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弧光漏电保护器与地线的关系是什么?
发布者: 时间:2021-01-13 10:59 浏览次数:
弧光漏电保护器与地线的关系是什么?南京如拓公司的销售人员疫情期间在家办公整理了以下关于弧光漏电保护器与地线的关系是什么的资料,下面由我带领大家来具体的看下。


首先,先给出结论:漏电保护器与地线是从属关系。有了地线,才具有安装漏电保护器的可能;反过来,若没有地线,安装了漏电保护器毫无用处。
为了能够明确其中的道理,我们从最简单的直流电路开始谈起。


图1是直流电路,它有电源E,也有电源内阻r,还有外接的电阻箱R。注意到外接电阻箱R有一个金属外壳。
设从电源E的正端流向电阻R的电流是I+,流出电阻R并返回电源的电流是I-。由于电路属于串联电路,因此这两个电流大小相等,方向相反。令两者之和为Id,于是有:


例如,电池电压为6V,它的内阻r=0.1欧,外电阻R=10欧,于是有:


我们令I+的方向为正方向,则有:


我们来看图2,它依然是直流电路。图中把电阻箱的金属外壳通过接地电阻Rg接到电源负极,也即接地。
当电源的正极未与电阻箱的外壳相接时,什么也不会发生。
现在,我们让电源正极引线与电阻箱外壳相接(以下简称碰壳事故)。仔细看图,我们会发现接地电阻Rg其实是与负载电阻R并联的。于是我们发现了一个关键现象:


也就是说,此时的I+和I-虽然方向依然相反,但已经不再是大小相等了。(提示:从现在开始,漏电电流就用它的标准符号Ig来描述了)。
由于Rg的值往往很小,因此Ig的值很大,近似于电源正负极之间的短路电流,因此在电路中需要配备熔断器来保护。
注意1:由于图2中的接地电流很大,近似等于电源短路电流,所以我们把这种接地系统叫做大电流接地系统。
注意2:大电流接地系统的线路保护依靠过电流保护装置,即熔断器或者断路器。
我们来看图3:图3其实就是把图1中的直流电源(电池)换成交流电源。与图1一样,我们也可以做出结论:IL与IN大小相等方向相反。


和图2的结论一致,尽管是交流电流。
我们来看图4:我们发现图4与图2类似,我们也可以推出完全类似的结论:
由于正常状态下,IL与IN大小相等方向相反,故Ig=0;一旦发生电阻箱碰壳事故,则Ig不等于零,说明发生了漏电。
国家标准规定,Rg的值不得大于4欧,而一般状态下Rg的值在0.2欧到0.8欧之间,因而接地电流很大,接近电源相线对零线的短路电流。也因此,它被称为大电流接地系统。
前面说过,对于大电流接地系统,一般依靠电路前端的断路器或者熔断器来保护线路。
这种交流电路中的接地属于TN-C、TN-S和TN-C-S接地系统。下图是国际电工委员会IEC给出来的TN-C接地系统标准图:


看,和我给出来的图4何其相似。
不过,到目前为止,我们还没有谈到漏电保护器。我们马上就要讲到它了。


图5中,我们看到用电设备的外壳直接接地,碰壳事故的接地电流并没有通过电源提供的N线返回电源,而是走地网再返回电源。
我们当然知道,地网的电阻Rg远远大于PEN线或者PE线的电阻。这是第一个问题。
其次,我们发现不知道该如何同时测量IL与IN。diangon.com若不同时测量这两个电流,我们就没法得知两个电流之差。这是第二个问题。
如何解决这两个问题?
对于第二个问题,我们采用零序电流互感器来同时测量IL与IN。


将图6与图5对照着看,立刻就明白了。
由于Ig=IL-IN,且当IL与IN的值相等而方向相反时,两者平衡,零序电流互感器没有输出;当IL与IN的值不相等时,Ig不等于零,于是零序电流互感器输出到操动机构中,产生脱扣力驱动前端的断路器执行跳闸操作。
这个装置就叫做RCD,器件名称是:漏电保护器或者剩余电流保护器。
对于第一个问题,在IEC60364《接地系统》中规定,若电力变压器的中性点直接接地,而用电设备的外壳也直接接地,两者之间没有导线连接,这种接地系统叫做TT。


图中我们看到了电力变压器(左上侧)的中性点直接接地,用电设备(中下)的外壳直接接地(PE线),两个接地极依靠地网连接。
IEC规定,TT接地系统必须使用RCD。
至此,我们应当明白了:
(1)用电设备的外露导电部分(外壳)直接接地线PE;
(2)在上条得到满足的条件下,使用RCD漏电保护器,就能在发生单相接地故障(用电设备的碰壳事故)时,RCD将驱动断路器跳闸,以保护人身安全;
(3)对于TT系统,IEC和国家标准强制性地要求必须使用RCD。
最后的结论就是开头的那句话:
漏电保护器与地线是从属的关系:地线是安装漏电保护器的充分条件。也就是说,安装了漏电保护器,可以推断系统中一定有地线;但反过来,若仅有地线,未安装漏电保护器也行。事实上,在大电流接地系统TN下,可由普通开关的过电流保护装置来执行线路的漏电保护。
知道原因是什么?大电流接地系统下,漏电流已经被放大为相对N或者相对零的短路电流,故可以用过电流保护装置来执行保护操作。
至于TT小电流接地的系统,必须安装RCD,这是IEC和国标强制要求的!

弧光漏电保护器与地线的关系是什么的问题,大家老师有一定的认识了,那么关于更多这方面的内容,我们将继续在家整理更多的资料,后面将会给朋友们依次展示,敬请关注。


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