家用漏电保护器的作用

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1、家用漏电保护器的作用　　随着家用电器的普及，人们与电接触的机会越来越多，用电设备发生故障导致人员触电伤亡也时有发生。为了人身安全与设备安全，漏电保护器作为一项有效的电气安全技术装置已经被广泛使用，并起到了举足轻重的作用，老百姓通俗地称它为“保安器”、“保命器”。但是有些人认为现在线路改造了，安全程度已经提高了，没有必要安装漏电保护器了。本文仅就家用单相漏电保护器的作用阐述一些浅见。　　　　首先从我国低压供电系统谈起。过去，我国民用住宅低压供电多采用TN—C系统，即工作零线(N线)与保护地线(PE线)合一的接零系统。这种TN—C系统存在一些不安全因素，如零线因不平衡电流的存在，正常工作时也带电

2、压;零线断线时，设备外壳带相电压;电源线路的相线碰地时设备外壳电位升高;零线的危险电位“蔓延”等等。因此，近年来在许多地方进行了线路改造，采用在进线配电箱后将载流的零线(N线)和用于设备接地的地线(PE线)分开的接零系统，即TN—C—S系统。如图1所示，其中RA、RB为变压器和配电箱的接地电阻，Z为单相负载。采用了TN—C—S系统后可消除TN—C系统的某些缺点，如把地线和零线分离后载流的零线(N线)断线时，设备外壳不会带相电压，降低了不平衡电流产生的零线电压。但在TN—C—S系统中，是否可不安装漏电保护器，我们从以下三种情况进行分析：　　　　情况一：设备发生碰壳故障。　　　　如图2为设备发生

3、碰壳故障时的等效电路，其中R1为线路阻抗，R2为PEN线阻抗，R3为PE线阻抗。　　　　根据要求RA应小于4Ω，RB应小于10Ω。假设取RA=4Ω，RB=10Ω，R1、R2、R3均为1Ω，则Ik=75(A)　　　　PE线上的电压降UPE=Ik×R3=75×1=75(V)　　　　PEN线上的电压降UPEN=Ik×R2∥(RA+RB)=75×[1×(4+10)]/(1+4+10)=70(V)　　　　则U2=UPEN×RB/(RA+RB)=70×10/(4+10)=50(V)　　　　设备外壳的接触电压Uk=UPE+U2=75+50=125(V)　　　　按IEC标准，在普通级别干燥或湿润条件下，安全

4、电压和允许通电时间的关系如表1所示。　　　　表1　IEC推荐的普通级别干燥或湿润条件下　　　　安全电压和较大允许通电时间的关系　　　　预期安全接触电压(V)　　　　<50　　　　50　　　　75　　　　90　　　　110　　　　125　　　　150　　　　220　　　　280　　　　较大允许通电时间(s)　　　　∝　　　　5　　　　1　　　　0.5　　　　0.2　　　　0.15　　　　0.1　　　　0.05　　　　0.03　　　　从表1中可知Uz=125V时，必须在0.15s内切断电源，才能保证人身安全。但由于受设备负荷电流和起动电流的限制，一般的熔丝额定电流不能选得过小，这样就不能满足在0

5、.15s内切断电源的要求。　　　　如果在线路中安装漏电保护器，情况将得到改善，如图3所示。为了保证人身安全，漏电保护器应满足Za×IΔn≤UL(式中：Za—故障回路阻抗;IΔn—漏电保护器的漏电动作电流;UL—安全接触电压，正常环境下为50V)。一般家用漏电保护器的漏电动作电流IΔn=30mA，UL=50V，则Za≤1.667kΩ。在任一配电系统的回路阻抗都只有几欧，因此Za≤1.667kΩ是很容易实现的。而在发生故障的情况下，接地短路电流Ik大大超过30mA，这就保证了漏电保护器的可靠动作，从而提高了单相接地短路保护灵敏度。　　　　情况二：私拉乱接的电线绝缘破损。　　　　当家中私拉乱接的电

6、线绝缘破损时，破损的电线会造成相线短路故障。设相线对地短路处接触电阻Rz=8Ω，忽略线路阻抗，则相线对地的短路电流为　　　　Ik=　=20.3(A)　　　　此时配电箱接地线上的电压为　　　　U=Ik×[RA×RB/(RA+RB)]　　　　=20.3×[(4×10)/(4+10)]=58(V)　　　　该电压已超过安全许可值，它将沿PE线传到各用电设备的金属外壳上，对人身安全造成威胁。　　　　如安装了漏电保护器，线路的短路电流Ik完全能使漏电保护器动作，从而保障了人身安全。　　　　情况三：人体直接触及相线电压。　　　　上面两种情况是设备或线路绝缘损坏时产生人身间接触电的情况。当人们在修理设备或检

7、修线路时，不慎会直接触及相线，产生直接触电。如图4所示。　　　　假设人体电阻RT为1kΩ，忽略RA、RB，则流过人体的电流为　　　　IT=U0/RT=220/1000=0.22(A)　　　　此电流远远超过了安全电流，但不能使线路首端保护装置动作，而漏电保护器却能迅速切断电路，起到安全保护的作用。　　　　此外，还有一些情况下也能体现漏电保护器的作用：　　　　(1)在特别潮湿的地方(如游泳池、淋浴房、厨房、卫生间