家用漏電保護器的工作原理及跳閘的原因

史亞軍　竺春陽

在大力提倡素質教育的今天，增強學生的綜合素質不再是新課題，廣大教師努力使學生學有所長、學有所用、學有所得，將課本中死的知識與現實生活結合起來，從而達到融會貫通的目的。筆者依據長期積累的經驗，結合對中學生電學知識的教學與實驗，有針對性地聯系家用電器安裝與使用的小知識，教會學生解決家庭生活中的實際問題。筆者通過對家用單相漏電保護器的工作原理與跳閘的原因進行分析探討，一方面增強學生的學習興趣，另一方面解決部分教師實際應用能力的不足。

電不僅給人類帶來很多便捷，也能給人類帶來滅頂之災，它可能燒壞電器，引起火災，也能導致人觸電傷亡。為了安全地使用電，避免許多不必要的損失，人們發明各種各樣的保護器。其中一種是用來專門保護人的——漏電保護器。筆者就家用單相漏電保護器的工作原理及跳閘的原因著重進行分析、探討。

如圖1所示，漏電保護器，又稱漏電保護開關，老百姓俗稱它為“保安器”“保命器”。它是由2個取樣電路和一個比較電路加一個控制電路組成。其原理是：根據串聯電路電流處處相等的理論，在電源的火線和零線分別安裝一個取樣電路并將取樣數據送至比較電路進行比較，如果2個電流出現差別且超過設定數值，電路就認為出現漏電，當即啟動控制電路切斷火線和零線，以起到保護作用。判定是否漏電的原理依據是：流進和流出開關的電流必須相等，否則就判定為漏電。當漏電電流達到或超過一定的閾值時，產生保護動作——跳閘。判定的閾值是可以設定的，因為電路就是人為設計的。只是應用時要根據不同的場合，選用不同靈敏度的保護器。

在了解觸電保護器的主要原理前，有必要先了解一下什么是觸電。觸電指的是電流通過人體而引起的傷害。當人手觸摸電線并形成一個電流回路的時候，人身上就有電流通過；當電流足夠大的時候，就能夠被人感覺到以至于形成危害。當觸電已經發生的時候，就要求在最短的時間內切斷電流。比如說，如果通過人的電流是50 mA的時候，就要求在1秒內切斷電流；如果是500 mA的電流通過人體，時間限制就是0.1秒。為了保證人身安全，額定漏電動作電流應不大于人體安全電流值，國際上公認30 mA為人體安全電流值。為此，國標GB6829-86《漏電電流動作保護器（剩余電流動作保護器）》規定漏電保護的行業標準為：額定漏電動作電流應不大于30 mA，額定漏電動作時間應小于0.1 s[1]。

圖1是簡單的漏電保護裝置的原理圖。漏電保護器主要元件由檢測元件（零序電流互感器）、中間環節（包括放大器、比較器、脫扣器等）、執行元件（主開關）以及試驗元件等幾個部分。從圖中可以看到漏電保護裝置安裝在電源線進戶處，接在電度表的輸出端即用戶端。圖中把所有的家用電器用一個電阻RL替代，用RN替代接觸者的人體電阻。圖中的CT表示“電流互感器”，它是利用互感原理測量交流電流用的，所以叫“互感器”，實際上是一個變壓器。它的原邊線圈是進戶的交流線，把2根線當做一根線并起來構成原邊線圈。副邊線圈則接到“舌簧繼電器”SH的線圈上。

所謂的“舌簧繼電器”就是在舌簧管外面繞上線圈，當線圈里通電的時候，電流產生的磁場使得舌簧管里面的簧片電極吸合，來接通外電路。線圈斷電后簧片釋放，外電路斷開。總而言之，這就是一個小的繼電器。原理圖中開關DZ不是普通的開關，它是一個帶有彈簧的開關，當人克服彈簧力把它合上以后，要用特殊的鉤子扣住它才能夠保證處于通的狀態；否則一松手就又斷開。

舌簧繼電器的簧片電極接在“脫扣線圈”TQ電路里。脫扣線圈是個電磁鐵的線圈，通過電流就產生吸引力，這個吸引力足以使上面說的鉤子解脫，使得DZ立刻斷開。因為DZ就串在用戶總電線的火線上，所以脫了扣就斷電，觸電的人就得救。值得注意的是，一旦脫了扣，即使脫扣線圈TQ里的電流消失也不會自行把DZ重新接通。因為沒人幫它合上是無法恢復供電的。觸電者離開，經檢查無隱患后想再用電，需把DZ合上使其重新扣住，才能恢復供電。

以上就是觸電保護器的工作原理，但是不能認為有了觸電保護器，就是萬無一失，用電仍應該注意安全。筆者用幾個實例，就觸電保護器閘不上去的原因進行分析探討。

例1筆者替叔叔的新房裝修電氣，埋好暗線后，請木工裝修墻裙。一天叔叔打電話來，說漏電保護器就是閘不上去，新房沒有電，木工師傅不能做工。筆者去檢查，用萬用表測試也沒有短路現象，找不到別的原因。于是筆者只好將各路電路分拆，一路一路地測試，發現做墻裙的客廳一路電有問題，漏電保護器閘不上去，原因就在這兒。于是將正在做墻裙的電路拆下，發現有一枚鐵釘釘在這電線的地線上，塑料套破損。拔下鐵釘，故障排除。分析：電線破皮或被鐵釘釘破，電路漏電，漏電保護器無法閘上去。

例2李某住單位宿舍，二室一廳，白天廚房餐廳用電設備有冰箱、電飯煲、風扇等，況且李某中午在宿舍休息，用電量相對較大，而漏電開關一切正常（不跳閘）。晚上李某一個人住，用電設備只有2盞燈、一臺風扇，可是每天晚上8時左右都出現漏電開關跳閘現象，即使關掉所有用電開關，漏電開關也閘不上去。他請電工師傅看了好幾次，漏電開關也換了新的，可一到晚上還是跳閘，電工師傅也無能為力。而晚上的用電設備白天都在用，為什么漏電開關白天不跳閘一到晚上就跳閘，而且每晚如此？

筆者按常規方法來分析：燈線是否有接地？插座電源是否接地？與鄰屋是否串電？是否重復接地？測一下電流，看是不是比用的電器累計電流大？是不是什么電器上或者哪個分支漏電？根據他的描述，白天與晚上負荷不同處在照明回路，因此，檢查重點應放在照明回路。晚上的用電設備那個回路可能有漏電現象，檢查晚上的用電設備以及回路，還有鄰宿舍的電路是否有設備漏電現象。分別測一下白天和夜晚的電壓，看電壓波動是否很大。在白天把家中的用電負荷全部打開，看一下電流有多大，是否有跳閘的現象。如白天沒事，到晚上再做一次白天的試驗，觀查電壓和電流的變化。配電箱內如有漏電開關，可能是因為晚上用的家用電器設備有漏電現象引起的跳閘。結果以上可能一一排除。最終，筆者發現是由于衛生間的燈線破皮，加上墻面滲漏所致，更換一下電線，故障排除。

綜上所述，漏電保護器閘不上去的原因不外乎幾種原因：1）漏電保護器損壞；2）電路、電氣的短路現象，導致電流過大；3）電源沒有接地或重復接地，電線破皮，特別是零線，導致漏電現象；4）與鄰屋串電；等等。

參考文獻

[1]施工現場臨時用電安全技術規范JGJ46-88[EB/OL]. http://www.zhong-ji.com.cn/Web/glbf/anquan-shigong.htm

（作者單位：浙江省嵊州市浦口中學）