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摘 要：通過對低壓漏電維護裝置的體系鉆研及實驗，剖析設計并制造了一種新型無觸點漏電維護裝置，在試驗室及實際利用中充沛證明其安全可靠、后果精良。

要害詞：觸電；零序電流；矢量和；無觸點；雙向晶閘管；自檢功效

中圖分類號：TM403 文獻標識碼：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

隨著工業科學技能的不斷發展，電氣化、主動化程度也在不斷進步，電能在各個范疇中得到越來越普遍地利用。電力電能有很多長處，如使用便利、傳輸快捷、容易操縱、易于轉換、損耗少、效力高、沒有污染等，是現代社會中使用最普遍、最干凈的二次能源。與此同時，人們接觸電氣裝備的時機也隨之增添，因此增添了觸電事故的機率，給國度和公民的性命財產造成了宏大的喪失。

觸電事故是指人的身材某一部位接觸到電氣裝備的帶電部分而引起局部受傷或去世亡的現象。它可以分為電擊與電傷兩種類型。所謂電擊是指電流通過人體的內部，當電流到達必定數值后，破環人體的心臟、肺部以及神經體系的正常工作。如果不能立即脫離電源，便會造成呼吸艱難，心悸出汗心臟麻木，嚴重時將危機人的性命；電傷也叫點灼，它是指由電流的熱效應、化學效應或機械效應對人體造成的危害，它可傷及人體的內部甚至骨骼，還會在人體表面留下觸電的傷痕。電傷往往是由高壓觸電造成的，而低壓觸電造成電擊的機率偏高，生發生活中所產生的觸電去世亡事故，大多是電擊造成的。因此鉆研可靠的低壓漏電維護裝置顯得尤為首要，國度對用電安全有強迫性的請求，在許多場所安裝了剩余電流維護器，即漏電維護。

2 漏電維護裝置的基礎工作原理

2.1 漏電維護裝置。漏電維護裝置在呈現人身觸電或裝備漏電時，能在規定的光陰切斷電源或發出警報，從而避免釀成人身觸電傷亡事故。遵照其維護的工作原理，低壓漏電維護裝置可分為電壓動作型和電流動作型。

2.2 電壓動作型漏電維護裝置。電壓動作型低壓漏電維護裝置的基礎工作原理是將一個檢測線圈串聯在變壓器低壓側的中性點和接地極之間，當低壓體系產生觸電事故時，電源通過相線、人體、大地及漏電維護裝置的檢測線圈，構成—個閉合回路，同時在變壓器中性點和大地之間呈現一個故障電壓，當這個故障電壓到達必定值時，檢測線圈就推進脫扣機構，使主開關動作把電源切斷。漏電維護裝置的檢測元件，有的是一個簡略的檢測線圈，直接帶一個脫扣機構來操縱主開關，稱為單級式；有的是一個敏銳繼電器的觸點來操縱主接觸器，稱為雙級式。電壓動作型漏電維護裝置只能操縱單臺變壓器三相均衡性負載，直擊雷或感應雷擊時，電壓線圈容易銷毀，不能作為直接接觸維護和分級維護。

2.3 電流動作型漏電維護裝置。電流動作型低壓漏電裝置重要由零序電流互感器、脫扣機構和主開關組成。零序電流互感器是一個檢測元件，可以安裝在變壓器中性點與接地之間，也可以安裝在干線或分支線上，構成分級維護。當產生人身觸電或接地漏電等事故時，在零序電流互感器上將會發生電流，使脫扣線圈動作。因為當正常用電時，單相或三相供電電流從電源的端流出，經過導線，用電裝備回到電源形成回路，也就是在電源端或用電裝備端電流的流進等于流出，其電流矢量和為零。故障狀況時，有一部分故障電流不是通過導線回到電源端，而是通過大地回到電源端，為此在零序電流互感器就會感應出故障電流，使開關動作切斷供電電源。它既可以作為全體系的總維護器，也可以分級安裝，實現分路，分級維護，而且不要轉變電網運行方法，動作可靠性高。

2.4 電流動作型和電壓動作型利用對比。由于電壓動作型漏電維護裝置有著不可戰勝的毛病，近幾年來已被電流動作型所代替。目前世界各國開發的低壓漏電維護裝置絕大部分是電流動作型漏電維護裝置，即剩余電流動作維護裝置。電流動作漏電維護裝置有兩種工作類型：電子式和電磁式。電磁式漏電維護裝置不須要幫助電源，只要有剩余電流呈現，維護裝置都能動作，但工藝較繁雜，價錢較高。電子式維護裝置的電子檢測電路，放大實行電路須要幫助電源，在幫助電源正常時，維護裝置才氣可靠動作。

3 低壓漏電維護裝置的現狀

3.1 部分假冒偽劣產品充滿市場

筆者在調研歷程中，從電子市場購置了一些低壓漏電維護裝置，呈現了部分假劣產品。

如圖1所示，該產品從外表上反省完整符合請求，合上開關K，電源接通，按下漏電維護實驗按鈕SB1開關跳開。其原理不需多述，一旦安裝使用，在呈現人身觸電事故時，它基本起不到維護作用。人命關天，建議用戶在購置時不可貪圖廉價。與此同時，建議工商、質檢部門要針對該類產品全面打假。

圖1 假冒低壓漏電維護裝置原理圖

3.2 DZ系列低壓漏電維護裝置存在的問題

如圖2所示為利用較普遍的DZ系列低壓漏電維護裝置的工作原理，它是通過國度質檢部門檢測的正規產品，在電路正常使用時，零序電流互感器LH二次繞組無輸出信號，維護裝置不動作。當電路產生漏電或人身觸電事故時，只要漏電或觸電電流到達漏電維護裝置的動作電流值時，零序電流互感器二次繞組輸出一個信號，使線路中的晶閘管VT1被觸發導通，整流橋被短接，使得漏電脫扣器TQ中流過一個較大的電流，脫扣器動作，主動斷開電路，切斷電源的火線，起到維護作用。

圖2 系列低壓漏電維護裝置原理圖

該裝置動作電流Idz＝30mA，動作光陰t＝0.1s。經過理論剖析和多次實驗，證明它存在如下幾個方面的問題：(1)當零線N斷線或接觸不良時，此時若產生人身觸電事故，會形成火線，人體電阻，大地，變壓器中性點的電流回路，但是TQ沒有跳閘電源開關無法跳開火線，起不到維護作用，此時火線一直有電，這種情形是非常危險的；(2)當零線、火線接錯時，若產生人身觸電，裝置會跳開零線，維持火線有電，增大了人體觸電去世亡的可能性；(3)目前同類產品魚目混合，唆使功效不齊全；(4)該產品的內部重要元器件，如跳閘線圈機構卡塞，晶閘管VT1、整流橋VD1～VD4等缺乏必要的自檢功效，一個元件出了問題，維護即失效，并不切斷電源，在此種情形下若產生人身觸電事故是很危險的；(5)和其它電子式漏電維護裝置一樣，只有在幫助電源正常時，維護裝置才氣可靠動作，一旦幫助電源出了問題，它將失去維護功能。

圖3 新型無觸點低壓漏電維護裝置原理圖

R1、CR2、C2—晶閘管阻容接收裝置；VT1、VT2—雙向晶閘管，B1、B2—MOC304l光電耦合器；SB1—復位送電按鈕，SB2—漏電實驗按鈕；LH—零序電流互感器；VD1～VD4—整流二極管；LED1—送電唆使發光二極管；VG54123—集成塊，R10—人體模仿電阻：E—可充電電池，R11—壓敏電阻；V1—穩壓二極管，VT3—seR晶閘管

4 新型無觸點漏電維護

4.1 工作原理：電源正常工作時，此時按下送電復位按鈕SB1，電池E通過VD6，SB1，光電耦合器B1，B2觸發雙向晶閘管VT1、VT2。VT1、VT2導通，發光二極管LED1發出紅光，闡明送電正常，負載能夠正常工作，松開按鈕SB1，此時交換220V經過R7，C3降壓，VD1～VT4的整流，電容C4的濾波，為光電耦合器B1、B2供應一個直流電源，使雙向晶閘管VT1、VT2能夠繼續堅持導通，值得闡明的是電容c4的電容值又不能選擇太大，否則影響低壓漏電維護裝置的動作光陰。

4.2 觸電維護原理：當人體觸及火線或火線本身絕緣不好時，火線和零線上的電流矢量和不為0，這時零序電流互感器LH的二次線圈就發生一個感應電流信號，當漏電電流大于10mA時，該信號經過集成塊VG54123放大，觸發可控硅VT3使其導通ab兩端電壓為1V，從而光電耦合器B1、B2截止，雙向晶閘管VT1、VT2關斷、切斷電源，起到漏電維護作用，漏電維護動作光陰t<0.1s。R1C1R2C2辨別為雙向晶閘管VT1、VT2的過電壓維護，壓敏電阻R11用于負載側的過電壓維護。

4.3 漏電維護實驗：送上電源后，按下復位送電按鈕SB1，電源唆使燈LED1發光，闡明電源正常。按下實驗按鈕SB2，通過人體模仿電阻R10構成回路，此時雙向晶閘管VT1、VT2應立即關斷，唆使燈LED1熄滅，闡明線路工作正常，按下復位送電按鈕SB1，VT1、VT2同時觸發導通，負載可以正常工作。

5 收場語

新型無觸點漏電維護裝置和目前同類產品相比，它的長處非常顯明：(1)當產生斷零線或斷火線時，雙向晶閘管VT1、VT2同時關斷，切斷電源，確保安全供電；(2)送電后電源唆使燈LED1發光具有唆使功效；(3)動作電流Idz=10mA，動作光陰t<0.1s，敏銳度高，動作光陰快；(4)重要元件如VT1、VT2、B1、B2、VD1～VD4、VT3等具有自檢功效，即某一元件呈現故障，能夠保證敏捷切斷電源，確保只要供電，漏電維護就能正常工作；(5)主回路和操縱回路間通過光電耦合器進行銜接，大大進步了線路的抗干擾才能；(6)戰勝了傳統的電子式漏電維護裝置只有幫助電源正常時維護器才氣動作的毛病，無觸點低壓漏電維護裝置當幫助電源不正常工作時會立即切斷電源，實現維護；(7)該線路經過多次設計和改良，設計較奇妙，停電狀況下操縱回路沒有電，下降了電耗，進步了裝置壽命。

隨著人們生涯程度的進步，對用電請求越來越高，既保障了人們用電便利，又要保障用電安全。低壓漏電保裝置能夠保障人身安全及防止漏電故障，我們開發鉆研出的無觸點低壓觸電維護裝置，通過三年多的實驗和實際安裝使用，證明它具有可靠性高，免于保護，動作光陰短，能夠確保安全用電，尤其實用于居民家庭和試驗室安裝使用。

參考文獻

[1] 李奎，陸建，智能化漏電維護鉆研[J].《機床電器》，2002(4)

[2] 賈傳圣，姜來東.一種新鮮的低壓漏電維護裝置[J]《電氣開關》2002(2)

[3] 王兆安，黃俊.電力電子技能[M].機械工業出版社，2002.

作者簡介：賈傳圣，1962年12月誕生，副教授，高檔工程師，徐州師大工學院電氣工程教研室主任，優良骨干教師，曾在國內中心核心期刊發表論文40余篇。2001年為上海交通大學機器人鉆研所走訪學者。重要鉆研方向：工業電器工程、數控及盤算機操縱等。