建筑施工現(xiàn)場漏電保護器的工作原理及使用探析

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摘 要：本文對漏電保護器的工作原理進行了分析，并對漏電保護器的構(gòu)造、原理、選用等方面進行了系統(tǒng)的闡述，為漏電保護器的選擇提供參考。 

關(guān)鍵詞：建筑施工；漏電保護器；探析  abstract:this paper analyzedleakageprotectionworks, anddiscussedleakageprotectionof thestructure, principle, selection; provideareferencefor thechoiceof leakageprotection.  keywords:construction; leakageprotection; analysis  隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，建筑業(yè)亦呈高速發(fā)展態(tài)勢，建筑工程規(guī)模不斷擴大，施工設(shè)備日益增多，這對施工現(xiàn)場的臨時用電安全管理提出了更高的要求，漏電保護器的正確配置，對施工現(xiàn)場臨時用電的安全起到關(guān)鍵的作用。由于施工現(xiàn)場管理不到位，部分施工現(xiàn)場安裝的漏電保護器由于配置不合理、安裝維護不正確等造成的觸電事故時有發(fā)生，成為施工實踐過程所必  須面對的一個安全難題。  一、漏電保護器的作用  漏電保護器（漏電保護開關(guān)）是一種當(dāng)檢測到有漏電發(fā)生時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就能夠在限定的時間內(nèi)動作自動斷開電源，起到對人身、財產(chǎn)安全保護的作用，是建筑施工現(xiàn)場強制使用的一種電氣安全裝置。將漏電保護器安裝在低壓電路中，當(dāng)發(fā)生漏電和觸電時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就立即在限定的時間內(nèi)動作自動斷開電源進行保護；漏電保護器主要保護作用是在一定條件下，對可能致命的觸電事故進行保護，對用電設(shè)備和觸電事故進行保護的同時，也對其負荷線路進行保護，防止由于線路絕緣損壞造成的觸電事故。  二、漏電保護器的構(gòu)造  漏電保護器主要分為電壓動作型和電流動作型兩種。由于電壓型漏電保護器結(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，現(xiàn)已基本淘汰。目前國內(nèi)外漏電保護器的研究和應(yīng)用均以電流型漏電保護器為主導(dǎo)地位，電流型的漏電保護器具有成本低、使用方便、安全等特征。漏電保護器主要由三部分組成：檢測元件、中間放大環(huán)節(jié)、操作執(zhí)行機構(gòu)。①檢測元件，這是感測電路的主要元件之一，由零序互感器組成，檢測漏電電流，并發(fā)出信號；②放大環(huán)節(jié)，通常包括放大器、比較器、脫扣器，主要作用是將微弱的漏電信號放大，按裝置不同（放大部件可采用機械裝置或電子裝置），構(gòu)成電磁式保護器相電子式保護器，并將放大的信號傳遞給電路的執(zhí)行機構(gòu)；③執(zhí)行機構(gòu)，收到信號后，主開關(guān)由閉合位置轉(zhuǎn)換到斷開位置，從而切斷電源，是被保護電路脫離電網(wǎng)的跳閘部件，也是完成漏電保護的關(guān)鍵部件。④試驗裝置：由于漏電保護器是一個保護裝置，因此應(yīng)定期檢查其是否完好、可靠。試驗裝置就是通過試驗按鈕和限流電阻的串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置能否正常動作。  三、漏電保護器的工作原理  漏電保護器工作原理見圖1所示。漏電保護器主要包括檢測元件(零序電流互感器)、中間環(huán)節(jié)(包括放大器、比較器、脫扣器等)、執(zhí)行元件(主開關(guān))以及試驗元件等幾個部分。將漏電保護器安裝在線路中，一次線圈與電網(wǎng)的線路相連接，二次線圈與漏電保護器中的脫扣器連接。在被保護電路工作正常，沒有發(fā)生漏電或觸電的情況下，當(dāng)用電設(shè)備正常運行時，線路中電流呈平衡狀態(tài)，由克希荷夫定律可知，通過一次側(cè)的電流相量和等于零，即：這樣ta 的二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,漏電保護器不動作，系統(tǒng)保持正常供電?；ジ衅髦须娏魇噶恐蜑榱悖娏魇怯蟹较虻氖噶?，如按流出的方向為“＋”，返回方向為“－”，在互感器中往返的電流大小相等，方向相反，正負相互抵銷）。由于一次線圈中沒有剩余電流，所以不會感應(yīng)二次線圈，漏電保護器的開關(guān)裝置處于閉合狀態(tài)運行。當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生漏電并有人觸及時，則在故障點產(chǎn)生分流，由于漏電電流的存在，通過一次側(cè)各相電流的相量和不再等于零，產(chǎn)生了漏電電流。在鐵心中出現(xiàn)了交變磁通。在交變通作用下，二次側(cè)線圈就有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，產(chǎn)生漏電電流，此漏電電流經(jīng)人體-大地-工作接地，返回變壓器中性點（并未經(jīng)電流互感器），致使互感器中流入、流出的電流出現(xiàn)了不平衡（電流矢量之和不為零），一次線圈中產(chǎn)生剩余電流。此漏電信號經(jīng)中間環(huán)節(jié)進行處理和比較，當(dāng)達到預(yù)定值時，使主開關(guān)分勵脫扣器線圈通電，驅(qū)動主開關(guān)，自動跳閘，切斷故障電路，當(dāng)這個電流值達到該漏電保護器限定的動作電流值時，自動開關(guān)脫扣，切斷電源從而實現(xiàn)保護。漏電保護器在反應(yīng)觸電和漏電保護方面具有高靈敏性和動作快速性，這是其他保護電器，如熔斷器、自動開關(guān)等無法比擬的。自動開關(guān)和熔斷器正常時要通過負荷電流，他們的動作保護值要避越正常負荷電流來整定，因此他們的主要作用是用來切斷系統(tǒng)的相間短路故障（有的自動開關(guān)還具有過載保護功能）。而漏電保護器是利用系統(tǒng)的剩余電流反應(yīng)和動作，正常運行時系統(tǒng)的剩余電流幾乎為零，故它的動作整定值可以整定得很?。ㄒ话銥閙a級），當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生人身觸電或設(shè)備外殼帶電時，出現(xiàn)較大的剩余電流，漏電保護器則通過檢測和處理這個剩余電流后可靠地動作，切斷電源。  四、漏電保護器的選擇和使用  施工現(xiàn)場使用的漏電保護器不僅要選用正規(guī)廠家生產(chǎn)且要通過3c認證的合格產(chǎn)品，產(chǎn)品的質(zhì)量要有保證，反應(yīng)靈敏、能夠及時的判斷電路中的漏電情況，同時還應(yīng)滿足以下要求。  1、總配電箱和開關(guān)箱中漏電保護器的極數(shù)和線數(shù)必須與其負荷側(cè)負荷的相數(shù)和線數(shù)一致。保證選用的漏電器與電路相匹配，單相線路選用二極保護器，僅帶三相負載的三相線路或三相設(shè)備可選用三極保護器，動力與照明合用的三相四線回路和三相照明線路中必須選用四極的保護器。為便于對現(xiàn)場配電系統(tǒng)進行安全技術(shù)管理和維護，配電方式應(yīng)考慮為混合式，即在施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置總配電箱(或配電室)，總配電箱以下設(shè)分配電箱，分配電箱以下設(shè)開關(guān)箱，開關(guān)箱以下就是用電設(shè)備、配電箱的位置，及數(shù)量以項目施工用電專項方案為準。  2、額定電壓、額定電流必須與保護的用電系統(tǒng)負載相一致。嚴格的按照漏電器的規(guī)程使用，建筑施工現(xiàn)場多為低壓設(shè)備，目前常用的設(shè)備額定電壓主要有380v、220v兩種，所選擇的漏電器一定要與建筑施工的電氣特性相匹配，額定電流根據(jù)線路負載的大小確定：選擇過小，漏電保護器會損壞；選用過大，會造成經(jīng)濟上的浪費，而且有時反應(yīng)的不夠靈敏，造成失誤。工作電流總?cè)萘吭?00~600a以上的大型建筑工地，最好總閘下設(shè)2～3個工作電流為100～200a、的第一級漏電保護器，分別控制幾個配電箱、開關(guān)箱，末級配電箱配置60-100a漏電保護器。  3、總配電箱和開關(guān)箱中兩級漏電保護器的額定漏電動作電流和額定漏電動作時間應(yīng)作合理配合，使之具有分級分段保護的功能。開關(guān)箱中漏電保護器的額定漏電動作電流不應(yīng)大于30ma，額定漏電動作時間不應(yīng)大于0.1s。使用于潮濕或有腐蝕介質(zhì)場所的漏電保護器應(yīng)采用防濺型產(chǎn)品，其額定漏電動作電流不應(yīng)大于15ma，額定漏電動作時間不應(yīng)大于0.1s。總配電箱中漏電保護器的額定漏電動作電流應(yīng)大于30ma，額定漏電動作時間應(yīng)大于0.1s，但其額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的乘積不應(yīng)大于30ma•s，在相應(yīng)的操作區(qū)域應(yīng)選擇合適的繼電器使用。    4、漏電保護器應(yīng)裝設(shè)在總配電箱、開關(guān)箱靠近負荷的一側(cè)，且不得用于啟動電氣設(shè)備的操作，以保證在操作上的安全。配電箱、開關(guān)箱中的漏電保護器宜選用無輔助電源型(電磁式)產(chǎn)品，或選用輔助電源故障時能自動斷開的輔助電源型(電子式)產(chǎn)品。當(dāng)選用輔助電源故障時不能自動斷開的輔助電源型(電子式)產(chǎn)品時，應(yīng)同時設(shè)置缺相保護。為消除觸電隱患，《規(guī)范》規(guī)定：施工現(xiàn)場臨時用電工程必須采用tn-s系統(tǒng)，設(shè)置專用保護零線，要求使用五芯電纜配電系統(tǒng)采用“三級配電兩級保護”，同時規(guī)定開關(guān)箱必須裝設(shè)漏電保護器實行“一機一閘”每臺設(shè)備有專用開關(guān)箱規(guī)定，從而提高用電的本質(zhì)安全。  5、根據(jù)項目設(shè)備功率、數(shù)量不同選用不同的漏電保護器。例如施工現(xiàn)場電焊機比較多，電焊機的漏電保護器按電焊機的額定電流選用，在電焊機起焊時的大電流可能會使漏電保護器跳閘，這是部分電焊機漏電保護器跳閘的原因。對于這類用電設(shè)備一般應(yīng)選用對浪涌過電壓、過電流不太敏感的電磁型漏電保護器；或選用比電焊機額定電流大1.5-2倍的電子式漏電保護器，但作為末級漏電保護，額定漏電動作電流不應(yīng)大于30ma。塔吊是施工現(xiàn)場較大的施工設(shè)備，有多臺電動機，塔吊配電箱和配電線路處于高空中，長年日曬雨淋，絕緣難免有一定的損傷，容易引起頻繁跳閘，用電子式漏電保護器時應(yīng)適當(dāng)將它的額定電流放大1.5-2倍，以降低漏電保護器本身的靈敏度，減少頻繁跳閘的幾率。  6、根據(jù)保護范圍、人身設(shè)備安全和環(huán)境要求，選用漏電保護器，漏電保護器應(yīng)按產(chǎn)品說明書安裝、使用，以保證安裝使用的漏電器能夠正常的工作。對擱置已久重新使用或連續(xù)使用的漏電保護器應(yīng)逐月檢測其特性，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時修理或更換。運行中發(fā)現(xiàn)漏電保護器跳閘，必須認真檢查漏電保護器所保護的線路和設(shè)備的漏電情況，在故障排除后方可再合閘，嚴禁將保護線路和設(shè)備的漏電保護器退出運行。運行中的漏電保護器應(yīng)進行定期檢查，至少每月一次，并做好檢查記錄。檢查內(nèi)容包括：外觀檢查、試驗裝置檢查、接線檢查，信號指示及按鈕位置檢查。檢查時，應(yīng)注意操作試驗按鈕的時間不能太長，次數(shù)不要太多，以免燒壞內(nèi)部元件。在正常運行中，如果漏電保護器發(fā)生動作，應(yīng)根據(jù)動作的原因排除故障后，方可進行合閘操作，嚴禁帶故障強行送電。  五、結(jié)束語  漏電保護器雖然具有一定的保護作用，但在人體同時觸及被保護線路兩線的觸電情況下不能起到保護作用；而且，漏電保護器本身出現(xiàn)故障，也不能發(fā)揮正常的保護功能。因此，在使用漏電保護器的同時，原有的保護措施不能拆除，應(yīng)該繼續(xù)使用，如接零、接地保護等。即使額定漏電動作電流小于30ma的漏電保護器，也不能作為唯一的直接接觸保護，只能作為直接接觸的補充保護，同時操作人員還要嚴格遵守安全操作規(guī)程,只有這樣，才能防止發(fā)生意外事故，確保安全。  參考文獻  ［1］jgj46-2005,施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范[s].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005.  ［2］gb6829-1995,剩余電流動作保護器的一般要求[s].北京：中國標準出版社,1995.  ［3］gb13955-92,漏電保護器安裝和運行的要求[s].北京：中國標準出版社,1992  [4]jgj 59-99，建筑施工安全檢查標準 中華人民共和國行業(yè)標準  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。