单相漏电保护开关电路设计与应用

1.单相漏电保护开关电路（一）

电路简介

漏电保护开关是用来防止人身触电和漏电引起事故的一种接地保护装置，当电路或用电设备漏电电流大于装置的整定值，或人、动物发生触电危险时，它能迅速动作，切断事故电源，避免事故扩大，从而保障人身、设备安全。

图5-11所示为单相漏电保护开关电路，它包括漏电电流检测、控制处理、执行保护等部分。

电路原理

二极管VD₁～VD₄构成桥式整流电路，并通过R₂、C₁降压滤波后，为集成电路IC₁提供工作电源。

220V交流电经过保护开关K₁和电流互感器TA后输出至负载。正常情况下，电源相线和零线的瞬时电流大小相等、方向相反，它们在电流互感器TA铁心中所产生的磁通互相抵消，TA的感应线圈L₃上没有感应电压。

图5-11 单相漏电保护开关电路（一）

当漏电或触电发生时，由于相线和零线的瞬时电流大小不相等，它们在电流互感器TA铁心中所产生的磁通不能完全抵消，L₃上便产生一感应电压，输入到集成电路IC₁进行放大处理后，IC₁的1脚输出触发信号使晶闸管VT导通，保护开关K₁得电动作而切断交流220V市电。保护开关K₁的结构为手动接通、电磁驱动切断的脱扣开关，一旦动作便处于“断”状态，故障排除后需要手动合上。

电流互感器TA可检测出毫安级的漏电电流。

SB为试验按钮。按下SB后，相线与零线之间通过限流电阻R₁形成一电流，该电流回路的相线穿过了环形铁心，而零线没有穿过环形铁心，这就人为地造成了环形铁心中相线与零线电流的不平衡，模拟了漏电或触电的情况，使得保护开关K₁动作。

友情提示

该漏电保护开关是基于漏电或触电时相线与零线电流不平衡的原理工作的，所以对相线与零线之间漏电或触电发生在相线与零线之间，此类漏电保护开关不起保护作用。(www.xing528.com)

2.单相漏电保护开关电路（二）

电路简介

图5-12所示为电流型漏电保护开关电路。该漏电保护开关由电流互感器TA、触发控制电路、驱动继电器以及供继电器工作的电源几部分组成。电流互感器为一绕在环形铁心上的线圈，即电流互感器的二次绕组、一次线圈是穿过互感器通向用户住宅室内的电源线。

电路原理

正常情况下，即无漏电发生时，流过相线L和中性线N的电流大小相等，方向相反，两个电流通过互感器时，在铁心中所产生的磁通也大小相等，但方向相反，磁通互相抵消。因无磁通的变化，互感器二次绕组中也就无感应电动势，回路中也无电流。

图5-12 单相漏电保护开关电路（二）

当被保护电路有漏电时，比如发生接地、人身触电等，这时部分电流将由人体或导电体经由大地返回，流经互感器TA的两个电流抵消后还有剩余电流，这个剩余电流引起磁通变化，互感器二次绕组中就产生了感应电动势。这个感应电动势加至由电阻R₁、R₂、稳压二极管VS₁（此处稳压二极管的作用是旁路感应电动势中的负向成分及将触发脉冲，限制在晶闸管触发极所能承受的电压范围之内的作用）及电容C组成的触发脉冲形成电路上，输出一正向触发脉冲到单向晶闸管VT的控制极，晶闸管导通，继电器K的线圈有电流通过，K动作。再通过继电器K的触头SW分断（这个SW一般由与之配套的带有过负载和短路速断保护功能的低压断路器担任），从而切断电源。

由于这一系列动作的时间非常短（设计要求小于或等于0.1s），电流也小（漏电流≤30mA动作），所以不会对触电者造成损伤性触电。

继电器K的工作电源，由交流220V经VD₂～VD₅组成的桥式整流电路整流后获得。

友情提示

图中R₃和铵钮（自复式开关）SB组成试验电路，可以很方便地在现场或定期测试该保护开关是否正确动作。RV为一阈值为470V的压敏电阻器，用以防止瞬时高电压的侵入。