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                民家讲堂丨充电桩到底要不要装漏电保护开关?

                人民电器报 2020年12月23日 本报记者


                谈到漏电保护开关,工程师朋友可能联想到这种场景:家里用电跳闸了,合上开关后又跳了。最后将罪魁祸首锁定在某个家用电器设备上。有时侯为了继续使用该家用电器,干脆将漏电保护开关去掉。很多时候,家用电器的漏电流并没有超标,但漏电保护开关太“水”了。
                 
                 
                漏电保护开关,学名叫剩余电流保护电器(residual current operated protective devices,RCD),顾名思义,就是为了保护人体不受漏电伤害而设计的开关,当漏电达到一定程度时,开关跳闸,通过断电方式保护人身安全。
                 
                什么是漏电? 漏电保护开关的工作原理是什么?充电桩要不要装漏电保护开关?…… 今天我们就来讲讲这些基础问题的相关知识』点。
                 
                什么是漏电?
                 
                 
                当人体接触到带电导体时,如果流过的电流为40-50mA,且维持时︾间为1s,就会对人体产生电击伤害。在IEC6036标准中,将人体电击伤害电流再乘以0.6,于是得到30mA,将30mA定义为人体电击伤害的临界电流值。30mA到100mA兼人身安全防护与电气火灾防护,100mA以上用于电气火灾防护。
                 
                如果电器设备的线缆绝缘胶老化了,导线直接碰触到外壳,电器设备的金属外壳和火线之间直接接触就相当于人直接与火线接触了,也就是人体和220V交流电有了一次亲密接触。这种电器设备外壳带电引起的电流就叫漏电流。
                 
                当我们把外壳接地的时候,漏电的电流直接经过接地导线进入地:
                 
                 
                漏电保护开关的工作原理
                 
                 
                火线直接接触外壳带来的后果极有可能是很严重的,如果安装了漏电保护开关,可以∴迅速断开强电,达到保护人体的作用。
                 
                但是,很多电器产品本身和220V交流电是隔离的,漏电流很小卐,只有十几毫安,安装了漏电保护开关也会跳闸。在确认了电器设备本身漏电流很小之后,人们往往将跳闸的原因归结为漏电保护开关的质量太差。从漏电保护开关的工作原理来看,其核心部件是零序电流互感器,检测漏电流不准倒是很有可能的。
                 
                零序电流互感器其实就是一个坡莫合金做成的环状铁芯,相线和N线都穿过铁芯,并且铁芯上绕有测量线圈。当相线和N线电流大小相等方向相反时,它们在铁芯中产生的磁力线相互抵消,铁芯内没有磁通,当然线圈中也没有感应电流。只有当相线电流与N线电流大小不相等时,线圈才会感应出电流。如果感应电流越过积算操动装置或者电磁线圈的门〗限值,则漏电开关就会产生相应的动作。
                 
                工作原理图示如下:
                 
                 
                RCD内部的零序电流互感器要穿入三条相线和一条N线。三条相线电流的相量和与N线电流的关系是:
                 
                 
                也即三条相线的相量和与N线电流大小相等方向相反。
                 
                 
                所以当线路正常时, 零序电流互感器的输出值也即剩余电流:
                当发生漏电后,由于三条相线中的某一条发生了漏电,所以三条相线的相量和与N线电流大小不相等,于是剩余电流♂ 。RCD感应并判断出发生了漏电,将驱动断路器跳闸。
                这就是漏电保护开关的工作原理。
                 
                充电桩要不要装漏电保护开关
                 
                 
                在国标 《GB/T18487.1-2015:电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》中,关于漏电保护开关,有下面这】段描述:
                 
                 
                言外之意,直流供电设备是不需要安装漏电保护开关的。而且,我们知道,对于380V输入的々直流充电桩,安装漏电保护开关也是不合适的——接了漏电保护开关就必然会跳闸,因为基于380V输入的直流充电模块根本没有N线。
                 
                没有N线穿过漏电保护开关的零序电流互感器,如果接上漏电保护开♀关,必然跳闸。在TN接地系统下,三相输入的充电桩,外壳必须接PE线或者PEN线。