  参考文献  ［1］jgj46-2005,施工现场临时用电安全技术规范[s].北京：中国建筑工业出版社,2005.  ［2］gb6829-1995,剩余电流动作保护器的一般要求[s].北京：中国标准出版社,1995.  ［3］gb13955-92,漏电保护器安装和运行的要求[s].北京：中国标准出版社,1992  [4]jgj 59-99，建筑施工安全检查标准 中华人民共和国行业标准  注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。