浅析三相漏电保护器拒动和误动

近年来，电能应用越来越广，安全用电已经成为用户日益关心的问题。日常用电保护主要集中在过载、短路、漏电、断相、保护、过压、欠压等类型，市场常见的电子式漏电保护断路器主要实现了过载、短路、漏电于一体，成为使用最广泛的电器产品之一。尽管目前漏电断路器普及率、使用率很高，但是触电事故还是时有发生。触电事故发生的原因很多，例如用户违章操作、缺乏用电安全、保护电器故障等等。就保护电器故障而言，如漏电断路器发生漏电误动，将极大的影响用户的使用体验，而拒动，将很有可能威胁用户的生命。所以本文将谈谈我对对三相漏电断路器因线路绝缘问题致使产品拒动或误动现象的一点学习心得。

漏电断路器何以实现对线路的漏电保护呢？众所周知，当线路发生对地的漏电时，流过零序电流互感器的电流矢量和不为零，产生了零序电流。零序电流互感器将零序电流信号转换成电压信号，经过信号放大电路，最终驱动脱扣机构，完成对线路或者人的保护。在三相电路中，只有在每相对地绝缘阻抗相等的状态下，检测的信号电流才是流过人体的触电电流，而与三线电网的漏电流无关。但是三相电网很难实现这一点，即三相电网的漏电流很难达到平衡。这一现象是三相漏电断路器运行复杂化，极易出现漏电保护死区（不灵敏区）或者过灵敏区。

当三相电网的各相对地绝缘阻抗不相等时，假设每相对地的阻抗为RL1、RL2、RL3，人的体电阻为RR。由图1电网等效电路可知：

IIL1IL2IL3IRILIR

上式表明，零序电流检测到的信号电流I为电网漏电流IL和触电电流IR的矢量和，而不是模量和。假设IL和IR之间的相位角为ɑ，可以求得I的模为：

IILcosjILsinIR(IRILcos)jILsin

I(IRILcos)2(ILsin)2IRIL2IRILcosf()22 假设IR=IL=30mA由上市可以做出I与α关系曲线图，见图2。由图可知I是随着α变化而变化。可设漏电断路器的动作电流阈值IN=I，已知IN和IL的情况下，利用上述公式可以求出，漏电断路器动作时时间的触电电流IR。

I2IRIL2IRILcosIN2222IRIL2IRILcosIN0结合万能公式求解：

IRILcosINILILcos2222

先假设漏电断路器的剩余动作电流值IN=25mA,电网的漏电流IL=20mA，代入上式，可以做出触电电流IR与α的曲线图，见图3。由图3可知，符合国标要求的IR范围仅在绿色线之间，剩下便分为拒动区和过灵敏区。三相电网，每相之间的相位相差120°，那么IL与每相之间必成不同的相位差，结合图3，必然存在过灵敏相和不灵敏相。

此时在剩余动作电流值IN=25mA不变的前提下，电网的漏电流IL分别去0mA、5mA、10mA，得出触电电流IR与α的曲线图，见图4。有图4可知，减小IL，可有效的减小拒动区和过灵敏区。提高产品的安全系数和优化使用体验。

综上所述，三相漏电断路器，在使用过程中需要强化线路的绝缘等级，可以效的提高产品使用的安全系数，使漏电断路器真正有助于安全用电。

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图1：电网等效电路

图2：I与α关系曲线图

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图3：触电电流IR与α的曲线图

图4：不同IL下触电电流IR与α的曲线图