電氣隔離和漏電保護

第五章電氣隔離和漏電保護第一節(jié)電氣隔離電氣隔離：采用隔離變壓器（電壓比為1:1）實現(xiàn)工作回路與其他電氣回路上的電氣隔離主要要求：被隔離設(shè)備或電路必須由單獨的電源供電單獨的電源：

隔離變壓器

也可以是一個安全等級相當于隔離變壓器的電源一、電氣隔離的安全原理

電氣隔離實質(zhì)上是將接地的電網(wǎng)轉(zhuǎn)換為一范圍很小的不接地電網(wǎng)

正常情況下a的危險性很大b電擊的危險性小二、電氣隔離的安全條件

兩種情況：單獨的供電電源僅對單一設(shè)備供電同時對多臺設(shè)備供電從安全條件上有通用的要求和各自的特殊要求

1.通用要求

(1)電氣上隔離的回路，其電壓不得超過

500V交流有效值(2)電氣上隔離的回路必須由隔離的電源供電

使用隔離變壓器供電時，隔離變壓器必須具有加強絕緣的結(jié)構(gòu)，其溫升和絕緣電阻要求與安全隔離變壓器相同。最大容量單相變壓器不得超過25kVA、三相變壓器不得超過4OKVA(3)被隔離回路的帶電部分保持獨立，嚴禁與其他電氣回路、保護導(dǎo)體或大地有任何電氣連接。應(yīng)有防止被隔離回路發(fā)生故障接地及竄入其他電氣回路的措施(4)軟電線電纜中易受機械損傷的部分的全長均應(yīng)是可見的(5)被隔離回路應(yīng)盡量采用獨立的布線系統(tǒng)(6)隔離變壓器的二次側(cè)線路電壓過高或線路過長都會降低回路對地絕緣水平。因此，必須限制二次側(cè)電壓和二次側(cè)線路長度，電壓與長度的乘積不應(yīng)超過10000OV﹒m。布線系統(tǒng)的長度不應(yīng)超過200m2.特殊要求

(1)對單一電氣設(shè)備隔離的補充要求設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分嚴禁與系統(tǒng)或裝置中的保護導(dǎo)體或其他回路的外露可導(dǎo)電部分連接，以防止從隔離回路以外引入故障電壓若設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分易于與其他回路的外露可導(dǎo)電部分形成接觸，則觸電防護就不應(yīng)再依賴于電氣隔離，而必須采取電擊防護措施，例如實行以外露可導(dǎo)電部分接地為條件的自動切斷電源的防護

（2）對多臺電氣設(shè)備隔離的補充要求

①當實行電氣隔離的為多臺電氣設(shè)備時，必須用絕緣和不接地的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體相互連接如果沒有等電位聯(lián)結(jié)線，當隔離回路中兩臺相距較近的設(shè)備發(fā)生不同相線的碰殼故障時，這兩臺設(shè)備的外殼將帶有不同的對地電壓。當有人同時觸及這兩臺設(shè)備時，則承受的接觸電壓為線電壓，具有相當大的危險性等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體嚴禁與其他回路的保護導(dǎo)體、外露可導(dǎo)電部分或任何可導(dǎo)電部分連接②回路中所有插座必須帶有供等電位聯(lián)結(jié)用的專用插孔③除了為Ⅱ類設(shè)備供電的軟電纜之外，所有軟電纜都必須包含一根用于等電位聯(lián)結(jié)的保護芯線④設(shè)置自動切斷供電的保護裝置，用于在隔離回路中兩臺設(shè)備發(fā)生不同相線的碰殼故障時，按規(guī)定的時間自動切斷故障回路的供電

第四節(jié)漏電保護

利用漏電保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施漏電保護裝置——剩余電流保護裝置（RCD)是低壓安全保護電器，主要用于單相電擊保護也用于防止由漏電引起的火災(zāi)、檢測和切斷各種一相接地故障間接接觸電擊保護措施

額定漏電動作電流不大于30mA的漏電保護裝置，在其他保護措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補充保護，但不能作為基本的保護措施

一、漏電保護裝置的原理

電氣設(shè)備漏電——異常的電流和電壓信號——漏電保護裝置檢測異常電流或異常電壓信號——信號處理，促使執(zhí)行機構(gòu)動作，藉助開關(guān)設(shè)備迅速切斷電源電流型漏電保護裝置：根據(jù)故障電流動作的漏電保護裝置電壓型漏電保護裝置：根據(jù)故障電壓動作的漏電保護裝置電壓型漏電保護裝置早期的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受外界干擾動作特性穩(wěn)定性差、制造成本高等缺點，已逐步被淘汰取而代之的是電流型漏電保護裝置1.漏電保護裝置的組成

基本環(huán)節(jié)：檢測元件、中間環(huán)節(jié)(包括放大元件和比較元件)和執(zhí)行機構(gòu)輔助電源和試驗裝置

(1)檢測元件

它是一個零序電流互感器被保護主電路的相線和中性線穿過環(huán)行鐵心構(gòu)成了互感器的一次線圈N1，均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈

N2檢測元件的作用是將漏電電流信號轉(zhuǎn)換為電壓或功率信號輸出給中間環(huán)節(jié)(2)中間環(huán)節(jié)

對來自零序電流互感器的漏電信號進行處理中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器(或繼電器)等不同型式的漏電保護裝置在中間環(huán)節(jié)的具體構(gòu)成上型式各異

(3)執(zhí)行機構(gòu)

用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號，實施動作，自動切斷故障處的電源執(zhí)行機構(gòu)多為帶有分勵脫扣器的自動開關(guān)或交流接觸器

(4)輔助電源

中間環(huán)節(jié)為電子式時，輔助電源的作用是提供電子電路工作所需的低壓電源

(5)試驗裝置

對運行中的漏電保護裝置進行定期檢查時所使用的裝置用一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路來模擬漏電的路徑，以檢驗裝置能否正常動作

2.漏電保護裝置的工作原理

TA為零序電流互感器，GF為主開關(guān)，TL為主開關(guān)GF的分勵脫扣器線圈在被保護電路工作正常、沒有發(fā)生漏電或觸電的情況下，由克希荷夫定律可知，通過

TA一次側(cè)電流的相量和等于零。這使得

TA鐵心中磁通的相量和也為零。TA二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。漏電保護裝置不動作，系統(tǒng)保持正常供電

當被保護電路發(fā)生漏電或有人觸電時，由于漏電電流的存在，通過

TA一次側(cè)各相負荷電流的相量和不再等于零，即產(chǎn)生了剩余電流這就導(dǎo)致了

TA鐵心中磁通的相量和也不再為零即在鐵心中出現(xiàn)了交變磁通在此交變磁通作用下，TA二次側(cè)線圈就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。此漏電信號經(jīng)中間環(huán)節(jié)進行處理和比較，當達到預(yù)定值時，使主開關(guān)分勵脫扣器線圈

TL通電，驅(qū)動主開關(guān)

GF自動跳閘，迅速切斷被保護電路的供電電源，從而實現(xiàn)保護

二、漏電保護裝置的分類

1、按漏電保護裝置中間環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點分類

(1)電磁式漏電保護裝置中間環(huán)節(jié)為電磁元件有電磁脫扣器和靈敏繼電器兩種型式采用電磁元件，使得其耐過電流和過電壓沖擊的能力較強，因而無需輔助電源，當主電路缺相時仍能起漏電保護作用但其靈敏度不易提高，且制造工藝復(fù)雜，價格較高(2)電子式漏電保護裝置中間環(huán)節(jié)是由電子元件構(gòu)成的電子電路分立元件電路、集成電路用電子電路來對漏電信號進行放大、處理和比較特點：靈敏度高、動作電流和動作時間調(diào)整方便、使用耐久但電子式漏電保護裝置對使用條件要求嚴格，抗電磁干擾性能差，當主電路缺相時，可能會失去輔助電源而喪失保護功能

2.按結(jié)構(gòu)特征分類

(1)開關(guān)型漏電保護裝置將零序電流互感器、中間環(huán)節(jié)和主開關(guān)組合安裝在同一機殼內(nèi)的開關(guān)電器，通常稱為漏電開關(guān)或漏電斷路器特點：當檢測到觸電、漏電后，保護器本身即可直接切斷被保護主電路的供電電源有的還兼有短路保護及過載保護功能

(2)組合型漏電保護裝置由漏電繼電器和主開關(guān)通過電氣連接組合而成的漏電保護裝置發(fā)生觸電、漏電故障時，由漏電繼電器進行信號檢測、處理和比較，通過其脫扣器或繼電器動作，發(fā)出報警信號也可通過控制觸點去操作主開關(guān)切斷供電電源3.按安裝方式分類

固定位置安裝、固定接線方式的漏電保護裝置帶有電纜的可移動使用的漏電保護裝置

4.按極數(shù)和線數(shù)分類

按照主開關(guān)的極數(shù)和穿過零序電流互感器的線數(shù)可將漏電保護裝置分為：單極二線漏電保護裝置、二極漏電保護裝置、二極三線漏電保護裝置、三極漏電保護裝置、三極四線漏電保護裝置、四極漏電保護裝置5.按運行方式分類

不需要輔助電源的漏電保護裝置

需要輔助電源的漏電保護裝置需要輔助電源的漏電保護裝置：分為輔助電源中斷時可自動切斷的漏電保護裝置和輔助電源中斷時不可自動切斷的漏電保護裝置

6.按動作時間分類

快速動作型漏電保護裝置延時型漏電保護裝置反時限型漏電保護裝置

7.按動作靈敏度分類

高靈敏度型漏電保護裝置中靈敏度型漏電保護裝置低靈敏度型漏電保護裝置

三、漏電保護裝置的主要技術(shù)參數(shù)

1、關(guān)于漏電動作性能的技術(shù)參數(shù)

是漏電保護裝置最基本的技術(shù)參數(shù)

漏電動作電流、漏電動作時間

（1）額定漏電動作電流（I△n）是指在規(guī)定的條件下，漏電保護裝置必須動作的漏電動作電流值反映了漏電保護裝置的靈敏度

我國標準規(guī)定的額定漏電動作電流值為：6mA、10mA、（15mA）、30mA、（50mA）、（75mA）、100mA、（200mA）、300mA、500mA、1000mA、3000mA、5000mA、10000mA、20000mA共15個等級帶括號的值不推薦優(yōu)先采用其中30mA及以下者屬于高靈敏度，主要用于防止各種人身觸電事故30mA以上至1000mA者屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi)1000mA以上者屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故(2)額定漏電不動作電流

(I△no)

在規(guī)定的條件下，漏電保護裝置必須不動作的漏電不動作電流值為了防止誤動作，漏電保護裝置的額定不動作電流不得低于額定動作電流的

1/2

(3)漏電動作分斷時間

從突然施加漏電動作電流開始到被保護電路完全被切斷為止的全部時間為適應(yīng)人身觸電保護和分級保護的需要，漏電保護裝置有快速型、延時型和反時限型三種快速型適用于單級保護，用于直接接觸電擊防護時必須選用快速型的漏電保護裝置延時型漏電保護裝置人為地設(shè)置了延時，主要用于分級保護的首端反時限型漏電保護裝置是配合人體安全電流—時間曲線而設(shè)計的，其特點是漏電電流愈大，則對應(yīng)的動作時間愈小，呈現(xiàn)反時限動作特性快速型漏電保護裝置動作時間與動作電流的乘積不應(yīng)超過

30mA.s

我國標準規(guī)定漏電保護裝置的動作時間見下表,表中額定電流≥40A的一欄適用于組合型漏電保護裝置延時型漏電保護裝置延時時間的優(yōu)選值為：0.2s、0.4s、0.8s、1s、1.5s、2s漏電保護裝置的動作時間

額定動作電流I△n/mA額定電流/A

動作時間/sI△n

2I△n

0.5A

5I△n

≤30

任意值

0.2

0.1

0.04

>30

任意值

0.20.1

0.04

≥40

0.20.152.其他技術(shù)參數(shù)

漏電保護裝置的其他技術(shù)參數(shù)的額定值主要有

:(1)額定頻率：50Hz(2)額定電壓：220V或

380V(3)額定電流(In)：

6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、(60A)、63A、(80A)、100A、(125A)、160A、200A、250A(帶括號值不推薦優(yōu)先采用)

3.接通分斷能力

額定動作電流I△n/mA接通分斷電流/AI△n≤10≥30010＜I△n≤50≥50050＜I△n≤100≥1000100＜I△n≤150≥1500150＜I△n≤200≥2000200<I△n≤250≥3000四、漏電保護裝置的應(yīng)用

1.漏電保護裝置的選用

首先根據(jù)保護對象的不同要求進行選型，既要保證在技術(shù)上有效，還應(yīng)考慮經(jīng)濟上的合理性不合理的選型不僅達不到保護目的，還會造成漏電保護裝置的拒動作或誤動作正確合理地選用漏電保護裝置，是實施漏電保護措施的關(guān)鍵

（1）動作性能參數(shù)的選擇

①防止人身觸電事故用于直接接觸電擊防護的漏電保護裝置應(yīng)選用額定動作電流為

30mA及其以下的高靈敏度、快速型漏電保護裝置在浴室、游泳池、隧道等場所，漏電保護裝置的額定動作電流不宜超過

10mA

在觸電后，可能導(dǎo)致二次事故的場合，應(yīng)選用額定動作電流為

6mA的快速型漏電保護裝置

漏電保護裝置用于間接接觸電擊防護時，著眼點在于通過自動切斷電源，消除電氣設(shè)備發(fā)生絕緣損壞時因其外露可導(dǎo)電部分持續(xù)帶有危險電壓而產(chǎn)生觸電的危險例如，對于固定式的電機設(shè)備、室外架空線路等，應(yīng)選用額定動作電流為

30mA及其以上的漏電保護裝置

②防止火災(zāi)

對木質(zhì)灰漿結(jié)構(gòu)的一般住宅和規(guī)模小的建筑物，考慮其供電量小、泄漏電流小的特點、并兼顧到電擊防護，可選用額定動作電流為

30mA及其以下的漏電保護裝置對除住宅以外的中等規(guī)模的建筑物，分支回路可選用額定動作電流為

30mA及其以下的漏電保護裝置；

主干線可選用額定動作電流為

200mA以下的漏電保護裝置對鋼筋混凝土類建筑，內(nèi)裝材料為木質(zhì)時，可選用

200mA以下的漏電保護裝置，內(nèi)裝材料為不燃物時，應(yīng)區(qū)別情況，可選用

200mA到數(shù)安的漏電保護裝置③防止電氣設(shè)備燒毀

由于作為額定動作電流選擇的上限，選擇數(shù)安的電流一般不會造成電氣設(shè)備的燒毀防止電氣設(shè)備燒毀所考慮的主要是與防止觸電事故的配合和滿足電網(wǎng)供電可靠性問題通常選用

100mA到數(shù)安的漏電保護裝置

(2)其他性能的選擇

對于連接戶外架空線路的電氣設(shè)備，應(yīng)選用沖擊電壓不動作型漏電保護裝置對于不允許停轉(zhuǎn)的電動機，應(yīng)選用漏電報警方式，而不是漏電切斷方式的漏電保護裝置。對于照明線路，宜根據(jù)泄漏電流的大小和分布，采用分級保護的方式。支線上用高靈敏度的漏電保護裝置，干線上選用中靈敏度的漏電保護裝置

漏電保護裝置的極、線數(shù)應(yīng)根據(jù)被保護電氣設(shè)備的供電方式選擇單相

220V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用二極或單極二線式漏電保護裝置三相三線

380V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用三極式漏電保護裝置三相四線

220/380V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用四極或三極四線式漏電保護裝置額定電壓、額定電流、分斷能力等性能指標應(yīng)與線路條件相適應(yīng)類型應(yīng)與供電線路、供電方式、系統(tǒng)接地類型和用電設(shè)備特征相適應(yīng)

2.漏電保護裝置的安裝

(1)需要安裝漏電保護裝置的場所應(yīng)安裝漏電保護裝置的場所：帶金屬外殼的

I類設(shè)備和手持式電動工具安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場所的電氣設(shè)備建筑施工工地的電氣施工機械設(shè)備臨時性電氣設(shè)備賓館類的客房內(nèi)的插座觸電危險性較大的民用建筑物內(nèi)的插座游泳池、噴水池或浴室類場所的水中照明設(shè)備安裝在水中的供電線路和電氣設(shè)備以及醫(yī)院中直接接觸人體的電氣醫(yī)療設(shè)備

(胸腔手術(shù)室除外

)等應(yīng)裝設(shè)不切斷電源的漏電報警裝置的場所：對于公共場所的通道照明及應(yīng)急照明電源消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設(shè)備的電源消防設(shè)備

(如火災(zāi)報警裝置、消防水泵、消防通道照明等

)的電源防盜報警裝置用電源以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源若在發(fā)生漏電時上述電源被立同切斷，將會造成嚴重事故或重大經(jīng)濟損失(2)不需要安裝漏電保護裝置的設(shè)備或場所

使用安全電壓供電的電氣設(shè)備一般境情況下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣的電氣設(shè)備使用隔離變壓器供電的電氣設(shè)備采用了不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)安全措施的場所中適用的電氣設(shè)備以及其他沒有間接接觸電擊危險場所的電氣設(shè)備

(3)漏電保護裝置的安裝要求

安裝應(yīng)符合生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說明書的要求，應(yīng)考慮供電線路、供電方式、系統(tǒng)接地類型和用電設(shè)備特征等因素漏電保護裝置的額定電壓、額定電流、額定分斷能力、極數(shù)、環(huán)境條件以及額定漏電動作電流和分斷時間、在滿足被保護供電線路和設(shè)備的運行要求時，還必須滿足安全要求

安裝漏電保護裝置之前，應(yīng)檢查電氣線路和電氣設(shè)備的泄漏電流值和絕緣電阻值所選用漏電保護裝置的額定不動作電流應(yīng)不小于電氣線路和設(shè)備正常泄漏電流最大值的

2倍當電氣線路或設(shè)備的泄漏電流大于允許值時，必須更換絕緣良好的電氣線路或設(shè)備

安裝漏電保護裝置不得拆除或放棄原有的安全防護措施，漏電保護裝置只能作為電氣安全防護系統(tǒng)中的附加保護措施漏電保護裝置標有電源側(cè)和負載側(cè)，安裝時必須加以區(qū)別，按照規(guī)定接線，不得接反

如果接反，會導(dǎo)致電子式漏電保護裝置的脫扣線圈無法隨電源切斷而斷電，以致長時間通電而燒毀

安裝漏電保護裝置時必須嚴格區(qū)分中性線和保護線使用三極四線式和四極四線式漏電保護裝置時，中性線應(yīng)接入漏電保護裝置經(jīng)過漏電保護裝置的中性線不得作為保護線、不得重復(fù)接地或連接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護線不得接入漏電保護裝置

漏電保護裝置安裝完畢后應(yīng)操作試驗按鈕試驗3次，帶負載分合3次，確認動作正常后，才能投入使用

3.漏電保護裝置的運行

(1)漏電保護裝置的運行管理

對使用中的漏電保護裝置應(yīng)定期用試驗按鈕試驗其可靠性

為檢驗漏電保護裝置使用中動作特性的變化，應(yīng)定期對其動作特性

(包括漏電動作電流值、漏電不動作電流值及動作時間

)進行試驗運行中漏電保護器跳閘后，應(yīng)認真檢查其動作原因，排除故障后再合閘送電

（2）漏電保護裝置的誤動作和拒動作分析

①誤動作線路或設(shè)備