剩余电流保护装置的检测元件是什么

1. 什么是电流保护动作原理如何

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简介： 剩余电流动作保护装置的结构原理如图1所示。其结构一般包括W--检测元件（剩余电流互感器）、A--判别元件（剩余电流脱机器）、B--执行元件（机械开关电器或报警装置）、T--试验装置和E--电子信号放大器（电子式）等部分。
关键字：剩余电流动作保护装置 工作原理

剩余电流动作保护装置的结构原理如图1所示。其结构一般包括W--检测元件（剩余电流互感器）、A--判别元件（剩余电流脱机器）、B--执行元件（机械开关电器或报警装置）、T--试验装置和E--电子信号放大器（电子式）等部分。

检测元件用来检测线路中的剩余电流，判别元件把检测剩余电流与预定值相比较，当剩余电流达到或超过预定值时，发出一个脱扣信号，使执行元件断开电路或驱动报警信号。

1 剩余电流保护装置的工作原理

在正常情况下，电路中没有发生人身电击、设备漏电或接地故障时，剩余电流保护装置通过电流互感器一次侧电路的电流矢量和等于零，即

IL1 + IL2 + IL3 + IN = 0

则电流IL1、IL2、IL3和IN在电流互感器中产生磁通的矢量和等于零，即

FL1 + FL2 + FL3 + FN = 0

这样在电流互感器的二次线圈中没有感应电压输出，因此剩余电流保护装置保持正常供电。

当电路中发生人身电击、设备漏电、故障接地时，通过设备接地电阻RA有一个接地电流 IN 流过，则通过互感器电流的矢量和不等于零，为

IL1 + IL2 + IL3 + IN≠0

剩余电流互感器中产生磁通矢量和也不等于零，即

FL1 + FL2 + FL3 + FN≠0

互感器二次回路中有一个感应电压输出，此电压直接或通过电子信号放大器施加在脱扣线圈上，产生一个工作电流。二次回路的感应电压输出随着故障电流的增大而增大，当接地故障电流达到额定值时，脱扣线圈中的电流足以推动脱扣机构动作，使主开关断开电路，或使报警装置发出报警信号。

剩余电流互感器二次回路输出信号比较小，一般小于1mVA。要直接推动剩余电流脱扣器动作，脱扣器需要很高的动作灵敏度，要求其动作功耗在mVA级，这种剩余电流脱扣器一般采用释放式的电磁结构，结构复杂、工艺要求较高。互感器二次回路的输出信号，也可以通过一个电子放大器后，施加到脱扣器上，这种情况下对脱扣器的灵敏度要求较低，可以采用拍合式的电磁铁或螺管电磁铁，结构简单、工艺要求较低。前者在执行剩余电流保护功能时不需要工作电源，一般称为动作持性与电源电压无关的剩余电流保护装置（也称电磁式剩余电流保护装置），后者称为动作持性与电源电压有关的剩余电流保护装置（也称电子式剩余电流保护装置），电磁式与电子式剩余电流保护装置的原理图见图2。

2 剩余电流保护装置的结构

剩余电流保护装置的主要元器件的结构及功能如下。

2.1 剩余电流互感器

剩余电流互感器是一个检测元件，它的主要功能是把一次回路检测到的剩余电流 I1 变换成二次回路的输出电压 E2 、E2 施加到剩余电流脱扣器的脱扣线圈上，推动脱扣器动作，或通过信号放大装置，将信号放大以后施加到脱扣线圈上，使脱扣器动作。

剩余电流互感器是剩余电流保护装置的一个重要元件，其工作性能优劣将直接影响剩余电流保护装置的性能和工作可靠性。剩余电流保护装置的电流互感器一般采用空心式的环形互感器，即主电路的导线（一次回路导线N1）从互感器中间穿过，二次回路导线（N2）缠绕在环形铁心上，通过互感器的铁心实现一次回路和二次回路之间的电磁耦合。

2.2 脱扣器

剩余电流保护装置的脱扣器是一个判别元件，用它来判别剩余电流是否达到预定值，从而确定剩余电流保护装置是否应该动作。动作功能与电源电压无关的剩余电流保护装置，采用灵敏度较高的释放式脱扣器，动作功能与电源电压有关的剩余电流保护装置采用拍合式脱扣器或螺管电磁铁。

2.3 信号放大装置

剩余电流互感器二次回路的输出功率很小，一般仅达到mVA的等级。在剩余电流互感器和脱扣器之间增加一个信号放大装置，不仅可以降低对脱扣器的灵敏度要求，而且可以减少对剩余电流互感器输出信号要求，减轻互感器的负担，从而可以大大地缩小互感器的重量和体积，使剩余电流保护装置的成本大大降低。信号放大装置一般采用电子式放大器。

2.4 执行元件

根据剩余电流保护装置的功能不同，执行元件也不同。对剩余电流断路器，其执行元件是一个可开断主电路的机械开关电器。对剩余电流继电器，其执行元件一般是一对或几对控制触头，输出机械开闭信号。

剩余电流断路器有整体式和组合式。整体式装置其检测、判别和执行元件在一个壳体内，或由剩余电流元件模块与断路器接装而成。组合式剩余电流断路器常采用剩余电流继电器与交流接触器或断路器组装而成，剩余电流继电器的输出触头控制线圈或断路器分励脱扣器，从而控制主电路的接通和分断。

剩余电流继电器的输出触头执行元件，通过控制可视报警或声音报警装置的电路，可以组成剩余电流报警装置。

3 电子式和电磁式剩余电流保护装置的比较

电磁式剩余电流保护装置的检测装置，其感应电压没有经过放大，直接推动脱扣器动作，因而不需要辅助电源。而电子式剩余电流保护装置，感应电压经过电子放大线路放大，然后推动脱扣器动作，因而需要对电子放大线路及脱扣器供电，才能正常工作。由于工作原理不一样，所以两者在工作可靠性、受环境的影响、制造成本方面有较大差别。电磁式和电子式剩余电流保护装置的比较见表1。

2. 剩余电流保护器和漏电保护器有什么区别

剩余电流保护器和漏电保护器没有区别。

剩余电流动作保护器是在规定条件下，当剩余电流达到或超过给定值时，能自动断开电路的机械开关电器或组合电器。又叫漏电保护器。

主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护，具有过载和短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路，亦可在正常情况下作为线路的不频繁转换启动之用。

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漏电保护器（剩余电流保护器）的结构：

1、检测元件：检测元件可以说是一个零序电流互感器。被保护的相线、中性线穿过环形铁心，构成了互感器的一次线圈N1，缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈N2，如果没有漏电发生，这时流过相线、中性线的电流向量和等于零。

2、中间环节：中间环节通常包括放大器、比较器、脱扣器，当中间环节为电子式时，中间环节还要辅助电源来提供电子电路工作所需的电源。中间环节的作用就是对来自零序互感器的漏电信号进行放大和处理，并输出到执行机构。

3、执行机构：该结构用于接收中间环节的指令信号，实施动作，自动切断故障处的电源。

4、试验装置：由于漏电保护器是一个保护装置，因此应定期检查其是否完好、可靠。试验装置就是通过试验按钮和限流电阻的串联，模拟漏电路径，以检查装置能否正常动作。

3. 什么是剩余电流动作保护器

在低压电网中安装剩余电流动作保护器（简称为RCD）是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。国际电工委员会通过制订相应的电气安装规程和用电规程在低压电网中大力推广使用剩余电流动作保护器。

二、工作原理：

低压配电线路中各相（含中性线）电流矢量和不为零而产生的电流称为剩余电流。通常所说的接地故障电流即漏电电流就是一种常见的剩余电流。剩余电流保护是利用剩余电流动作保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。

三、剩余电流保护装置的作用

1、用于防止由剩余电流引起的单相电击事故。

2、用于防止由剩余电流引起的火灾和设备烧毁事故。

3、用于检测和切断各种一相接地故障。

4、有的剩余电流保护装置还可用于过载、过压、欠压和缺相保护。

剩余电流动作保护装置的结构主要由三个基本部分构成，即检测元件、中间环节（包括放大元件和比较元件）和执行机构。

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剩余电流动作保护器使用中的注意事项

1、剩余电流动作保护器既能起保护人身安全的作用，还能监督低压系统或设备的对地绝缘状况。但不要以为安装了剩余电流动作保护器后，就可以万无一失而麻痹大意，应仍以预防为主(因它仅是基本保护措施中的一种附加保护)。

只有认真做好安全用电的管理、宣传和教育工作，落实好有关各项安全技术措施，才是实现安全用电的根本保证。

2、剩余电流动作保护器是在人体发生单相触电事故时，才能起到保护作用的。如果人体对地处于绝缘状态，一旦是触及了两根相线或一根相线与一根中性线时，保护器就并不会动作，即此时它起不到保护作用。

3、剩余电流动作保护器安装点以后的线路应是对地绝缘的。若对地绝缘降低，漏电电流超过某一定值(通常为15mA左右)时，保护器便会动作并切断电源。所以要求线路的对地绝缘必须良好，否则将会经常发生误动作，影响正常用电。

4、低压电网实行分级保护时，上级保护应选用延时型剩余电流动作保护器，其分断时间应比下级保护器的动作时间增加0.1～0.2s以上。

5、安装在总保护和末级保护之间的剩余电流动作保护器，其额定剩余动作电流值，应介于上、下级剩余电流动作保护器的额定剩余动作电流值之间，且其级差通常应达1.2～2.5倍。

6、总保护的额定剩余动作电流最大值分别不应超过75—100mA(非阴雨季节)及200—300mA(阴雨季节);家用剩余电流动作保护器应实现直接接触保护，其动作电流值不应大于30mA;移动式电力设备及临时用电设备的剩余电流动作保护器动作电流值为30mA。

7、低压电网总保护采用电流型剩余电流动作保护器时，变压器中性点应直接接地;电网的中性线不得有重复接地，并应保持与相线一样的良好绝缘;剩余电流动作保护器安装点后的中性线与相线，均不得与其他回路共用。

8、照明以及其他单相用电负荷要均匀分配到三相电源线上，偏差大时要进行调整，力求使各相漏电电流大致相等;当低压线路为地理线时，三相的长度宜相近。

4. 剩余电流断路器的工作原理是什么

它是由漏电检测元件---剩余电流互感器的特性来决定的。剩余电流互感器有一个环形铁心，铁芯上绕有次级线圈，原边线圈就是穿过铁芯内孔的导线。

在正常用电时，如果三相用电是平衡的，其三相电流在互感器里产生的磁场正好抵消，这时零线上是没有电流的。即使三相用电不平衡，流过三相线路的不平衡电流和零线上的电流还是大小相等，方向相反，即剩余电流互感器原边线圈各导线相量和为零。

此时铁芯中磁通和次级线圈中感压电动势均为零，当被保护电路中发生触电事故或不平衡漏电时，原边线圈中各导线电流相量之和不为零，此电流就是剩余电流。

剩余电流在铁芯中产生交变磁通，在次级线圈中感应出电动势，电流经放大器放大至动作电流整定值时，脱扣器动作使主开关在额定时间内切断电源，保护人身安全。

其铁芯包绕了一电气回路的全部载流导体，在磁芯内产生的磁通在一瞬间都与这些导体电流的算术和有关;在一方向流过的电流假设为正(I1)，则在相反方向流过的电流就为负(I2)。

在无故障的正常回路中I1 + I2=0，在磁芯内没有磁通，线圈内的电动势为零。接地故障电流Id穿过磁芯流向故障点，但却经大地或经TN系统的保护线返回电源。

穿过磁芯的诸导体的电流因此不再平衡，电流差在磁芯内产生了磁通。此电流被称作“剩余”电流，这一原理也被认作，“剩余电流”原理。

在磁芯内产生的变磁通在绕组内感应出一电动势，这样就有电流I3流过使脱扣器动作的线圈。如果剩余电流大于能使脱扣器动作的电流值，不论是直接动作的还是经电子，继电器动作的，断路器就要跳闸。

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中国剩余电流继电器主要是在农村低压电网中使用，剩余电流继电器与交流接触器组合成剩余电流保护器作为主干线或分支线路的漏电保护装置。

尤其是脉冲型、鉴相鉴幅型剩余电流继电器专门适应中国农村低压电网泄漏电流比较大，把缓慢变化的动作电流值设定在200～300mA之间，避开电网正常泄漏电流的误动作。

把突然变化的动作电流值设定在40mA左右，这在一定程度上提高了农村低压电网剩余电流保护器的投运率。目前在农村电网中有一定的市场，但相应地带来误动作增多，影响了供电的连续性，降低了供电质量，因而在城市电网中至今未见使用。

5. 电流保护的测量元件是什么是电流互感器还是电流继电器

电流保护的测量元件是电流继电器。
电流互感器是电流转换元件，也属于测量元件的一部分。在高压电路中是必需的，在低压电路中则不是必需。

6. 剩余电流动作保护装置的作用是什么

在正常运行条件下能接通、承载和分断电流，以及在规定条件下当剩余电流达到规定值时能使触头断开的机械开关电器或组合电器。将剩余电流动作保护电器分为不带过电流保护的剩余电流动作保护电器和带过电流保护的剩余电流动作保护电器。

前者不能用来执行过载和/或短路保护功能的剩余电流动作保护电器，不具有短路保护和过电流保护功能；后者则能用来执行过载和/或短路保护功能的剩余电流动作保护电器，包括与断路器组合的剩余电流动作保护电器。

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剩余电流动作保护装置的分类。

剩余电流动作保护装置是具有漏电保护功能的开关设备，IEC标准定名为剩余电流动作保护装置，宿写为RCO，我国标准将其明确为当电气线路和电气设备发生单相接地故障时，利用这个剩余电流来动作切断故障线路和电气设备电源的保护装置。

我国从1995年开始在农村推广简易型剩余电流动作保护装置，[漏电保护器]随后逐步推广电流型，脉冲型等漏电保护器，目前剩余电流保护器的种类繁多，可按下列方式分类。

A、按检测元件的检测原理分为电压型，电流型，脉冲型，电流智能型，鉴相鉴幅型。

B、按中间元件类型分为电磁式，电子式。

C、按结构形式分为组合式保护器，由剩余电流动作保护器，交流接触器或低压断路器等部件组合而成和漏电断路器。将剩余电流保护装置和低压断路器装配在一个绝缘外壳内的保护装置。

D、按用途分为，单相家用剩余电流动作保护器，三相三线剩余电流保护器，三相四线剩余电流保护器。

7. 剩余电流互感器 发热

• 剩余电流互感器

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本词条由“科普中国”科学网络词条编写与应用工作项目审核 。

剩余电流互感器是漏电保护器的检测元件，它的主要功能是检测通过互感器铁心的主电路的剩余电流(触电、漏电等接地故障电流)，并将一次回路的剩余电流变换成二次回路的输出电压。剩余电流互感器是漏电保护器中最关键的部件之一。[1]

• 中文名

• 剩余电流互感器

• 外文名

• resial current transformer

• 简称

• RCT

• 性质

• 一种漏电保护元件

目录

• 1工作原理

• 2平衡特性

• 3互感器铁芯材料选用

• 4结构设计要点

工作原理

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漏电保护器的结构原理如图1所示。

图2

RCT 的二次侧线圈在交变磁通ΦΔ的作用下，有感应电势E2产生，从而在二次回路中便产生了一个正比于漏电电流的感应电流IΔ。漏电流越大，则二次绕组感应电势E2也就越大，两者关系即互感器的工作特性如图3 所示。其中曲线1 为互感器二次绕组断路情况下的空载特性，可以看出，起始时二次侧感应电势E2很小，只有一次侧漏电电流I1增加到一定值后，E2才有明显的输出；此后，随着I1的增加，E2不断变大，近似线性地变化；当I1大到一定值后，E2变化趋于缓慢，甚至呈下降趋势，线性度变差，这是由于磁芯进入了饱和区造成的．因此，应选择合适的二次侧负载阻抗，保证磁芯工作在线性段，避免磁芯发生磁饱和．曲线2 为带脱扣器工作状态下的负载特性，由于二次侧负载电流的去磁作用，磁芯变得不易饱和，并且在相同的漏电电流条件下，E2相对变小。[1]