漏电保护器与地线的关系

时间:2018-06-09 10:25 | 来源:金桥电子网 | 点击: 次 [去老版] [去论坛] [去网店]

核心提示: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


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。

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