漏电保护器的工作原理是怎样的?
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发布时间：2023-08-12 07:48
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时间：2024-03-16 23:08
空气开关的意思就是空气绝缘的断路器，它的符号是MCB，意思就是微型断路器。
我们看下图：
图中，我们把MCB中用于短路保护的部件叫做磁脱扣器，把MCB中用于过载保护的部件叫做热脱扣器。
磁脱扣器的核心就是线圈和它的铁芯。当线圈中流过短路电流时，电磁线圈产生的磁场和磁通作用在铁芯端面的衔铁上，使得MCB执行脱扣跳闸。
至于热脱扣器，它的核心是双金属片。我们设想双金属片的一面是铁片，另一面是铜片。铁片和铜片的热膨胀系数不一样，导电性越好，热膨胀系数就越高。于是当电流流过双金属片发热体后，双金属片发热弯曲。等延续了一段时间后，双金属片弯曲的力度和程度足够时，它推动空气开关执行脱扣跳闸。
空气开关其实是低压热磁式断路器中的一种。我们看下图，此图是热磁式断路器的结构模式图：
我们设断路器的额定电流是I，断路器的动作时间t与电流I之间的关系是：
我们把上面公式中的关系叫做反时限关系。我们看到，电流越大，断路器的动作时间就越短。
我们看下图：
图中有4种不同的MCB脱扣特性，即B特性、C特性、D特性和K特性。我们以B特性为例来讨论。
我们看到，当短路电流小于3倍额定电流In时（3In），空气开关的短路保护不动作；当短路电流大于3In后，空气开关动作。
我们看下图：
此图就是上图中提到的B特性曲线图，注意过载保护的电流值从1.13In开始。
我们再来看漏电保护器的工作原理：
漏电保护器的符号是RCD。
我们看下图：
图中，我们看到了零序电流互感器的铁芯，其中穿过了一条相线L和一条中性线N。由于相线电流IL和中性线电流IN的N中大小相等方向相反，即IL+IN=0，所以在正常状态下，零序电流互感器铁芯中不会出现磁通，RCD当然不会动作。
当发生漏电时，漏电流Id从地线PE中流出，此时的电流关系为：
IL+Id+IN=(IL+IN)+Id=Id，RCD的铁芯中出现磁通，它的副边绕组会产生动作电压，并驱动RCD中的操控机构动作。操控机构的动作推动了与RCD相接的前接MCB，执行线路开断操作。
由此可见，RCD不能独立，必须与MCB共同组成系统，执行漏电保护操作。
上图的右图中，如果用电设备的外壳未接地，则RCD不会执行漏电保护。
对于带零线的接地系统TN-C，它只有火线和零线，没有地线。当用电设备发生漏电时，RCD的零序电流互感器不会产生磁通，因而不会动作。所以，RCD不适用于TN-C接地系统。
不过，当人体触及火线时，由于触电产生的电流经由大地返回电源，使得RCD的零序电流互感器中流过了等效漏电流Id，漏电保护器RCD就会动作。从这个观点看，RCD还是可以用于TN-C接地系统的。当然，在TN-C-S和TN-S接地系统中，RCD的保护在先，防范了人体触电事故。在TN-C接地系统中，则人体触电在先，RCD的保护在后。可见，对于TN-C接地系统，最好自己构建一条地线，构成TN-C接地系统下的TT系统，确保用电安全。
一般地，对于人身安全防护，漏电动作电流是30毫安；对于防止电气火灾，漏电动作电流大于100毫安；对于兼有人身安全防护和消防防护，漏电动作电流在30到100毫安之间。
我们看下图：
给出了RCD的动作电流范围，从30毫安一直到500毫安，这些不同规格的RCD可以用于不同的漏电保护情况。
最后，我们看一套典型的居家配电箱照片：
由此可见，两者是可以安装在一起的。
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（来源：机械工业出版社E视界，作者：张白帆，版权归原作者所有，如有侵权请联系删除！）
