漏电断路器培训
方圆电器检测 王国忠
剩余电流动作断路器(也称漏电断路器),目前市场上主要有以下几类产品:
1、RCCB—家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作保护器 2、RCBO—家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作保护器 3、 CBR—具有剩余电流保护的断路器(塑壳漏电断路器)
对应的产品标准:
RCCB—GB16916.1-2003 (国标) IEC 61008-1_1996修改采用
国际最新版: IEC 61008-1_1996+A1_2002+A2_2006 EN 61008-1 RCBO—GB16916.1-2003 (国标) IEC 61009-1_1996修改采用 国际最新版: IEC 61009-1_1996+A1_2002+A2_2006 EN 61009-1
CBR—GB14048.2-2001 附录B(国标) idt IEC 60947-2_1995 国际最新版: IEC 60947-2_2006 Annexe B
本次漏电断路器培训主要涉及以上产品的内容;重点是围绕剩余电流动作的相关标准、技术、试验、应用等。
内容提要:
1、国内、国外同类典型产品介绍 2、产品的工作原理及用途 3、产品基本性能、特性指标介绍 4、产品结构组成、关键元器件及其控制 5、产品出厂检验方法及要求、及产品标准解析 6、主要检验设备和环境要求
7、产品使用中经常出现的问题及故障分析和排除
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一、 国内、国外同类典型产品介绍
RCCB、RCBO作为终端电器的重要组成部分,上个世纪80年代初与MCB一起开始被应用,经过20多年的发展,电子式和电磁式两种型式产品技术上趋向成熟,各有优势,目前,国内大多数家庭都安装了RCCB或RCBO以防止触电伤亡事故发生,它的广泛应用,使国内触电伤亡人数明显降低;CBR产品的发展应用,也使相线对电引起的火灾事故直线下降,如城乡电网改造广泛采用。
国内的RCCB及RCBO,大多数为仿制品或引进产品,这里的仿制品许多含有自己的创新内容,但这些产品的原创大多数来自国外低压电器制造商。如:DZ47LE系列。
CBR国内早期自行开发的产品有DZ15L-40 (采标是:GB6829-1995),电磁式结构,但由于铁心耗料大,价格贵,电磁式的DZ15L-40逐渐被电子式的DZ15LE-40代替。DZ20LE系列、仿三菱公司的S系列产品介绍。产品结构趋势:国内国际市场CBR主要以电子式为主,因此,IEC 60947-2_2006 Annexe B对电磁兼容考核标准在不断完善、发展、改进。 以图片举例说明。
二、 产品的工作原理及用途
剩余电流动作断路器分两种结构—电磁式和电子式。欧洲开始研制以电磁式结构为主,美国、日本开始研制以电子式结构为主,由此引出剩余电流动作断路器两大派系。 1、几个定义:
B2.2.3 剩余电流(I△)
流过CBR主电路的,以有效值表示的电流的矢量和。 B2.2.4 剩余动作电流
使CBR在规定条件下动作的剩余电流值。 B2.2.5 剩余不动作电流
在该电流(和小于该电流)时,CBR在规定条件下不动作的剩余电流值。 B2.3.1 具有剩余电流保护的断路器(CBR):
在规定条件下,当剩余电流达到给定值时,用来使触头断开的断路器。 2、剩余电流动作断路器的工作原理:
利用零序电流互感器(Zero Current Transformer,以下简称ZCT)来检测、捕捉漏电、触电等接地故障电流,并使其脱扣装置推动断路器脱扣板,使断路器分闸并切断电源(让负载脱离电源)。 电流表达式:
单相二线:IL+IN= I△ 三相三线:IA+IB+IC= I△ 三相四线:IA+IB+IC+IN = I△
这里IX 为线路或设备的对地泄漏电流;
当线路或设备处于正常状况下,I△=0 因此,当ZCT在无零序电流时, I△=0, ZCT的流进电流= ZCT的流出电流,ZCT的二次绕组无感应电势产生; 此时,断路器处于正常向负载输送电能。
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当线路或设备处于非正常工作状况,如触电、漏电、相线绝缘损坏对地放电等,I△≠0。此时,ZCT的二次绕组有感应电势和电流产生。 (1)当I△≤1/2 I△n(严格说:当I△小于产品的整定值),尽管二次绕组有感应电势,但未达到动作门值,断路器仍处于正常向负载输送电能。 (2)当I△>1/2 I△n(严格说:当I△大于等于产品的整定值),二次绕组有感应电势,且超过去时动作门值,此时,断路器按预定程序分闸并切断电源(让负载脱离电源)。
注意:上述条件是ZCT一次布线均匀分布。当ZCT的一次线分布不对称时,当大电流时会产生漏磁通,引起二次绕组有感应电势产生,造成断路器的误动作。对此考核是:在下列条件下,断路器不动作。
RCCB:条款9.18 试验参数:6In/1s 无感负载 RCBO:条款9.18 试验参数:0.8倍瞬时脱扣下限值/1s (RCBO仍对三极或四极进行,标准有盲点)
CBR: 条款B8.5 试验参数:6In与最大短路脱扣电流整定值的80%两者取小值/2s cosφ=0.5
1)电磁式漏电断路器工作原理:
脱扣器主要组成部分:1)铁心或称磁轭 2)衔铁 3)永久磁铁 4)去磁线圈 5)反力弹簧 6)推杆
正常情况下,脱扣器的衔铁被铁心由永久磁铁产生的磁通吸引(此时永久磁铁产生的磁力克服反力弹簧);当线路发生漏电,且达到整定值,ZCT二次绕组产生的感应电流流过去磁线圈,在脱扣器的铁心、衔铁回路中产生交变磁通,在一个周波的半波,交变磁通的方向与永久磁铁的恒磁通方向相反,减少了对衔铁的吸引力,在反力弹簧力大于磁力合力,衔铁在反力弹簧力作用下释放,衔铁推动推杆动作,拉动或推动断路器的脱扣板动作,使断路器分闸。 结论:其动作的能量来自感应电势产生的电能。
2)电子式漏电断路器工作原理:
电子式漏电断路器的ZCT的二次输出信号,经电子元件将其放大,当线路发
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