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剩余电流动作保护装置一 剩余电流动作保护装置的分类 结构 工作原理及原理接线图 1 剩余电流动作保护装置的分类 2 剩余电流动作保护装置的结构 3 剩余电动作保护装的工作原理及原理接线图 A 电压型剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 1 JB型 剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 B 电流型剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 1 WDBA5型剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 2 WDBA7型剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 3 DZL系列剩余电流动作保护装置的工作原理及接线图 4 JD6系列 JD66 L系列 SDBL系列的原理图及与CJ10 20 CJ20S CJC交流接触器及与DW15系列万能断路器的配合接线图 二 剩余电流动作保护装置的安装方式及保护范围 1 剩余电流动作保护的安装方式 2 剩余电流动作保护装置的保护范围 三 剩余电流动作保护装置对低压电网的要求 四 剩余电流动作保护装置常见故障的判断 分类及排除方法 一 剩余电流动作保护装置的分类 结构 工作原理及原理接线图 1 剩余电流动作保护装置的分类 剩余电流动作保护装置是具有漏电保护功能的开关设备 IEC标准定名为剩余电流动作保护装置 宿写为RCO 我国标准将其明确为当电气线路和电气设备发生单相接地故障时 利用这个剩余电流来动作切断故障线路和电气设备电源的保护装置 我国从1995年开始在农村推广简易型剩余电流动作保护装置 漏电保护器 随后逐步推广电流型 脉冲型等漏电保护器 目前剩余电流保护器的种类繁多 可按下列方式分类 A 按检测元件的检测原理分为电压型 电流型 脉冲型 电流智能型 鉴相鉴幅型 B 按中间元件类型分为电磁式 电子式 C 按结构形式分为组合式保护器 由剩余电流动作保护器 交流接触器或低压断路器等部件组合而成 和漏电断路器 将剩余电流保护装置和低压断路器装配在一个绝缘外壳内的保护装置 D 按用途分为 单相家用剩余电流动作保护器 三相三线剩余电流保护器 三相四线剩余电流保护器 2 剩余电流动作保护装置的结构 剩余电流动作保护装置由检测元件 中间元件 检试元件 执行元件等组成 其方框图1如下1 检测元件 主要是检测线路或电气设备的剩余电流信号 并将信号传给中间元间 2 中间元件 将检测元件传来的信号进行比较 放大 当检测元件传来的信号达到某一值时 将信号传给执行元件 3 执行元件 接到中间元件传来的信号后 立即断开电源 4 检试元件 利用试验按扭 试验电阻 模拟一个剩余电流信号 检验剩余电流动作保护装置自身的好坏 3 剩余电流动作保护装置的工作原理及原理接线图 A 电压型剩余电流保护装置的工作原理及原理接线图 下图为电压型剩余电流保护装置的原理接线图 它由高阻线圈继电器 J 试验按扭 SBS 试验电阻 R 停止按扭 SB1 起动按扭 SB2 交流接触器 km 等组成 高阻线圈继电器串接在配电变压器中性点与大地之间 当线路供电时按下起动按扭 SB1 交流接触器通电吸合 常开触点自锁 线路正常供电 当线路发生漏电或人身触电时 电流通过相线 人体 大地 高阻线圈继电器 配电变压器中性点形成闭合回路 当高阻线圈两端的电压 或回路中的电流 达到一定值时 高阻线圈继电器吸合 高阻线圈继电器常闭触点断开交流接触器控制回路电源 交流接触器线圈失压 铁芯释放 主触点断开主电路电源 从而起到保护的作用 由于高阻线圈的电阻一般为8000欧姆 而人体触电时最低电阻大约为500欧姆左右 在这个闭合回路中线圈上的电压要比人体上的电压高的多 故此称为电压型剩余电流保护装置 电压型剩余电流保护装置的检测元件虽串接在配电变压器的中性点与大地之间 但由于高阻线圈继电器的阻抗为8000欧姆 故低压配电网络的运行系统为IT运行系统 电压型剩余电流保护装置的灵敏度较高 对低压电网的对地绝缘电阻值要求也较高 安装电压型剩余电流保护装置的特点是 1 只能做总保护 且每台配电变压器只能安装一台 2 不能安装中级 分路 保护 家用 末级 保护 3 一旦发生漏电 触电 故障 整过低压配电网络全部停电 4 低压配电网络的运行系统为IT运行系统 由于以上种种原因 电压型剩余电流保护装置在使用中受到限制 目前使用的基本上都是电流型剩余电流保护装置 B 电流型剩余电流动作保护装置的原理图及工作原理 1 以低阻线圈为检测元件的WDBA5型剩余电流保护装置的原理图及工作原理 WDBA5型剩余电流动作保护装置它由干簧管继电器 由低阻线圈和干簧管磁性开关组成 灵敏继电器 限流电阻 试验电阻 试验按扭 起动按扭 停止按扭 交流接触器 DW10空气断路器 等组成 它以干簧管继电器中的低阻线圈作检测元件并串接在配电变压器中性点与大地之间 以干簧管继电器中的干簧管磁性开关 灵敏继电器 限流电阻为中间元件 利用干簧管中的磁性开关对磁场大小的要求对信号进行比较 利用磁性开关接通灵敏继电器 灵敏继电器动作 利用灵敏继电器的常闭触点断开主电路控制电路的电源 以交流接触器 低压自动空气开关 为执行元件 当灵敏继电器吸合后 灵敏继电器常闭触点断开控制电源 线圈失压跳闸 断开主电路 起到保护的作用 以试验按扭 试验电阻为检试元件 按下试验按扭 电流通过相线 试验按扭 试验电阻 低阻线圈 配变中性点形成回路 模拟一个触电 漏电 信号 检验剩余电保护装置自身的好坏 工作原理 WDBA5型剩余电流保护装置是以低阻线圈为检测元件并串接在中性点与大地之间 线路供电时 按下起动按扭 交流接触器线圈带电吸合 常开触点自锁 线路正常供电 当发生触电 漏电 事故时 触 漏 电电流通过相线 人体 大地 低阻线圈 配电变压器中性点形成回路 此电流达到一定值 额定值 时 低阻线圈产生的磁场使干簧管中的磁性开关闭合 接通灵敏继电器线圈 灵敏继电器吸合 灵敏继电器的常闭触点断开交流器的的控制电源 交流接触器失压跳闸 断开主电路起到保护的作用 安装WDBA5型剩余电流保护装置的特点 1 WDBA5型剩余电流保护装置的检测元件串接在中性点与大地之间 因而只能做总保护 且每台配电变压器只能装一台 2 由于低阻线圈的电阻值只有4欧姆 且串接在配变中性点与大地之间 此低压电网的运行系统为TT运行系统 3 可安装中级 分路 保护 家用 末级 保护 4 一旦发生触 漏 电事故跳闸 整过低压配变网络全部停电 2 以零序电流互感器为检测元件的WDBA7型剩余电流保护装置的原理图及工作原理 WDBA7型剩余电流动作保护装置它由零序电流互感器 二极管 电解电容 电阻 可控硅 灵敏继电器 试验按扭 试验电阻 交流接触器 起动按扭 停止按扭等组成 它以零序电流互感器为检测元件 零序电流互感器是根据基尔霍夫电流定律的原理制成的 当穿过零序电互感器中的导线的电流 流入不等于流出时 就会在零序电流互感器的二次线圈中产生感应电势 因此零序电流互感器可安装在配电变压器中性点与大地的接地线上 也可安装在配电变压器 总电源 的进 出 线上 还可安装在各条配电线路出线的回路上作分路保护 以二极管 电容 电阻 可控硅 灵敏继电器等为中间元件 当零序电流互感器有感应电压输出时 感应电压经二极管整流后 供给可控硅的控制极 使可控硅导通 接通灵敏继电器回路 灵敏继电器吸合 常闭触点断开主电路控制回路电源 以交流接触器 低压自动空气开关 为执行元件 当灵敏继电器吸合后 灵敏继电器常闭触点断开控制电源 使交流接触器失压跳闸 断开主电路电源 起到保护的作用 以试验按扭 试验电阻为检测元件 按下试验按扭 电流通过相线 试验按扭 试验电阻 零序电流互感器线圈 到中性线形成回路 模拟一个触电 漏电 信号 检验剩余电流保护装置自身的好坏 工作原理 WDBA7型剩余电流动作保护装置的检测元件由零序电流互感器 TA0 组成 在正常情况下 穿过零序电流互感器的导线中的电流相量和等于零 若串接在中性点与大地之间的接地线上时 接地线上无电流 在零序电流互感器的铁芯中磁通的相量和也等零 二次线圈中无感应电压 信号 输出 主开关保持闭合装态 电源向负荷正常送电 当零序电流互感器之后的线路或电气设备对地漏电或有触电时 漏电或触电电流直接经大地返回电源 这就使通过零序电流互感器圆孔中的导线的电流相量和不为零 或接地线上有电流流过 故障电流在零序电流互感器的铁芯中产生磁通 零序电流互感器二次线圈中感应出电压 零序电流互感器感应出的电压经二极管整流后 加在可控硅的控制极上 当故障电流达到一定值 整定的动作值 时 可控硅导通 接通灵敏继电器线圈 灵敏继电器吸合 灵敏继电器的常闭触点断开交流接触器的控制回路 交流接触器失压释放 断开主电路起到保护的作用 安装WDBA7型剩余电流保护装置的特点 1 由于WDBA7型剩余电流保护装置的检测元件是零序电流互感器 它作总保护时的安装方式有二种 一是将零序电互感器安装在配电变压器中性点与大地的接地线之间 二是安装在配电变压器低压进 出 线中 2 也可安装在各条配电线路的出线上做分路保护 3 配电变压器低压网络为TT运行系统 3 以零序电流互感器为检测元件的DZL系列剩余电流动作保护装置工作原理及原理图 DZL系列的剩余电流动作保护装置 它是在DZ系列低压断路器的基础上增加了剩余电流动作保护部分而构成 它采用手动合闸 当被保护线路发生大于整定值的剩余电流或发生过载及短路时自动断开 DZL系列的剩余电流动作保护装置 根据被保护的电器设备的运行情况 分为二极 三极 四极 其容量根据运行电流的大小来选择 DZL系列的剩余电流动作保护装置 它由检测元件 零序电流互感器 中间元件 比较 放大部分 二极管 可控硅 电阻 电容 等组成 检试元件 试验电阻 试验按扭组成 执行元件 脱扣线圈 DZ型断路器组成 其外观与DZ型断路器基本相同 单相DZL系列剩余电流保护装置的工作原理及原理图 TQ 脱扣线圈 UR 压敏电阻 V 可控硅 C 电解电容 R 限流电阻 D 二极管 TA0 零序电流互感器 RS 试验电阻 SBS 试验按扭 DZ型剩余电流动作保护器是以零序电流互感器为检测元件 它是根据基尔霍夫第一定律的原理设计的 当流过零序电流互感器中的电流等于流出零序电流互感器中的电流时 零序电流互感器的二次侧无电压 信号 输出 当流过零序电流互感器中的电流不等于流出零序电流互感器中的电流时 零序电流互感器的二次侧产生感应电压 信号 并传给中间元件 中间元件由二极管 电容 电阻 可控硅等组成 利用可控硅导通时的条件对信号进行比较放大 可控硅导通条件一是在可控硅的阴阳极间有正向电压 二是在可控硅的控制极有一定的正向电压 可控硅才可导通 正常时 线路无漏 触 电信号 零序电流互感器的二次侧无电压 信号 输出 可控硅的控制极无正向电压 线路正常供电 当线路发生漏 触 电时 零序电流互感器的二次侧有电压 信号 输出 通过二极管整流后供给可控硅的控制极 当这个电压达到一定值 整定值 时 可控硅导通 接通脱扣线圈回路 断开故障线路 起到保护的作用 三相三线 三相四线DZ型系列的工作原理与此基本相同 安装DZ型剩余电流保护装置的特点1 配电变压器的低压网络为TT运行系统 2 也可做TN系统的末级保护 安装剩余电流保护器后中性线不得有重复接地 3 不得用三相三线 三极 代替三相四线 四极 的剩余电流保护器 流过负荷的电流必须全部通过DZ型剩余电流保护器 4 以零序电流互感器为检测元件的JD6 系列 JD66L 系列 SDBL 系列剩余电流保护装置的工作原理及与CJ10 20 CJ20S CJC 交流接触器 DW15系列万能断路器的配合接线 JD6 JD66 L SDBL等系列的剩余电流动作保护装置其检测原理及工作原理与WDBA7 型剩余电流保护装置基本相同 只是在WDBA7型的基础上增加了漏电信号与触电信号的分别 比较元件 漏电相序分辨元件 延时重合闸电路 永久性故障闭锁等装置 电流智能型在以上基础上增加了随剩余电流变化而自动调整动作电流值的功能 就是以投运时的电网的剩余电流为参考点 当电网的剩余电流缓慢的增加时 它的动作电流值也随着缓慢的增加 以减少由于电网自身的剩余电流引起跳闸的次数 当电网的剩余电流缓慢的减少时 它的动作电流值也随着缓慢的减少 以防止由于动作电流值过大而引起的触电事故 因而叫电流智能型 以上各系列的剩余电流保护装置除中间元件中的有关部分不同外 其它部分基本相同 与主电路控制开关的接线也基本相同 由于主电路控制开关种类较多 运行方式不同等特点 各系列又分为A B C D 等各种型号 以适应与主电路控制开关的控制接线要求 A JD6 JD66 L SDBL等系列的工作原理图 其操作过程是 剩余电流保护装置安装好后 合上剩余电流保护装置上的开关 交流接触器合闸后立即跳闸 20 30秒后自动合闸 正常投入运行 发生接地 触电 故障电流时 此电流超过额定动作电流值 立即跳闸 20 30秒后自动重合 如故障末排除 仍有超限剩余电流存在 重合闸后 立即跳闸并自动闭锁 这时须把故障排除 关掉剩余电流动作保护装置电源开关 过5秒钟后 重新操作 B JD6 JD66 L SDBL等系列与CJ20型交流接触器节能运行的接线 C JD6 JD66L SDBL等系列剩余电流保护装置与CJ20S交流接触器的接线 1 CJ20S CJ40S系列锁扣式全节能接触器的原理 CJ20S CJ40S系列锁扣式全节能接触器是最新设计开发的专利产品 它在吸合线圈的基础上 增设锁扣装置 其工作原理是 吸合线圈通电时 铁芯吸合锁扣 主电路投入运行 线圈通过自身的常闭触点断电 要断开主电路 接通锁扣控制装置线圈 接触器释放 断开电路 在工作过程中接触器不消耗电能 故称全节能接触器 2 CJ20S CJ40S系列锁扣式全节能接触器的特点 CJ20s CJ40S系列锁扣式全节能接触器 只是在合闸的瞬间线圈通电吸合 主电路闭合 投入运行后线圈断电 由锁扣装置控制 锁住 运行 线圈若长期通电将会被烧坏 要断开主电路 必须接通锁扣装置的控制电源 才能断开 就是说此接触器在无压壮态下运行 不存在欠压 失压跳闸 当电网停电时不断开 在来电时自送电 3 CJ20S CJ40S系列锁扣式全节能接触器与剩余电流保护装置的接线 D JD6 JD66L SDBL等系列剩余电流保护装置与CJC交流接触器的接线 1 CJC系列剩磁自保持全节能接触器的工作原理 CJC系列剩磁自保持全节能接触器是将CJ10 CJ12 CJ20系列及类似交流接触器的铁芯由硅钢片 改为硬磁钢 在直流电励磁下 接触器吸合 通过自身的常闭触点断开励磁电流 铁芯因剩磁而保持在吸合位置上 若要断开电路时 用反向直流电或交流电去磁时 接触器释放 由此可见接触器在运行中线圈不带电 因而达到节能无噪声 线圈长寿命的目地 2 CJC系列剩磁自保持全节能接触器的特点 CJC 系列剩磁自保持全节能接触器在合闸时 采用瞬间直流充磁合闸 主电路投入运行后 线圈断电 线圈若长期带电将会被烧坏 要断开主电路必须给线圈加以反向电流 与合闸电流相反 因此需加以反向直流电或交流电去磁 磁铁释放 主电路断开 在电网停电时 接触器不断开 接触器在无压壮态下运行无欠压 失压跳闸 在来电时自送电 3 CJC系列剩磁自保持全节能接触器与剩余电流保护装置的接线 E JD6 JD66L SDBL等系列与DW15万能断路器的接线 各系列的剩余电流保护装置与各种主开关配合接线时 必须分清各系列的型号并相互配套好 若配套错误 可能烧坏剩余电流保护装置或交流接触器线圈 各系列的剩余电流保护装置的说明书中都有配套说明 二 剩余电流动作保护装置的安装方式及保护范围1 剩余电流动作保护装置安装方式 A 剩余电流动作保护装置做总保护时可分为三种方式 1 安装在电源 配电变压器 中性点接地线上 2 安装在总电源的进线回路上 3安装在各条配电线路出线的回路上 B 剩余电流动作保护装置的三级保护 1 剩余电流动作保护装置总保护 分路 中级 保护 家用 末级 保护 在同一低压电网中安装投运时称三级保护 2 剩余电流动作中级保护可根据网络分布情况 装设在各分路的分支配电箱的电源上 3 家用 末级 保护 安装在用户的接户线下的配电箱上 2 剩余电流动作保护装置的保护范围 1 剩余电流动作保护是防止因低压电网剩余电流造成故障危害的有效措施之一 低压电网剩余电流动作保护一般采取剩余电流动作总保护 中级 分路 保护 家用 末级 保护等多级保护方式 A 剩余电流动作总保护的保护范围是一台配电变压器的低压电网中出线较大剩余电流时 立即切断低压电网的总电源 B 剩余电流动作中级 分路 保护的保护范围是它所装设支路发生较大剩余电流时 切断该支路的电源 C 剩余电流动作家用 末级 保护安装于用户的受电端 其保护范围是防止用户内部绝缘损坏 发生人生间接接触触电等剩余电流所造成的事故 对直接接触触电只作为基本保护的附加保护 2 剩余电流动作保护装置对被保护范围内的相与相 相与零线间引起的触电危险保护装置不起保护作用 三 剩余电流动作保护装置对低压电网的要求 1 采用电流型剩余电流动作保护装置做低压电网总保护时 配电变压器的中性点必须直接接地 并且接地良好 否则剩余电流动作保护装置的灵敏度降低 甚至拒动 从图A中可以看出零序电互感器须然安装在中性点与大地之间 但中性点没有接地 或接地不好 A 当发生单相接地故障时 不能通过大地与中性点形成回路 没有接地 触电 电流 零序电流互感器检测不到信号 因而拒动 而此时大地上带有相线上的电位 若在此时人在大地上触及中性线 零线 时 会发生触电 若触及另二相导线时 会发生线电压触电 且零序电流互感器同样检测不到信号 产生触电的危险性会更大 B 若装有分路保护时 各分路之间会产生相互作用 当只有一个分路发生接地 触电 故障时 分路保护不动作 整过低压电网发生触电的危险与上面相同 若另一分路又发生不同相的单相接地时 此时两个分路都会跳闸 形成一些不规则动作 使剩余电流动作保护装置不能正常运行或更本不能投运 从图中可以看出零序电流互感器须然安装在电源的进线上 但中性线没有接地 或接地不好 当发生接地 触电 故障时 由于中性线没有接地不能形成回路 几乎没有接地电流 零序电流互感器中流入的电流还是等于流出的电流 检测不到信号 剩余电流保护装置不动作 此时 大地上带有相线上的电位 其触电的危险及一切现象与上面相同 2 低压电网的中性线不得有重复接地 应保持与相线相同的绝缘 当低压电网中有中性线重复接地时 保护装置会产生拒动或误动的情况 从图中可以看出当中性线出现重复接地时 若发生单相接地 触电 故障 配电变压器中性点接地点 重复接地点会同时流过接地 触电 故障电流 从而使零序电流互感器上检测的电流只是接地 触电 故障电流的一部分 达不到额定电流动作值 因而拒动 从图中可以看出当中性线出现重复接地时 若三相负荷不平衡时 中性线上会产生很大的电流 配电变压器中性点接地点 重复接地点形成导体同时流过中性线上的电流 从而使零序电流互感器检测出信号 使剩余电流动作保护装置动作 产生误动 3电流型剩余电流保护装置后的相线 零线均不得与其它回路跨用 若跨用时 跨用的二个回路的二台保护装置都会跳闸 从而二条线路都无法正常供电 4照明及其它单相负荷 应均匀地分配到三相上 力求使各相的漏电电流大至相等 当三相线路的长度相差太大时 在阴雨天时 由于线路的对地绝缘电阻的变化及导线的对地电容的变化形成线路的漏电电流不平衡值过大使剩余电流动作保护装置误动 当低压电网采用地埋线时 三相长度应接近一致 5 保持低压电网良好的绝缘水平 被保护的低压电网 其正常漏电电流不应大于剩余电流动作保护装置的动作电流值的百分之五十 当达不到时 应维修线路 消除漏电点或调整各相负载使漏电电流平衡 四 剩余电流动作保护装置常见故障的判断 分类及排除方法 1剩余电流动作保护装置的故障分析及判断 故障及不正常情况分为二大类 一类是剩余电流动作保护装置自的故障 一类是线路的壮况接线等故障 区分二类故障的方法是 安装后 只要把零序电流互感器的插头拨下 能正常投运 说明剩余电流动作保护装置控制是好的 若不能投运 则剩余电流动作保装置控制是坏的 反之则是线路或接线问题 A 有下列情况之一的 属剩余电流动作保护装置自身的问题 1 开电源开关 剩余电流动作保护装置的红色 绿色指示灯都不亮 经检查接线正确 输入电压正确的 2 能投运 但按模拟试验按扭不动作 接地试验也不动作 3 能投运 按试验按扭能动作 有自动重合闸功能的 30秒后不能自动重合闸 对于剩余电流动作保护装置自身的故障 一般情况下由于没有一定范围的仪表 不能重新测试其多项动作性能 所以有些故障自已不能处理 通常情况下 直接更换电路板 B 剩余电流动作保护装置不能正常投运的检查及故障排除 一 不能正常投运的1 合上电源开关后 红色 绿色指示灯都不亮 主开关不动作 检查剩余电流动作保护装置的接线端子的接线是否正确 输入电压是否正确 2 合上电源后 绿色指示灯亮 但主开关不动作 检查剩余电流动作保护装置的保险丝是否完好 接线是否松动 3 安装接线后 合上剩余电流动作保护装置的电源开关 保险丝熔断 甚至有烟冒出 其原因是接线错误 a 检查剩余电流动作保护装置的接线端子看接线是否错误 输入电压是否正确 因输入电压过高 有些时候不能马上烧保险丝 但机内的变压器会发热 半小时后 机内的变压器烧坏引起保险丝熔断 b 检查主开关线圈上是否加有其它电源线 以前主开关线圈上的接线没有拆除 二 合闸后又马上跳闸 1 出线和用电设备的三相漏电失量和超过漏电动作值 就是说一相的漏电电流过大 a 查出漏电点 并维修好 b 如果漏电电流随负荷的增加而增加 可把负荷 特别是单相负荷 重新分配均匀 2 接线错误 接入剩余电流动作保护装置的电源线 相线接在零序电流互感器的前面 零线接在零序电流互感器的后面 3 零序电流互感器的零线方向穿反 4 被保护的线路与其它线路混用 5 当被保护的线路是多条时 投运一条线路不跳闸 投运