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三極與四極漏電保護(hù)器的簡單分析

低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是防止人身觸電的有效措施,也可以防止因漏電而引發(fā)的電氣火災(zāi)及設(shè)備損壞事故。漏電保護(hù)器一般分為一極、二極、三極、四極。其中一極、二極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖,它們的主要區(qū)別在于當(dāng)漏電事故發(fā)生時(shí)是否斷開零線。其工作原理均為通過檢測相線、零線電流的相量和是否為零來判斷是否有漏電事故發(fā)生。本文所討論的重點(diǎn)是三極、四極漏電保護(hù)器的工作原理與應(yīng)用場合的差異。 
  筆者查閱一些廠家提供的三、四極漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)原理圖時(shí)發(fā)現(xiàn)一些題目,源自某國產(chǎn)品牌開關(guān)制造商產(chǎn)品資料,源自某入口品牌開關(guān)制造商產(chǎn)品資料。我們發(fā)現(xiàn)二者的四極漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)原理圖并無區(qū)別,但三極漏電保護(hù)的結(jié)構(gòu)原理圖卻存在重大不同,并由此引發(fā)其使用也有重大區(qū)別。
  在分析之前,需要明確一個(gè)概念,即“負(fù)載三相平衡”。在三相交流電系統(tǒng)中,負(fù)載三相平衡時(shí),其三相電流相量和為零。但筆者認(rèn)為,所謂“負(fù)載三相平衡”是一個(gè)理論概念,在實(shí)際的產(chǎn)品制造中,因?yàn)槌霎a(chǎn)工藝、使用前提及電源品質(zhì)等因素的制約,理想的三相完全平衡的負(fù)載不大可能存在,其三相電流ia、ib、ic的相量和不為零而且很輕易達(dá)到漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流值例如30mA。因此,“負(fù)載三相平衡”這個(gè)概念只具理論意義。本文以下談到三極、四極漏電保護(hù)器的應(yīng)用時(shí)與此相關(guān)。
  首先二者的漏電動(dòng)作原理相同。均是通過檢測穿過零序電流互感器的3根相線和1根N線的電流相量和是否達(dá)到漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流值來決定其是否脫扣。對(duì)于正常工作的三相四線配電系統(tǒng),不論其所帶負(fù)載如何,均有ia+ib+ic+iN=0,漏電保護(hù)器不動(dòng)作。一旦發(fā)生接地故障時(shí),故障相有一部門電流經(jīng)故障點(diǎn)流入大地,此時(shí)零序電流互感器內(nèi)電流相量和不即是零,即ia+ib+ic+iN≠0,漏電保護(hù)器動(dòng)作,堵截故障回路,從而保證人身安全。不同之處僅在于漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí),在堵截相線的同時(shí)是否堵截零線。因此,筆者認(rèn)為,所謂的三極漏電保護(hù)器是一種“假三極”漏電保護(hù)器,實(shí)在質(zhì)與四極漏電保護(hù)器相同。

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