漏电保护器工作原理

•

o

根据保护器的工作原理，可分为电压型、电流型和脉冲型三种。电

压型保护器接于变压器中性点和大地间，当发生触电时中性点偏移

对地产生电压，以此来使保护动作切断电源，但由于它是对整个配

变低压网进行保护，不能分级保护，因此停电范围大，动作频繁，

所以已被淘汰。脉冲型电流保护器是当发生触电时使三相不平衡漏

电流的相位、幅值产生的突然变化，以此为动作信号，但也有死区。

目前应用广泛的是电流型漏，所以下面主要介绍电流型的保护器。

一、电流型的分类

按动作结构分，可分为直接动作式和间接动作式。直接动作式是动

作信号输出直接作用于脱扣器使掉闸断电。间接动作式是对输出信

号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。一般直接动作式

均为电磁型保护器，电子型保护器均为间接动作式。

在型式上，按保护器具有的功能大体上可分为三类：

（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功

能。

组装式主要部件有零序电流互感器、漏电脱扣器、试验回路、触头

系统和塑料外壳。触头系统有动断触头、动合触头各一，用以将执

行信号送向执行机构。试验回路包括试验按钮和模拟漏电阻抗的电

阻，用以在运行中试验漏电继电器动作是否正常和灵敏。分装式是

将漏电脱扣器分离出来，再由外部接线连接。

（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电

器和开关的结合体。

（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备

触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。

•

漏电保护器的原理

o

正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一

次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，

零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成

回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回，

破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这

个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信

号给执行元件动作掉闸，切断电源。

由工作原理可见，当三相对地阻抗差异大，三相对地漏电流相量和

达到保护器动作值时，将使断路器掉闸或送不上电。同时三相漏电

流和触电电流相位不一致或反相，会降低保护器的灵敏度。

•

漏电保护器的额定值

o

（1）额定频率为50HZ。

（2）额定电压Un为220V，380V。

（3）辅助电源电压Usn为：直流为 12、24、40、60、110、

220V；交流为12、48、220、380V。

（4）额定电流In为6、10、16、2O、25、32、4O、 50、（60）、

63、100、（125）、160、200、250A。带括号的不优先推

荐采用。

（5）额定漏电动作电流In·dz为0.006、0.01、（0.015）、

0.03、（0 .05）、（0.075）、0.1、（0.2）、0.3、0.5、1、

3、5、10、20A。带括号的值不优先采用。

（6）额定漏电不动作电流的优选值为0.5I n·dz。

（7）漏电保护器的最大分断时间：

l）* 直接接触保护。当动作电流I n·dz≤0.03A时，若保护器流

过的零序电流为1倍I n·dz时为0.2s，2倍时为0.1s，流过0.25A

时为0.04s；

2）间接接触防护。流过l倍时为0.2S，2倍时为O.1S，5倍时

为0.04s；

延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其In·dz＞0.03A。延

时保护延时时间的优选值为0.2、0

•

漏电保护器的选型

o

一、漏电保护器的正确选用

漏电保护器的选用，应根据系统的保护方式、使用目的、安装场所、

电压等级、被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数值等

因数来确定。

1、根据使用目的来选择

用于防止人身触电事故的漏电保护器，一般根据直接接触保护和间

接接触保护两种不同的要求选用，在选择动作特性时也应有所区

别。

(1)、直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造

成的触电伤亡事故，当人体和带电导体直接接触时，在漏电保护器

动作切断电源之前，通过人体的触电电流和漏电保护器的动作电流

选择无关，它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定，漏电保护

器不能限制通过人体的触电电流，所以用于直接接触保护的漏电保

护器，必须具有小于0.1S的快速动作性能，或具有IEC漏电保

护器标准规定的反时限特性。

(2)、间接接触保护是为了防止用电设备在发生绝缘损坏时，在金

属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。漏电保护开关的动

作电流I△n的选择应和用电设备的接地电阻R和允许的接触电压

U联系考虑，用电设备上的接触电压U要小于规定值。漏电保护

器的动作电流I△n的选择：I△n≤U/R其中：U--允许接触电压

R--设备的接触电阻一般对于额定电压为220V或380V的固定式

电气设备，如水泵、磨粉机等其他容易与人体接触的电气设备，当

用电设备金属外壳的接地电阻在500Ω以下时，可选用30～

50mA,0.1s以内动作的漏电保护器;当用电设备金属外壳的接地

电阻在100Ω以下时，可选用200～500mA的漏电保护器;对于

较重要的用电设备，为了减少瞬间的停电事故，也可选用动作电流

为0.2s的延时型保护装置。家庭使用的用电设备由于经常带有频

繁插进拨出的插头，同时，部分居民住宅没有考虑接地保护设施。

当用电设备发生漏电碰壳等绝缘故障时，设备外壳可能呈现和工作

电压相同的危险电压，极易发生触电伤亡事故，因此，电气设备安

装规程中规定，必须在家庭进户线的电能表后面，安装动作电流为

30mA和0.1S以内动作的高灵敏型漏电保护开关。

2、根据使用场所来选择一般在380/220V的低压线路中，如果用

电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时，同时这些用电设备

又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Ω或10Ω时，

则宜按照间接接触保护要求，在用电设备的供电回路中安装漏电保

护器，同时还应根据不同的使用场所，合理地选取不同动作电流的

漏电开关。例如：在潮湿的工作场所，由于人体比较容易出汗或沾

湿，使皮肤的绝缘性能降低，人体电阻明显下降，当发生触电事故

时，通过人体的电流必然会比干燥的场所大，危险性高，因此，适

宜安装15～30mA，并能在0.1S内动作的漏电保护器。

3、根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择

(1) 漏电保护器的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵

敏度。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，

总会有一定的泄漏电流存在。所以从保证电路的稳定运行和提供不

间断的供电来讲，漏电保护器的动作电流选择要受到电路正常泄漏

电流的制约。

(2) 由于测定电流的泄漏电流，必须有较复杂的测试方法或使用

专用测试设备进行测量，为选用方便，可参照下列经验公式：对于

照明电路和居民生活用电的单相电路：I△n≥IH/2000对于三相

三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路：I△

n≥IH/1000其中：I△n--漏电保护开关装置动作电流IH--电路

的实际最大供电电流一般家庭供电电路，如果使用3A电能表的用

户，正常情况下每户泄漏电流约在1mA左右，原则上，在家庭单

相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的1/3000时，应对

电路进行检修。

(3) 我国农村低压电网的绝缘水平较低，泄漏电流较大。根据实

测结果表明，泄漏电流的数值和配电变压器容量的大小关系不显

着，但和低压电网中生活用电的居民户数有明显的关系，也就是不

管变压器容量是多少，其中供给生活用电的户数越多，泄漏电流就

越大。因此，农村电网中装置漏电开关时，应考虑到这点。一般而

言，为了保护电网可靠运行，保证多级保护的选择性，下一级漏电

保护动作电流应小于上一级漏电保护动作电流，各级漏电动作电流

应有1.2～2.5倍的级差。第一级漏电保护器应安装在配电变压器

低压侧主干线出线端，该级保护的线路较长，叠加的泄漏电流较大。

其漏电动作电流在未完善多级保护时，最大不得超过100mA,在

完善多级保护时，其漏电动作电流最大不得超过300mA。第二级

漏电保护器应安装在各分支线的出线端，由于被保护线路较短，泄

漏电流相对较小，其漏电动作电流应介于上、下级保护的漏电动作

电流之间，一般取30～75mA。第三级漏电保护器(又称末级保护)

用于保护用电设备及人身安全，被保护线路短，泄漏电流小，一般

不超过10mA，漏电动作电流应按人体触电摆脱电流值(10～

20mA)选择，不应大于30mA，一般取15～30mA。

•

漏电保护器的应用

o

漏电保护器的应用范围如下：

（1）无双重绝缘，额定工作电压在110V以上时的移动电具。

（2）建筑工地。

（3）临时线路。

（4）家庭。

防止直接接触带电体保护的动作电流直为30mA，0.1s内动作。

可按需要安装间接接触保护的漏电保护器。

•

o

根据保护器的工作原理，可分为电压型、电流型和脉冲型三种。电

压型保护器接于变压器中性点和大地间，当发生触电时中性点偏移

对地产生电压，以此来使保护动作切断电源，但由于它是对整个配

变低压网进行保护，不能分级保护，因此停电范围大，动作频繁，

所以已被淘汰。脉冲型电流保护器是当发生触电时使三相不平衡漏

电流的相位、幅值产生的突然变化，以此为动作信号，但也有死区。

目前应用广泛的是电流型漏，所以下面主要介绍电流型的保护器。

一、电流型的分类

按动作结构分，可分为直接动作式和间接动作式。直接动作式是动

作信号输出直接作用于脱扣器使掉闸断电。间接动作式是对输出信

号经放大、蓄能等环节处理后使脱扣器动作掉闸。一般直接动作式

均为电磁型保护器，电子型保护器均为间接动作式。

在型式上，按保护器具有的功能大体上可分为三类：

（1）漏电继电器。只具备检测、判断功能，不具备开闭主电路功

能。

组装式主要部件有零序电流互感器、漏电脱扣器、试验回路、触头

系统和塑料外壳。触头系统有动断触头、动合触头各一，用以将执

行信号送向执行机构。试验回路包括试验按钮和模拟漏电阻抗的电

阻，用以在运行中试验漏电继电器动作是否正常和灵敏。分装式是

将漏电脱扣器分离出来，再由外部接线连接。

（2）漏电开关。同时具备检测、判断、执行功能。它是漏电继电

器和开关的结合体。

（3）漏电保护插座。将漏电开关和插座组合在一起，使插座具备

触电保护功能。适用于移动电器和家用电器。

•

漏电保护器的原理

o

正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一

次线圈电流的相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零，

零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地成

回路，亦即产生了零序电流。这个电流不经过互感器一次线圈流回，

破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这

个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信

号给执行元件动作掉闸，切断电源。

由工作原理可见，当三相对地阻抗差异大，三相对地漏电流相量和

达到保护器动作值时，将使断路器掉闸或送不上电。同时三相漏电

流和触电电流相位不一致或反相，会降低保护器的灵敏度。

•

漏电保护器的额定值

o

（1）额定频率为50HZ。

（2）额定电压Un为220V，380V。

（3）辅助电源电压Usn为：直流为 12、24、40、60、110、

220V；交流为12、48、220、380V。

（4）额定电流In为6、10、16、2O、25、32、4O、 50、（60）、

63、100、（125）、160、200、250A。带括号的不优先推

荐采用。

（5）额定漏电动作电流In·dz为0.006、0.01、（0.015）、

0.03、（0 .05）、（0.075）、0.1、（0.2）、0.3、0.5、1、

3、5、10、20A。带括号的值不优先采用。

（6）额定漏电不动作电流的优选值为0.5I n·dz。

（7）漏电保护器的最大分断时间：

l）* 直接接触保护。当动作电流I n·dz≤0.03A时，若保护器流

过的零序电流为1倍I n·dz时为0.2s，2倍时为0.1s，流过0.25A

时为0.04s；

2）间接接触防护。流过l倍时为0.2S，2倍时为O.1S，5倍时

为0.04s；

延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其In·dz＞0.03A。延

时保护延时时间的优选值为0.2、0

•

漏电保护器的选型

o

一、漏电保护器的正确选用

漏电保护器的选用，应根据系统的保护方式、使用目的、安装场所、

电压等级、被控制回路的漏电电流以及用电设备的接地电阻数值等

因数来确定。

1、根据使用目的来选择

用于防止人身触电事故的漏电保护器，一般根据直接接触保护和间

接接触保护两种不同的要求选用，在选择动作特性时也应有所区

别。

(1)、直接接触保护是防止人体直接触及电气设备的带电导体而造

成的触电伤亡事故，当人体和带电导体直接接触时，在漏电保护器

动作切断电源之前，通过人体的触电电流和漏电保护器的动作电流

选择无关，它完全由人体触电的电压和人体电阻所决定，漏电保护

器不能限制通过人体的触电电流，所以用于直接接触保护的漏电保

护器，必须具有小于0.1S的快速动作性能，或具有IEC漏电保

护器标准规定的反时限特性。

(2)、间接接触保护是为了防止用电设备在发生绝缘损坏时，在金

属外壳等外露金属部件上呈现危险的接触电压。漏电保护开关的动

作电流I△n的选择应和用电设备的接地电阻R和允许的接触电压

U联系考虑，用电设备上的接触电压U要小于规定值。漏电保护

器的动作电流I△n的选择：I△n≤U/R其中：U--允许接触电压

R--设备的接触电阻一般对于额定电压为220V或380V的固定式

电气设备，如水泵、磨粉机等其他容易与人体接触的电气设备，当

用电设备金属外壳的接地电阻在500Ω以下时，可选用30～

50mA,0.1s以内动作的漏电保护器;当用电设备金属外壳的接地

电阻在100Ω以下时，可选用200～500mA的漏电保护器;对于

较重要的用电设备，为了减少瞬间的停电事故，也可选用动作电流

为0.2s的延时型保护装置。家庭使用的用电设备由于经常带有频

繁插进拨出的插头，同时，部分居民住宅没有考虑接地保护设施。

当用电设备发生漏电碰壳等绝缘故障时，设备外壳可能呈现和工作

电压相同的危险电压，极易发生触电伤亡事故，因此，电气设备安

装规程中规定，必须在家庭进户线的电能表后面，安装动作电流为

30mA和0.1S以内动作的高灵敏型漏电保护开关。

2、根据使用场所来选择一般在380/220V的低压线路中，如果用

电设备的金属外壳等金属部件容易被人触及时，同时这些用电设备

又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻小于4Ω或10Ω时，

则宜按照间接接触保护要求，在用电设备的供电回路中安装漏电保

护器，同时还应根据不同的使用场所，合理地选取不同动作电流的

漏电开关。例如：在潮湿的工作场所，由于人体比较容易出汗或沾

湿，使皮肤的绝缘性能降低，人体电阻明显下降，当发生触电事故

时，通过人体的电流必然会比干燥的场所大，危险性高，因此，适

宜安装15～30mA，并能在0.1S内动作的漏电保护器。

3、根据电路和用电设备的正常泄漏电流来选择

(1) 漏电保护器的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵

敏度。然而，任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，

总会有一定的泄漏电流存在。所以从保证电路的稳定运行和提供不

间断的供电来讲，漏电保护器的动作电流选择要受到电路正常泄漏

电流的制约。

(2) 由于测定电流的泄漏电流，必须有较复杂的测试方法或使用

专用测试设备进行测量，为选用方便，可参照下列经验公式：对于

照明电路和居民生活用电的单相电路：I△n≥IH/2000对于三相

三线制或三相四线制的动力线路及动力和照明混合线路：I△

n≥IH/1000其中：I△n--漏电保护开关装置动作电流IH--电路

的实际最大供电电流一般家庭供电电路，如果使用3A电能表的用

户，正常情况下每户泄漏电流约在1mA左右，原则上，在家庭单

相电路中的泄漏电流超过电路最大供电电流的1/3000时，应对

电路进行检修。

(3) 我国农村低压电网的绝缘水平较低，泄漏电流较大。根据实

测结果表明，泄漏电流的数值和配电变压器容量的大小关系不显

着，但和低压电网中生活用电的居民户数有明显的关系，也就是不

管变压器容量是多少，其中供给生活用电的户数越多，泄漏电流就

越大。因此，农村电网中装置漏电开关时，应考虑到这点。一般而

言，为了保护电网可靠运行，保证多级保护的选择性，下一级漏电

保护动作电流应小于上一级漏电保护动作电流，各级漏电动作电流

应有1.2～2.5倍的级差。第一级漏电保护器应安装在配电变压器

低压侧主干线出线端，该级保护的线路较长，叠加的泄漏电流较大。

其漏电动作电流在未完善多级保护时，最大不得超过100mA,在

完善多级保护时，其漏电动作电流最大不得超过300mA。第二级

漏电保护器应安装在各分支线的出线端，由于被保护线路较短，泄

漏电流相对较小，其漏电动作电流应介于上、下级保护的漏电动作

电流之间，一般取30～75mA。第三级漏电保护器(又称末级保护)

用于保护用电设备及人身安全，被保护线路短，泄漏电流小，一般

不超过10mA，漏电动作电流应按人体触电摆脱电流值(10～

20mA)选择，不应大于30mA，一般取15～30mA。

•

漏电保护器的应用

o

漏电保护器的应用范围如下：

（1）无双重绝缘，额定工作电压在110V以上时的移动电具。

（2）建筑工地。

（3）临时线路。

（4）家庭。

防止直接接触带电体保护的动作电流直为30mA，0.1s内动作。

可按需要安装间接接触保护的漏电保护器。

但如何使漏电保护器正常工作，发挥应有的作用，除提高产品质量保证可靠运行

外，与被保护线的质量和漏电保护器的安装方式有很大关系。

图1是漏电保护器工作原理，正常工作时电路中除了工作电流外没有漏电流

通过漏电保护器，此时流过零序互感器(检测互感器)的电流大小相等，方向相反，

总和为零，互感器铁芯中感应磁通也等于零，二次绕组无输出，自动开关保持在

接通状态，漏电保护器处于正常运行。当被保护电器与线路发生漏电或有人触电

时，就有一个接地故障电流，使流过检测互感器内电流量和不为零，互感器铁芯

中感应出现磁通，其二次绕组有感应电流产生，经放大后输出，使漏电脱扣器动

作推动自动开关跳闸达到漏电保护的目的。

漏电保护器工作原理虽然比较简单，但在实际使用中会出现这样或那样的错

误，造成不必要的误动或拒动，下面介绍一下售后服务中遇到的常见的几个实例。

图2是因安装人员的不规范接线，将该插座的零线N端子误连接上保护接

地(PE)端子，如图2中b所示，当使用该插座时，电流不经过零线而经过保护接

地线返回电源，造成漏电保护器动作。改正方法见如图2中a所示。

图3误用了三相三线制漏电保护器，因零线不经过漏电保护器，漏电保护器

检测到的不是漏电电流而是三相不平衡电流，故在三相线路中只要有一相接通任

意负载，电流就远远超过漏电动作电流而跳闸，改正方法是将漏电保护器换成三

相四线漏电开关。

图4两只漏电保护器线路混同，图4a当灯接通后1LDB出现差流，2LDB出现

三相不平衡电流，造成1LDB和2LDB跳闸，在图4b中两只漏电保护器共用一

根零线，单独合上3LDB或4LDB时不会跳闸。但当同时使用时，两只漏电保护

器将同时跳闸，结果造成二条线路不能同时供电，因为二个负载不会大小相同。

图5在安装漏电保护器时不能重复接地，否则通过零序互感器电流减少，导

致漏电保护该跳闸时而不能跳闸。

图6接零保护线通过检测互感器，设备当出现漏电时，由于相线漏电流经接

零保护线又回过检测互感器，使互感器检测不出漏电流，致使漏电保护器不动作。

最后要指出的漏电保护器安装位置不能太高“试验按钮”要处在易操作位置，

按试验按钮的目的是模拟人为漏电，强制使漏电保护跳闸，验证能否正常工作，

至少每月试验一次。如果失灵或不动作时，应立即拆下来修理或更换。试按按钮

的时间每次不得超过IS也不能连续频繁操作，以免烧毁试验电阻扣线圈