南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）智能漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì)PAGEPAGEI摘要本設(shè)計(jì)基于主控芯片F(xiàn)M2145的多功能漏電保護(hù)器，能夠在漏電時(shí)及時(shí)的檢測(cè)，采用流出的電流與流入電流相差30mA時(shí)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)零線與火線接反或當(dāng)?shù)鼐€沒(méi)接時(shí)能很好的檢測(cè)，起到自動(dòng)斷電保護(hù)的作用。它是一款性能可靠、穩(wěn)定、使用方便，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人們的安全問(wèn)題進(jìn)一步得到保障。關(guān)鍵字：漏電保護(hù)器，智能，工作原理，安全，性能目錄摘要 I目錄 II1緒論 11.1課題背景 11.1.1漏電保護(hù)器簡(jiǎn)介 11.1.2漏電保護(hù)器的用途 21.1.3安裝漏電保護(hù)器意義 31.1.4漏電保護(hù)器的現(xiàn)狀及發(fā)展 31.1.5現(xiàn)有產(chǎn)品的不足 41.1.6選題依據(jù) 51.1.7本課題研究?jī)?nèi)容 62安裝漏電保護(hù)器的必要性 72.1安全問(wèn)題 72.1.1漏電保護(hù)器的安全使用 72.1.2觸電對(duì)人體危害 92.1.330mA·s的安全性 92.2英國(guó)、日本等國(guó)對(duì)漏電保護(hù)的安全問(wèn)題 103漏電保護(hù)器的分類(lèi) 113.1按工作原理分 113.2按動(dòng)作方式分 113.3按漏電保護(hù)器的功能分 113.4根據(jù)漏電保護(hù)器的使用場(chǎng)合分 123.5根據(jù)漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間分 124智能漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì) 134.1智能漏電保護(hù)器的構(gòu)成 134.2智能漏電保護(hù)器的原理圖設(shè)計(jì) 144.2.1元器件的選擇 154.3單元電路原理與設(shè)計(jì) 194.3.1FM2145的供電電路設(shè)計(jì) 194.3.1漏電信號(hào)輸入的設(shè)計(jì) 204.3.2電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 204.3.3電磁鐵供電部分的設(shè)計(jì) 204.3.4接地保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 204.3.5手動(dòng)測(cè)試電路的設(shè)計(jì) 204.3.6排板的考慮 214.3.7PCB排板的設(shè)計(jì) 214.3.8排板圖 224.3.9實(shí)物 22總結(jié) 24致謝 25參考文獻(xiàn) 26PAGE261緒論本章主要介紹了智能漏電保護(hù)器（簡(jiǎn)稱漏電保護(hù)器）的定義，介紹了漏電保護(hù)器的用途、意義及社會(huì)現(xiàn)狀，并提出了文本要研究的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排。1.1課題背景1.1.1漏電保護(hù)器簡(jiǎn)介漏電保護(hù)器的應(yīng)用在現(xiàn)在社會(huì)是不可缺少的。隨著家用電器的普及，人們與電接觸的機(jī)會(huì)越來(lái)越多，用電設(shè)備發(fā)生故障導(dǎo)致人員觸電傷亡也時(shí)有發(fā)生。為了人身安全與設(shè)備安全，漏電保護(hù)器作為一項(xiàng)有效的電氣安全技術(shù)裝置已經(jīng)被廣泛使用，并起到了舉足輕重的作用，老百姓通俗地稱它為保安器、保命器。漏電保護(hù)器簡(jiǎn)稱漏電電流動(dòng)作保護(hù)器，又叫漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，主要是用來(lái)在設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)以及對(duì)有致命危險(xiǎn)的人身觸電進(jìn)行保護(hù)。漏電保護(hù)所檢測(cè)到的是剩余電流即被保護(hù)電路內(nèi)相線和中性線電流瞬時(shí)值的代數(shù)和（其中包括中性線的三相不平衡電流和諧波電流），此電流即為正常時(shí)的泄露電流和故障時(shí)的接地故障電流。故漏電保護(hù)器的整定值，是其額定剩余動(dòng)作電流In，僅需躲過(guò)正常泄露電流值即可。漏電保護(hù)在電氣安全領(lǐng)域?qū)儆诒容^先進(jìn)的技術(shù)。漏電保護(hù)器是當(dāng)人體可能接觸的電壓值超過(guò)了安全值時(shí)，或人體的觸電電流及其他對(duì)地故障電流超過(guò)了允許值時(shí)，由漏電保護(hù)器動(dòng)作或控制，自動(dòng)切斷電源以保障人身和設(shè)備的安全。在低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是防止人身電擊傷亡事故和漏電而引起的電氣火災(zāi)、電氣設(shè)備損壞事故的有效措施。原能源部頒布的《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》第四條明確規(guī)定，“采用TT系統(tǒng)的低壓電力網(wǎng)，應(yīng)裝設(shè)漏電總保護(hù)和漏電末級(jí)保護(hù)。對(duì)于供電范圍較大或有重要用戶的低壓電力網(wǎng)可酌情增設(shè)漏電中級(jí)保護(hù)”。《農(nóng)村安全用電規(guī)程》中有“漏電保護(hù)器的運(yùn)行管理”專(zhuān)條，明確規(guī)定用戶應(yīng)按《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，裝設(shè)漏電保護(hù)器，并強(qiáng)調(diào)指出：“凡有故意使保護(hù)器拒動(dòng)或誤動(dòng)者，應(yīng)給予批評(píng)教育，批評(píng)教育仍不改者，根據(jù)情節(jié)給予處罰或停止供電”。雖然勞動(dòng)部制定了《漏電保護(hù)器安全監(jiān)察規(guī)定》，對(duì)漏電保護(hù)器的生產(chǎn)銷(xiāo)售、使用范圍、規(guī)則、安裝管理及監(jiān)督檢查與處罰做了規(guī)定，但在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，漏電保護(hù)器的生產(chǎn)廠家如雨后春筍，產(chǎn)品的鑒定和檢驗(yàn)方式千差萬(wàn)別，供銷(xiāo)渠道五花八門(mén)，致使產(chǎn)品質(zhì)量不高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，有的產(chǎn)品甚至未經(jīng)有關(guān)部門(mén)認(rèn)可，給用戶帶來(lái)許多事故隱患。又由于有的電工和電氣技術(shù)人員對(duì)漏電保護(hù)器的技術(shù)條件了解不夠，出現(xiàn)不合理的安裝和接線方式，使漏電保護(hù)器不能正常運(yùn)行。此外，用戶沒(méi)有制定漏電保護(hù)器運(yùn)行的管理制度、檢驗(yàn)制度，致使有些已經(jīng)投入運(yùn)行的漏電保護(hù)器不能發(fā)揮其應(yīng)有的正常功能，不得不退出運(yùn)行。加強(qiáng)漏電保護(hù)器的全面管理，確保安全生產(chǎn)十分必要的。一般安裝于每戶配電箱的插座回路上和全樓總配電箱的電源進(jìn)線上，后者專(zhuān)用于防電氣火災(zāi)。其適用范圍是交流50HZ額定電壓380伏，額定電流至250安。低壓配電系統(tǒng)中設(shè)漏電保護(hù)器是防止人身觸電事故的有效措施之一，也是防止因漏電引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。但安裝漏電保護(hù)器后并不等于絕對(duì)安全，運(yùn)行中仍應(yīng)以預(yù)防為主，并應(yīng)同時(shí)采取其他防止觸電和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。所以為了保障人們的安全，提高人們生活質(zhì)量，我們需要加強(qiáng)對(duì)漏電保護(hù)器的質(zhì)量及技術(shù)要求的提高。1.1.2漏電保護(hù)器的用途本次設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)器主要是提供間接接觸保護(hù)，在一定條件下，也可用作直接接觸的補(bǔ)充保護(hù)，對(duì)可能致命的觸電事故進(jìn)行保護(hù)。它能同時(shí)執(zhí)行檢測(cè)漏電電流，將漏電流值與漏電動(dòng)作電流值相比較，當(dāng)漏電電流超過(guò)該值時(shí)能斷開(kāi)被保護(hù)電路，也能在規(guī)定條件下接通、承載過(guò)電流。一般選用漏電動(dòng)作電流為30mA作對(duì)人身觸電安全保護(hù)。漏電保護(hù)器主要適用于交流50Hz，額定工作電壓為380V或220V，額定電流至630A的配電網(wǎng)絡(luò)中，不僅用來(lái)對(duì)人進(jìn)行間接接觸保護(hù)，也可用來(lái)防止因設(shè)備絕緣損壞，產(chǎn)生接地故障電流而引起的火災(zāi)危險(xiǎn)。并可用來(lái)分配電能和保護(hù)線路及電源設(shè)備的過(guò)載及短路，還可作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換和電動(dòng)機(jī)不頻繁啟動(dòng)之用。也可對(duì)線路或用電設(shè)備的接地故障、過(guò)載、短路、欠電壓、過(guò)電壓及缺相、斷零、零線與火線的接反等進(jìn)行保護(hù)。漏電保護(hù)器應(yīng)用在的場(chǎng)合太多了，家庭、工廠、澡堂等等有可能漏電的地方，為了防止人身觸電，有關(guān)部門(mén)規(guī)定必須裝漏電保護(hù)器（漏電開(kāi)關(guān)）的設(shè)備和場(chǎng)所有如下：(1)屬于I類(lèi)的移動(dòng)式電氣設(shè)備及手持式電動(dòng)工具(I類(lèi)電氣產(chǎn)品，即產(chǎn)品的防電擊保護(hù)不僅依靠設(shè)備的基本絕緣，而且還包含一個(gè)附加的安全預(yù)防措施,如產(chǎn)品外殼接地)；(2)安裝在潮濕、強(qiáng)腐蝕性等惡劣場(chǎng)所的電氣設(shè)備；(3)建筑施工工地的電氣施工機(jī)械設(shè)備；(4)暫設(shè)臨時(shí)用電的電器設(shè)備；(5)賓館、飯店及招待所的客房?jī)?nèi)插座回路；(6)機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、住宅等建筑物內(nèi)的插座回路；(7)游泳池、噴水池、浴池的水中照明設(shè)備；(8)安裝在水中的供電線路和設(shè)備；(9)醫(yī)院中直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備；(10)其它需要安裝漏電保護(hù)器的場(chǎng)所。對(duì)一旦發(fā)生漏電切斷電源時(shí)，會(huì)造成事故或重大經(jīng)濟(jì)損失的電氣裝置或場(chǎng)所，應(yīng)安裝報(bào)警式漏電保護(hù)器，如：(1)公共場(chǎng)所的通道照明、應(yīng)急照明；(2)消防用電梯及確保公共場(chǎng)所安全的設(shè)備；(3)用于消防設(shè)備的電源,如火災(zāi)報(bào)警裝置、消防水泵、消防通道照明等；(4)用于防盜報(bào)警的電源；(5)其它不允許停電的特殊設(shè)備和場(chǎng)所。總之為了人們的安全問(wèn)題，做一切的防備都是有必要的。1.1.3安裝漏電保護(hù)器意義安裝漏電保護(hù)器意義重大，小方面關(guān)乎人們的正常生活用電，也就是人們的生活質(zhì)量。大方面來(lái)說(shuō)關(guān)乎人們的生命安全。電，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的命脈，它與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)，以及人們?nèi)粘Ｉ钇萜菹嚓P(guān)?，F(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中如果沒(méi)有了“電”這個(gè)基本能源；那么產(chǎn)生的后果和損失是急劇震撼性的。但是，使用電也潛伏著危險(xiǎn)，特別是低壓電網(wǎng)和低壓用電設(shè)備安裝、使用或檢修處理不當(dāng)時(shí)，就可能引起電氣事故，甚至威脅人身安全。

發(fā)生觸電主要有兩種形式：一是由于人體直接觸及帶電的裸露導(dǎo)體，即所謂的直接接觸；二是人體觸及劣化、破損或浸沾導(dǎo)電液體而使外殼帶電的設(shè)備，即所謂的間接接觸。

除了過(guò)載、短路等原因外，電氣設(shè)備中絕緣電阻的下降，導(dǎo)致漏電流增加，導(dǎo)線長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱或接地跳火形成漏電，引燃可燃性物質(zhì)，也是造成電氣火災(zāi)的重要原因。

隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的規(guī)模擴(kuò)大，全國(guó)發(fā)電量迅速增長(zhǎng)，尤其近幾年來(lái)，電力事業(yè)迅速發(fā)展，使得安全用電這一問(wèn)題顯得十分突出。我們國(guó)家的農(nóng)村電網(wǎng)，分布地區(qū)廣，基礎(chǔ)差。由于設(shè)備陳舊、線路質(zhì)劣、工藝性差和管理不善，加上農(nóng)電操作人員和群眾缺少應(yīng)有的用電常識(shí)，因此觸電事故頻繁發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)380V以下低壓線路中發(fā)生觸電死亡事故的，農(nóng)村比率占85％；上世紀(jì)70年代及以前每年約有五千人觸電死亡，觸電致傷事故則更多。

可見(jiàn)，工業(yè)和城市、城鎮(zhèn)、農(nóng)村的低壓觸電和漏電保護(hù)是不能等閑視之的。那么，安裝漏電保護(hù)器是防止人身觸電傷亡、避免因電氣設(shè)備漏電造成災(zāi)害性事故的有效措施?？上驳氖?，我們國(guó)家從90年代中期到現(xiàn)在這十年以來(lái)，已經(jīng)從立法到具體的管理逐步建立了科學(xué)的完善的漏電、觸電漏電保護(hù)體系。但是也需要進(jìn)一步完善。1.1.4漏電保護(hù)器的現(xiàn)狀及發(fā)展漏電保護(hù)器是現(xiàn)在社會(huì)的必需品。自19世紀(jì)末，隨著電力進(jìn)入了人們的生活和生產(chǎn)領(lǐng)域，人們?cè)诟鞣矫娴陌l(fā)展都得到了提高，在人們都在欣喜的時(shí)候卻不知道電的危害。自從首次出現(xiàn)觸電死亡事故開(kāi)始，科學(xué)工作者就注意安全用電技術(shù)了。而觸電漏電保護(hù)器，是因家庭觸電保護(hù)的需要在20世紀(jì)初才出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)設(shè)想和研究了許多觸電保護(hù)方法，典型的產(chǎn)品是電壓動(dòng)作型漏電斷路器。

1928年德國(guó)人根據(jù)高壓差動(dòng)保護(hù)原理，提出了剩余電流動(dòng)作型（也稱電流動(dòng)作型）漏電分?jǐn)喾椒ā?930年根據(jù)這一原理，法國(guó)制成了世界上第一臺(tái)剩余電流動(dòng)作型漏電斷路器（額定動(dòng)作電流10毫安，動(dòng)作時(shí)間0.1秒）并以此為保護(hù)手段，對(duì)人體做了直接接觸的觸電試驗(yàn)。30年代，人們還研制了80毫安、0.1秒的產(chǎn)品，但德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)使用的仍然使用電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器，只有少數(shù)的電流動(dòng)作型漏電斷路器用于防止一火一地方式的竊電上。可以說(shuō)，第二次世界大戰(zhàn)之前，觸電漏電保護(hù)器主要采用電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器，二戰(zhàn)結(jié)束直到50年代，德、法兩國(guó)又重新起用電流動(dòng)作型漏電斷路器，但動(dòng)作電流都較大，一般在300～3000毫安之間，主要用做間接保護(hù)大的漏電事故引起的災(zāi)害。用于直接接觸或保護(hù)接地線的剩余電流動(dòng)作型觸電漏電保護(hù)器，則是在1958年才開(kāi)始批量生產(chǎn)，其動(dòng)作靈敏度為35毫安。

在此期間，還出現(xiàn)了電儲(chǔ)能式和機(jī)械儲(chǔ)能式等類(lèi)型的觸電漏電保護(hù)器，但都因性能、結(jié)構(gòu)、成本、體積等原因而被淘汰了。到了60年代，電子技術(shù)和低壓斷路器技術(shù)的進(jìn)步，特別是小容量的塑殼式低壓斷路器的日新月異，開(kāi)始出現(xiàn)了快速、高靈敏度的剩余電流動(dòng)作型漏電斷路器。1962年，美國(guó)制成了5毫安等級(jí)的電子式漏電斷路器。1965年，德國(guó)制成了由塑料外殼式低壓斷路器派生而來(lái)的純電磁式漏電斷路器，其動(dòng)作電流為30毫安，動(dòng)作時(shí)間為0.1秒。近年來(lái)，國(guó)際上觸電、漏電保護(hù)電器以漏電斷路器為主體已基本成熟，并大體上形成了與低壓塑料外殼式斷路器、家用斷路器相對(duì)應(yīng)的系列產(chǎn)品格局。

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前未裝觸電、漏電保護(hù)器的，事故發(fā)生率為85%，加裝觸電、漏電保護(hù)器的，事故發(fā)生率下降到30%以下。究其原因是：

(1)

未安裝漏電保護(hù)器。

(2)

制造廠家偷工減料、粗制濫造，導(dǎo)致脫扣器燒壞，不能動(dòng)作切斷電源，更有甚者，競(jìng)假冒定點(diǎn)生產(chǎn)廠家的名優(yōu)產(chǎn)品。

(3)

用戶選用和安裝不當(dāng)。

漏電保護(hù)器除了本身的性能外，還與外界的環(huán)境有一定的關(guān)系，今后漏電保護(hù)器的發(fā)展應(yīng)該是技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、質(zhì)量合格、功能齊全。這是現(xiàn)今社會(huì)必然的趨勢(shì)。1.1.5現(xiàn)有產(chǎn)品的不足現(xiàn)有的漏電保護(hù)器隨著社會(huì)的發(fā)展越來(lái)越不適應(yīng)它的發(fā)展。城市建設(shè)在不斷發(fā)展，新型辦公大樓與高層住宅大樓日漸增多，這些新型大樓的照明線路及電氣設(shè)備一般都不再用老式的閘刀、熔斷器來(lái)控制，而代之以家用漏電保護(hù)器，所以家用漏電保護(hù)器的需求量與年生產(chǎn)量也在迅速增加。按政府要求每個(gè)農(nóng)戶、每戶居民都應(yīng)安裝漏電保護(hù)器。這樣全國(guó)需要安裝3億多只家用漏電保護(hù)器，目前實(shí)際安裝不足一億只，這是一個(gè)非常龐大的市場(chǎng)。目前具有漏電保護(hù)器功能的產(chǎn)品有如下幾種：1.漏電保護(hù)器（如Dzl30-32漏電保護(hù)器）。它具有能同時(shí)斷開(kāi)相線和中性線，有過(guò)載、漏電保護(hù)功能，可增加過(guò)電壓保護(hù)，但無(wú)短路保護(hù)功能。這種斷路器的額定電流有6、10、16、20、25、32A六檔，額定漏電動(dòng)作電流為30毫安。2.漏電脫扣器（如nzl30-63多用漏電脫扣器，n雙7漏電脫扣器等）。他不能單獨(dú)使用，必須與斷路器配合，才能組成漏電保護(hù)器。DZL30-63的額定電流為63A，額定漏電動(dòng)作電流為30、50、75毫安三檔可調(diào)，DZ47的額定電流為10、32、63A三檔，額定動(dòng)作電流為30毫安。3.帶過(guò)載、短路、漏電保護(hù)的斷路器（如30FI+、DZL30、DNP），它實(shí)際上是斷路器和漏電脫扣器的組合產(chǎn)品。4.漏電動(dòng)作保護(hù)器在我國(guó)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展和推廣應(yīng)用，已形成一個(gè)在品種和規(guī)格上具有相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)品系列。在低壓電網(wǎng)的安全保護(hù)中發(fā)揮了重要的作用。然而，一個(gè)完善的配備有分級(jí)漏電保護(hù)功能的低壓供、配電網(wǎng)在選用漏電動(dòng)作保護(hù)器時(shí)，除了對(duì)其安全保護(hù)的穩(wěn)定可靠性指標(biāo)有強(qiáng)制認(rèn)證的嚴(yán)格要求外。還對(duì)智能功能提出了更多、更高的要求。目前，國(guó)內(nèi)的漏電保護(hù)器產(chǎn)品雖然品種繁多，規(guī)格齊全，但在動(dòng)作時(shí)間特性上均為一般型（無(wú)延時(shí)）的產(chǎn)品，它們通常只適合作為最基本的簡(jiǎn)單終端保護(hù)的用途。在低壓供、配電系統(tǒng)中為了要構(gòu)成一個(gè)合理完善的分級(jí)漏電保護(hù)網(wǎng)，在選用漏電保護(hù)器的動(dòng)作特性時(shí)除了要在額定漏電動(dòng)作電流的大小上進(jìn)行區(qū)分外，還必須在額定分析時(shí)間（動(dòng)作的間隔時(shí)間或叫延時(shí)）上進(jìn)行區(qū)分，這樣才能有效的避免各級(jí)漏電保護(hù)器發(fā)生同時(shí)動(dòng)作或越級(jí)動(dòng)作的誤動(dòng)作現(xiàn)象，從而保障整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，并確保運(yùn)行的可靠性和供電的連續(xù)性。此種智能的漏電保護(hù)器在國(guó)外和一般型的漏電保護(hù)器，可以防止在閉合電源時(shí)，相與保護(hù)導(dǎo)線之間的電容上的沖擊電流引起的誤動(dòng)作。漏電保護(hù)器動(dòng)作的誤動(dòng)作現(xiàn)象常常發(fā)生，擴(kuò)大了停電的范圍，影響了安全可靠地供電，也給管理帶來(lái)很大麻煩。同時(shí)現(xiàn)有許多產(chǎn)品在抗雷電沖擊方面性能不佳，經(jīng)常導(dǎo)致誤動(dòng)作，因此發(fā)展一套具有高穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)工作，并具有一定的智能判斷的漏電保護(hù)器是有必要的。1.1.6選題依據(jù)近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民的經(jīng)濟(jì)水平逐漸提高，使用電器也越來(lái)越多，越來(lái)越齊全，電器產(chǎn)品成了現(xiàn)在家庭的主流。所以漏電現(xiàn)象也在逐漸上升，這對(duì)于人們的安全問(wèn)題是個(gè)越來(lái)越嚴(yán)峻的問(wèn)題，提高性能，與可靠性，使用方便，保障安全，將是當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)漏電保護(hù)器的生產(chǎn)和應(yīng)用起步較晚，但經(jīng)過(guò)80年代和90年代的自行研制、開(kāi)發(fā)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，取得了較大的進(jìn)展，已經(jīng)形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。我國(guó)生產(chǎn)的漏電保護(hù)器絕大部分為電子式的，約占漏電保護(hù)器總產(chǎn)量的90％左右。電磁式漏電保護(hù)器因制造成本高、價(jià)格貴，使用量較少，目前僅占10％左右。主要種類(lèi)有：家用及類(lèi)似用途漏電斷路器、漏電斷路器（主要由低壓塑殼斷路器派生而成）、移動(dòng)式漏電保護(hù)器和漏電繼電器等。為了提高性能的穩(wěn)定，和可靠性，使安全更有保障，人們總是希望漏電保護(hù)器具備漏電及時(shí)檢測(cè)并做出相應(yīng)的動(dòng)作，斷開(kāi)相接的電路，保護(hù)作用。在零線與火線接反、沒(méi)接地線、過(guò)載、短路等地情況下能起到保護(hù)的作用。而老式的漏電保護(hù)器大多只能起到在漏電的時(shí)候斷開(kāi)電路，在其它的情況下不起作用。越來(lái)越多的企業(yè)經(jīng)營(yíng)者意識(shí)到，置身激烈的市場(chǎng)，必須采用智能有效地保護(hù)器，而現(xiàn)在以電為主流的社會(huì)，主要集中在智能這一模塊上，采用成本低，效率高的器件，節(jié)省電能，便于維修，提高效率，達(dá)到人們想要的結(jié)果，方便與人們的生活。目前市場(chǎng)上智能漏電保護(hù)器比較貴，家用不適合，對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是件奢侈的產(chǎn)品，很多用戶寧愿不用，也不用這么貴的，再說(shuō)，家庭也不必用這種產(chǎn)品。我們研究的智能漏電保護(hù)器，采用基本的方式，以廉價(jià)的主控芯片F(xiàn)M2145等元器件為主，不采用昂貴的追蹤器件。以簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，使得采用廉價(jià)的元器件成為可能。智能漏電保護(hù)器的使用者大部分是用于住宅處，所以價(jià)格也是一個(gè)很重要的方面，使用戶能大面積使用，而不會(huì)因?yàn)閮r(jià)格問(wèn)題而不安裝漏電保護(hù)器，從而使漏電保護(hù)器不再是人們的負(fù)擔(dān)。據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，1998年全國(guó)漏電動(dòng)作保護(hù)器的年銷(xiāo)售量（包括出口）已超過(guò)1200萬(wàn)臺(tái)。其中，漏電斷路器占57％，漏電保護(hù)插頭占25％，其余為漏電保護(hù)繼電器、漏電保護(hù)插座等。如果改成這種智能漏電保護(hù)器，不但能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、等功能，大大提高了人們的安全，這對(duì)人們的生活帶來(lái)了極大的便利，也提高了人們的生活水平，并對(duì)電力事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。1.1.7本課題研究?jī)?nèi)容1）漏電保護(hù)2）零線與火線接反保護(hù)3）沒(méi)接地時(shí)保護(hù)4）對(duì)漏電保護(hù)器原理的分析5）過(guò)載、短路的保護(hù)6）對(duì)漏電的檢測(cè)2安裝漏電保護(hù)器的必要性2.1安全問(wèn)題安全問(wèn)題我們不可忽視。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1998年我國(guó)14個(gè)省已經(jīng)安裝各種型號(hào)的漏電保護(hù)器3600余萬(wàn)臺(tái)，這14個(gè)省在1994～1998年的5年里漏電保護(hù)器動(dòng)作次數(shù)為319萬(wàn)次。其中由于人及動(dòng)物直接接觸而觸電動(dòng)作的為28.6萬(wàn)次，占總動(dòng)作次數(shù)的8.97%；由線路及用電設(shè)備發(fā)生漏電保護(hù)器動(dòng)作的為269.4萬(wàn)次，占總動(dòng)作次數(shù)的84.45%；不明原因動(dòng)作的為21萬(wàn)次，占總動(dòng)作次數(shù)的6.58%。從全國(guó)農(nóng)村實(shí)施漏電保護(hù)的效果上看，也是十分明顯的，觸電死亡人數(shù)從1980年的4000人下降到1998年的167人，盡管用電量大幅度增加，但觸電死亡人數(shù)卻下降了近24倍，這充分證明：我國(guó)廣大農(nóng)村安裝使用了漏電保護(hù)器為農(nóng)村安全用電減少觸電死亡起到了顯著的作用。80年代以來(lái)，家用電器的迅速普及，使洗衣機(jī)、電冰箱、電冰柜、廚房電器、清潔電器、取暖電器、空調(diào)、整容以及照明電器大量的進(jìn)入家庭，因安裝、使用、維護(hù)不當(dāng)造成觸電傷亡事故時(shí)有發(fā)生。從而使得80年代與70年代相比，人身觸電事故幾乎增加了1.5倍，而且還將以每年5％的速度增長(zhǎng)。因此全社會(huì)對(duì)觸電、漏電保護(hù)的呼聲與日俱增。這就更加證明了漏電保護(hù)器的重要作用。以漏電保護(hù)器來(lái)使人們的安全更有保障。使人們對(duì)家用電器的使用更加放心。

漏電保護(hù)器雖然具有一定的保護(hù)作用，不過(guò)當(dāng)漏電保護(hù)器本身出現(xiàn)故障，不能發(fā)揮正常的保護(hù)功能。因此，在使用漏電保護(hù)器的同時(shí)，原有的保護(hù)措施不能拆除，應(yīng)該繼續(xù)使用。如：接零、接地保護(hù)等。即是額定漏電動(dòng)作電流小于30mA的漏電保護(hù)器，也不能做為唯一的直接接觸保護(hù)，只能做為直接接觸的補(bǔ)充保護(hù)，同時(shí)操作人員還要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。只有這樣，才能防止發(fā)生意外事故，確保安全。2.1.1漏電保護(hù)器的安全使用在使用本次設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)器的同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的說(shuō)明使用，對(duì)此國(guó)家為了規(guī)范漏電保護(hù)器的正確使用，相繼頒布了《漏電保護(hù)器安全監(jiān)察規(guī)定》（勞安字（1999）16號(hào)）和《漏電保護(hù)器安裝與運(yùn)行（GB13955-92）等一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，我們?cè)谶x用漏電保護(hù)器時(shí)應(yīng)遵循以下主要原則：1.購(gòu)買(mǎi)漏電保護(hù)器時(shí)應(yīng)購(gòu)買(mǎi)具有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家產(chǎn)品，且產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)合格。在這里要提醒大家：目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的漏電保護(hù)器有不少是不合格品。2002年10月28日，\o"國(guó)家質(zhì)檢總局"國(guó)家質(zhì)檢總局公布漏電保護(hù)器產(chǎn)品質(zhì)量抽查結(jié)果，有20%左右的產(chǎn)品不合格，其主要問(wèn)題為：有的不能正常分?jǐn)喽搪冯娏?，消除火?zāi)隱患；有的起不到人身觸電的保護(hù)作用；還有一些不該跳閘時(shí)\o"跳閘"跳閘，影響正常用電。2.應(yīng)根據(jù)保護(hù)范圍、人身設(shè)備安全和環(huán)境要求確定漏電保護(hù)器的電源電壓、工作電流、漏電電流及動(dòng)作時(shí)間等參數(shù)。3.電源采用漏電保護(hù)器做分級(jí)保護(hù)時(shí)，應(yīng)滿足上、下級(jí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的選擇性。一般上一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電電流不小于下一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電電流，這樣既可以靈敏地保護(hù)人身和設(shè)備安全，又能避免越級(jí)跳閘，縮小事故檢查范圍。4.手持式電動(dòng)工具（除III類(lèi)外）、移動(dòng)式生活用家電設(shè)備（除III類(lèi)外）、其他移動(dòng)式機(jī)電設(shè)備，以及觸電危險(xiǎn)性較大的用電設(shè)備，必須安裝漏電保護(hù)器。5.建筑施工場(chǎng)所、臨時(shí)線路的用電設(shè)備，應(yīng)安裝漏電保護(hù)器。這是《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-88）中明確要求的。6.機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、住宅建筑物內(nèi)的插座回路，\o"賓館"賓館、\o"飯店"飯店及\o"招待所"招待所的客房?jī)?nèi)插座回路，也必須安裝漏電保護(hù)器。7.安裝在水中的供電線路和設(shè)備以及潮濕、高溫、金屬占有系數(shù)較大及其他導(dǎo)電良好的場(chǎng)所，如\o"機(jī)械加工"機(jī)械加工、\o"冶金"冶金、\o"紡織"紡織、\o"電子"電子、\o"食品"食品加工等行業(yè)的作業(yè)場(chǎng)所，以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室、醫(yī)院等場(chǎng)所，必須使用漏電保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)。8.固定線路的用電設(shè)備和正常生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所，應(yīng)選用帶漏電保護(hù)器的動(dòng)力配電箱。臨時(shí)使用的小型電器設(shè)備，應(yīng)選用漏電保護(hù)插頭（座）或帶漏電保護(hù)器的插座箱。9.漏電保護(hù)器作為直接接觸防護(hù)的補(bǔ)充保護(hù)時(shí)（不能作為唯一的直接接觸保護(hù)），應(yīng)選用高靈敏度、快速動(dòng)作型漏電保護(hù)器。一般環(huán)境選擇動(dòng)作電流不超過(guò)30mA，動(dòng)作時(shí)間不超過(guò)0.1s.，這兩個(gè)參數(shù)保證了人體如果觸電時(shí)，不會(huì)使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險(xiǎn)效應(yīng)。在浴室、游泳池等場(chǎng)所漏電保護(hù)器的\o"額定動(dòng)作電流不"額定動(dòng)作電流不宜超過(guò)10mA。在觸電后可能導(dǎo)致二次事故的場(chǎng)合，應(yīng)選用額定動(dòng)作電流為6mA的漏電保護(hù)器。10.對(duì)于不允許斷電的電氣設(shè)備，如公共場(chǎng)所的通道照明、應(yīng)急照明、消防設(shè)備的電源、用于防盜報(bào)警的電源等，應(yīng)選用報(bào)警式漏電保護(hù)器接通聲、光報(bào)警信號(hào)，通知管理人員及時(shí)處理故障。漏電保護(hù)器使用時(shí)還應(yīng)該注意的事項(xiàng)：1.漏電保護(hù)器適用于電源中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過(guò)電阻、電抗接地的低壓配電系統(tǒng)。對(duì)于電源中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)，則不宜采用漏電保護(hù)器。因?yàn)楹笳卟荒軜?gòu)成泄漏電氣回路，即使發(fā)生了接地故障，產(chǎn)生了大于或等于漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流，該保護(hù)器也不能及時(shí)動(dòng)作切斷電源回路;或者依靠人體接能故障點(diǎn)去構(gòu)成泄漏電氣回路，促使漏電保護(hù)器動(dòng)作，切斷電源回路。但是，這對(duì)人體仍不安全。顯而易見(jiàn)，必須具備接地裝置的條件，電氣設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，且漏電電流達(dá)到動(dòng)作電流時(shí)，就能在0.1秒內(nèi)立即跳閘，切斷了電源主回路。2.漏電保護(hù)器保護(hù)線路的工作中性線N要通過(guò)零序電流互感器。否則，在接通后，就會(huì)有一個(gè)不平衡電流使漏電保護(hù)器產(chǎn)生誤動(dòng)作。3.接零保護(hù)線(PE)不準(zhǔn)通過(guò)零序電流互感器。因?yàn)楸Ｗo(hù)線路(PE)通過(guò)零序電流互感器時(shí)，漏電電流經(jīng)PE保護(hù)線又回穿過(guò)零序電流互感器，導(dǎo)致電流抵消，而互感器上檢測(cè)不出漏電電流值。在出現(xiàn)故障時(shí)，造成漏電保護(hù)器不動(dòng)作，起不到保護(hù)作用。4.控制回路的工作中性線不能進(jìn)行重復(fù)接地。一方面，重復(fù)接地時(shí)，在正常工作情況下，工作電流的一部分經(jīng)由重復(fù)接地回到電源中性點(diǎn)，在電流互感器中會(huì)出現(xiàn)不平衡電流。當(dāng)不平衡電流達(dá)到一定值時(shí)，漏電保護(hù)器便產(chǎn)生誤動(dòng)作;另一方面，因故障漏電時(shí)，保護(hù)線上的漏電電流也可能穿過(guò)電流互感器的個(gè)性線回到電源中性點(diǎn)，抵消了互感器的漏電電流，而使保護(hù)器拒絕動(dòng)作。2.1.2觸電對(duì)人體危害一提到電，給大家感覺(jué)就是很害怕，因?yàn)樵谏钪形覀兘?jīng)常看到人觸電而喪失生命的，這對(duì)于人們來(lái)說(shuō)是件讓人毛骨悚然的事，畢竟現(xiàn)在社會(huì)電器普及，我們處在電的生活中所以我們應(yīng)該防微杜漸，防患于未然。觸電指的是電流通過(guò)人體的傷害。當(dāng)人手觸摸電線并形成一個(gè)\o"電流回路"電流回路的時(shí)候，人身上就有\(zhòng)o"電流"電流通過(guò)；當(dāng)電流的大小足夠大的時(shí)候，就能夠被人感覺(jué)到以至于形成危害。當(dāng)觸電已經(jīng)發(fā)生的時(shí)候，就要求在最短的時(shí)間內(nèi)切除電流，比如說(shuō)，如果通過(guò)人的電流是50毫安的時(shí)候，就要求在1秒內(nèi)切斷電流，如果是500毫安的電流通過(guò)人體，那么時(shí)間限制是0.1秒。人體觸電時(shí)，通入人體的電流越大相電流持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)就越危險(xiǎn)。其危險(xiǎn)程度大致可以劃分為三個(gè)階段：感知－擺脫－室顫。①感知階段。通入電流很小，人體能有感覺(jué)（一般大于0.5mA），對(duì)人不構(gòu)成危害；②擺脫階段。指手握電極觸電時(shí)，人能擺脫的最大電流值（大于10mA），此電流雖有危險(xiǎn)，但可以自己擺脫，基本也構(gòu)不成致命的危險(xiǎn)。當(dāng)電流增大到程度，觸電者將因肌肉收縮，發(fā)生痙攣導(dǎo)致抓緊帶電體，自己不能擺脫。③室顫階段。隨電流加大和觸電時(shí)間延長(zhǎng)（大于50mA），將導(dǎo)致發(fā)生心室顫動(dòng)，不立即斷開(kāi)電源，將會(huì)導(dǎo)致死亡。由此可以看出，心室顫動(dòng)是人體觸電致死的最主要原因。對(duì)人的保護(hù)，常用不引起心室顫動(dòng)，確定電擊保護(hù)特性的依據(jù)。2.1.330mA·s的安全性30mA·s是電通過(guò)人體的安全限值。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)成果和研究的表明，引起心室顫動(dòng)，不僅與通過(guò)人體的電流有關(guān)，還與電流在人體中所保持的時(shí)間有關(guān)，電通過(guò)人體的安全電量Q=I×t。一般的安全電量為50mA·s。但是，如果按照50mA·s控制，當(dāng)通電時(shí)間很短而通過(guò)電流較大時(shí)（例如500mA×0.1s），仍然會(huì)有引發(fā)心室顫動(dòng)的危險(xiǎn)。雖然低于50mA·s不會(huì)發(fā)生觸電致死的后果，但也會(huì)導(dǎo)致觸電者失去知覺(jué)或發(fā)生二次傷害事故。實(shí)踐證明，用30mA·s作為電擊保護(hù)裝置的動(dòng)作特性，無(wú)論從使用的安全性還是制造方面來(lái)說(shuō)都比較合適，與50mA·s相比較有1.67倍的安全率（K=50/30=1.67）。從“30mA·s”這個(gè)安全限值可以看出，即使電流達(dá)到100mA，只要漏電保護(hù)器在0.3s之內(nèi)動(dòng)作并切斷電源，人體尚不會(huì)引起致命的危險(xiǎn)。故30mA·s這個(gè)限值也成為智能漏電保護(hù)器產(chǎn)品的選用依據(jù)。2.2英國(guó)、日本等國(guó)對(duì)漏電保護(hù)的安全問(wèn)題目前，不僅我國(guó)對(duì)安裝漏電保護(hù)器重視，世界主要工業(yè)強(qiáng)國(guó)也已進(jìn)入了以強(qiáng)大的生產(chǎn)能力為后盾，用立法手段普及觸電保護(hù)器的階段。

德國(guó)民間法規(guī)VDE0100規(guī)定：在住房進(jìn)線處和樓房的各層電加熱器、浴室等處必須使國(guó)IEE（電氣工用電流動(dòng)作型觸電漏電保護(hù)器）。

法國(guó)按VF（法蘭西國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)），從1962～1965年全國(guó)所有用戶的建筑物內(nèi)都安裝了觸電漏電保護(hù)器。

英國(guó)（英程師協(xié)會(huì)）規(guī)定：在住房的進(jìn)線處、建筑工地等地方必須安裝漏電保護(hù)電器。

美國(guó)IEE以及各州根據(jù)NEC（國(guó)家電業(yè)規(guī)程）均立法規(guī)定：在住房、浴室內(nèi)的進(jìn)線處、室外、屋下的外進(jìn)線處和建筑工地單個(gè)設(shè)備進(jìn)線處，以及游泳池使用的設(shè)備上必須安裝4～6毫安或20毫安等級(jí)的觸電保護(hù)器。

日本國(guó)制定了勞動(dòng)安全衛(wèi)生法和電氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定在電壓超過(guò)60伏的電路及設(shè)備上必須安裝漏電保護(hù)器?？梢钥闯龈鲊?guó)對(duì)用電安全的問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)各國(guó)人們的安全問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，所以安裝漏電保護(hù)器關(guān)乎各國(guó)人們的利益，人們應(yīng)給予配合。3漏電保護(hù)器的分類(lèi)本章主要介紹了漏電保護(hù)器的分類(lèi)，它的種類(lèi)很多，可以按工作原理分、按動(dòng)作方式分、按漏電保護(hù)器的功能分、根據(jù)漏電保護(hù)器的使用場(chǎng)合分、根據(jù)漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間分。3.1按工作原理分（1）電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器，是利用電壓互感器，通過(guò)檢測(cè)用電線路的電壓變化來(lái)控制漏電脫扣器，稱為電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器。（2）電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器是利用電流互感器，檢測(cè)用電線路漏電電流來(lái)控制漏電脫扣器，稱為電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器。3.2按動(dòng)作方式分（1）電磁式漏電保護(hù)器零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大，直接激勵(lì)剩余電流脫扣器，稱為電磁式漏電保護(hù)器，其動(dòng)作功能與線路電壓無(wú)關(guān)。（2）電子式漏電保護(hù)器零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個(gè)電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過(guò)電子線路放大后再激勵(lì)剩余電流脫扣器，稱為電子式漏電保護(hù)器，其動(dòng)作功能與線路電壓有關(guān)。3.3按漏電保護(hù)器的功能分（1）漏電斷路器漏電斷路器是檢測(cè)剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，使主電路觸頭斷開(kāi)的機(jī)械開(kāi)關(guān)電器。漏電斷路器帶有過(guò)載和短路保護(hù),有的漏電斷路器還可帶有過(guò)電壓保護(hù)。（2）漏電繼電器漏電繼電器是檢測(cè)剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，發(fā)出一個(gè)機(jī)械開(kāi)閉信號(hào)使機(jī)械開(kāi)關(guān)電器脫扣或聲光報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警的電器。漏電繼電器常和交流接觸器或低壓斷路器組成剩余電流保護(hù)器，作為農(nóng)村低壓電網(wǎng)的總保護(hù)開(kāi)關(guān)或分支保護(hù)開(kāi)關(guān)使用。（3）移動(dòng)式漏電保護(hù)器移動(dòng)式漏電保護(hù)器是由插頭、漏電保護(hù)裝置和插座或接線裝置組成的電器，它包括漏電保護(hù)插頭、移動(dòng)式漏電保護(hù)插座、漏電保護(hù)插頭插座轉(zhuǎn)換器等，用來(lái)對(duì)移動(dòng)電器設(shè)備提供漏電保護(hù)。（4）固定安裝的漏電保護(hù)插座由固定式插座和漏電保護(hù)裝置組成的電器，也可對(duì)移動(dòng)電器設(shè)備提供漏電保護(hù)。3.4根據(jù)漏電保護(hù)器的使用場(chǎng)合分（1）專(zhuān)業(yè)人員使用的漏電保護(hù)器這種剩余電流漏電保護(hù)器一般額定電流比較大，作為配電裝置中主干線或分支線的保護(hù)開(kāi)關(guān)用，發(fā)生故障影響范圍比較大，要求由專(zhuān)業(yè)人員來(lái)安裝、使用和維護(hù)。漏電繼電器和大電流漏電斷路器屬于這種形式的漏電保護(hù)器。（2）家用和類(lèi)似用途的漏電保護(hù)器用于商用、辦公樓及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中的剩余電流保護(hù)器，一般額定電流比較小，作為終端電氣線路的漏電保護(hù)裝置，適合于非專(zhuān)業(yè)人員使用。主要是家用漏電斷路器和移動(dòng)式漏電保護(hù)器。3.5根據(jù)漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間分（1）一般型漏電保護(hù)器無(wú)故意延時(shí)的漏電保護(hù)器，主要作為分支線路和終端線路的漏電保護(hù)裝置。（2）延時(shí)型漏電保護(hù)器專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的對(duì)某一剩余動(dòng)作電流值能達(dá)到一個(gè)預(yù)定的極限不動(dòng)作時(shí)間的的漏電保護(hù)器。延時(shí)型漏電保護(hù)器主要作為主干線或分支線的保護(hù)裝置，可以與終端線路的保護(hù)裝置配合，達(dá)到選擇性保護(hù)的要求。4智能漏電保護(hù)器的設(shè)計(jì)4.1智能漏電保護(hù)器的構(gòu)成圖4-1智能漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖本設(shè)計(jì)的智能漏電保護(hù)器的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，當(dāng)電氣設(shè)備漏電時(shí)，將呈現(xiàn)異常的電流或電壓信號(hào)，漏電保護(hù)器通過(guò)檢測(cè)、處理此異常電流或電壓信號(hào)，促使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。我們把根據(jù)故障電流動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電流型漏電保護(hù)器，根據(jù)故障電壓動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電壓型漏電保護(hù)器。由于電壓型漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受外界干擾動(dòng)作特性穩(wěn)定性差，制造成本高，現(xiàn)已基本淘汰。目前國(guó)內(nèi)外漏電保護(hù)器的研究和應(yīng)用均以電流型漏電保護(hù)器為主導(dǎo)地位。電流型漏電保護(hù)器是以電路中零序電流的一部分（通常稱為殘余電流）作為動(dòng)作信號(hào)，且多以電子元件作為中間機(jī)構(gòu)，靈敏度高，功能齊全，因此這種保護(hù)裝置得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電流型漏電保護(hù)器的構(gòu)成分四部分：1.檢測(cè)元件：\o"檢測(cè)元件"檢測(cè)元件可以說(shuō)是一個(gè)零序電流互感器。被保護(hù)的相線、中性線穿過(guò)環(huán)形鐵心，構(gòu)成了互感器的一次\o"線圈"線圈N1，纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈N2，如果沒(méi)有漏電發(fā)生，這時(shí)流過(guò)相線、中性線的電流向量和等于零，因此在N2上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)\o"電動(dòng)勢(shì)"電動(dòng)勢(shì)。如果發(fā)生了漏電，相線、中性線的電流向量和不等于零，就使互感器上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)信號(hào)就會(huì)被送到中間環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。2.中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)通常包括\o"放大器"放大器、\o"比較器"比較器。間環(huán)節(jié)的作用就是對(duì)來(lái)自零序互感器的漏電信號(hào)進(jìn)行放大和處理，并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號(hào)，實(shí)施動(dòng)作，自動(dòng)切斷故障處的電源。4.試驗(yàn)裝置：由于漏電保護(hù)器是一個(gè)保護(hù)裝置，因此應(yīng)定期檢查其是否完好、可靠。試驗(yàn)裝置就是通過(guò)試驗(yàn)按鈕和限流電阻的\o"串聯(lián)"串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置能否正常動(dòng)作。4.2智能漏電保護(hù)器的原理圖設(shè)計(jì)圖4-2智能漏電保護(hù)器的原理圖本論文的漏電保護(hù)器如圖4-2所示，是基于零序原理，進(jìn)出均衡。主要是一個(gè)零序線圈，所有的線都穿過(guò)去（PE除外）。原則就是流進(jìn)的電流等于流出的電流。二次繞組無(wú)輸出，自動(dòng)開(kāi)關(guān)保持在接通狀態(tài)，漏電保護(hù)器正常運(yùn)行。三相四線制的四線全穿過(guò)互感器，三相五線制的保護(hù)線不能穿過(guò)去，單相電的火線零線全穿過(guò)去等。當(dāng)被保護(hù)電器或電路發(fā)生漏電時(shí)，一部分電流流進(jìn)大地而形成互感器外的電流回路，互感器內(nèi)的電流不再平衡，就通過(guò)IC2145感應(yīng)出了電流，此時(shí)給可控硅BT施加了正向電壓，使可控硅BT導(dǎo)通，與之相連的電磁鐵也通電，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其二次繞組有感應(yīng)電流產(chǎn)生，經(jīng)放大后輸出使漏電脫扣器動(dòng)作推動(dòng)自動(dòng)漏電開(kāi)關(guān)動(dòng)作跳閘，斷開(kāi)電路，起到漏電保護(hù)器保護(hù)的目的。這次設(shè)計(jì)的智能漏電保護(hù)器更重要的特點(diǎn)是當(dāng)零線與火線接反時(shí)同樣可以起到保護(hù)的作用。但是一般的漏電保護(hù)器中，如果零線與火線接反了的話，有的在內(nèi)部跳閘斷開(kāi)時(shí)是只斷開(kāi)一根火線，并不是所有線都斷開(kāi)，這也是安全考慮。有的不但起不到保護(hù)作用，甚至不如不用。本次設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)器卻擁有了這種功能。智能漏電保護(hù)器當(dāng)沒(méi)有接地的時(shí)候，同樣可以起到保護(hù)的作用。使人們的安全起到保護(hù)的作用。4.2.1元器件的選擇本論文設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)器如圖4-2所示中，我們需要用到的元器件有很多，例如有可控硅、IC、零序互感器、壓敏電阻、電磁鐵等。要了解漏電保護(hù)器的原理及功能作用，首先要了解這些主要元器件的功能作用，這樣才能更有利于電路的設(shè)計(jì)。（1）零序互感器的選擇論文中零序互感器HL如圖4-2所示,根據(jù)它的基本原理基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設(shè)備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，執(zhí)行元件不動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。使用：可在三相線路上各裝一個(gè)電流互感器，或讓三相導(dǎo)線一起穿過(guò)一零序電流互感器，也可在中性線N上安裝一個(gè)零序電流互感器，利用其來(lái)檢測(cè)三相的電流矢量和。零序電流互感器采用ABS工程塑料外殼、全樹(shù)脂澆注成密封，有效避免了互感器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的銹蝕。絕緣性能好，外形美觀。具有靈敏度高、線性度好運(yùn)行可靠，安裝方便等特點(diǎn)。其性能優(yōu)于一般的零序電流互感器，使用范圍廣泛，不僅適用于電磁型繼電保護(hù)，還能適用于電子和微機(jī)保護(hù)裝置。（2）壓敏電阻的選擇論文中的壓敏電阻RV的型號(hào)是ZOV07D431K如圖4-2所示?！皦好綦娮?是中國(guó)大陸的名詞，意思是在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變，或者是說(shuō)"電阻值對(duì)電壓敏感"的阻器。壓敏電阻器的電阻體的材料是半導(dǎo)體，所以它是半導(dǎo)體電阻器的一個(gè)品種。在中國(guó)臺(tái)灣，壓敏電阻器稱為"突波吸收器",有時(shí)也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。壓敏電阻在論文中的最大特點(diǎn)是電路中安全閥的作用。當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí)，流過(guò)它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門(mén)，當(dāng)電壓超過(guò)UN時(shí)，流過(guò)它的電流激增，相當(dāng)于閥門(mén)打開(kāi)。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過(guò)電壓，使保護(hù)電路免受過(guò)電壓的損害。（3）可控硅的選擇可控硅BT在本論文的選擇是很重要的。如圖4-2所示的可控硅BT，在本次設(shè)計(jì)的電路中，根據(jù)它的特性我們選用了型號(hào)為BT169D的可控硅，它的外形及功能引腳如圖4-3所示?？煽毓鐱T169D的特性：具有低的同態(tài)壓降；門(mén)極觸發(fā)信號(hào)敏感；高的可靠穩(wěn)定性；環(huán)保產(chǎn)品。主要用于調(diào)溫調(diào)光電路、彩燈控制電路、漏電保護(hù)器電路、其他需要門(mén)極半波控制的電路等。圖4-3可控硅的外形及功能引腳表4-1引腳名稱序號(hào)引線名稱1陰極K2門(mén)極G3陽(yáng)極A在本論文的電路中要使晶閘管導(dǎo)通，如表4-1所示，一是在它的陽(yáng)極A與陰極K之間外加正向電壓，二是在它的控制極G與陰極K之間輸入一個(gè)正向觸發(fā)電壓。晶閘管導(dǎo)通后，松開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。（4）電磁鐵的選擇論文中電磁鐵SL如圖4-2所示，是通電產(chǎn)生電磁的一種裝置。在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組，這種通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性，它也叫做電磁鐵(electromagnet)。我們通常把它制成條形或蹄形狀，以使鐵芯更加容易磁化。另外，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們往往采用消磁較快的的軟鐵或硅鋼材料來(lái)制做。這樣的電磁鐵在通電時(shí)有磁性，斷電后磁就隨之消失。電磁鐵在我們的日常生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，由于它的發(fā)明也使發(fā)電機(jī)的功率得到了很大的提高。當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場(chǎng)磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個(gè)磁體，這樣由于兩個(gè)磁場(chǎng)互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng)，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時(shí)針，另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同，兩線圈對(duì)鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制作，而不能用鋼制作。否則鋼一旦被磁化后，將長(zhǎng)期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流大小來(lái)控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：電磁鐵有許多優(yōu)點(diǎn)：電磁鐵磁性的有無(wú)可以用通、斷電流控制；磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來(lái)控制；也可改變電阻控制電流大小來(lái)控制磁性大??；它的磁極可以由改變電流的方向來(lái)控制，即磁性的強(qiáng)弱可以改變、磁性的有無(wú)可以控制、磁極的方向可以改變，磁性可因電流的消失而消失。應(yīng)用：電磁鐵是電流磁效應(yīng)的一個(gè)應(yīng)用，與生活聯(lián)系緊密，如電磁繼電器、電磁起重機(jī)、磁懸浮列車(chē)、電磁流量計(jì)等。（5）主控芯片的選擇下面就是主控芯片F(xiàn)M2145的漏電保護(hù)插座的低功耗IC如圖4-4所示：圖4-4主控芯片F(xiàn)M2145在電路中的主控芯片F(xiàn)M2145如圖4-2所示，是交流漏電保護(hù)插座的低功耗控制IC。它是在漏電保護(hù)器中重要的元器件，及時(shí)的檢測(cè)漏電對(duì)其保護(hù)。主控芯片F(xiàn)M2145是低功耗漏電保護(hù)專(zhuān)用的集成電路，對(duì)于火線和中線對(duì)地線漏電的故障，都能檢測(cè)并且實(shí)現(xiàn)保護(hù)。它的引用腳排列及功能如圖4-5、表4-2所示。特點(diǎn)：交流供電無(wú)需分壓直接驅(qū)動(dòng)SCR電源電壓由交流直接轉(zhuǎn)換成26V靈敏度可調(diào)中線漏電檢測(cè)符合U.L.943標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流僅450uA可適用于120V和220V供電采用SOP8或DIP8封裝形式圖4-5引用腳排列表4-2引用腳功能管腳號(hào)管腳名稱管腳功能1VFB運(yùn)放負(fù)輸入端2+Input運(yùn)放正輸入端3VREF參考電壓4GND接地端5SCRTrigger可控硅驅(qū)動(dòng)6+VS電源7OpAmpOutput運(yùn)放輸出端8NC空腳本論文設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)插座可以檢測(cè)到危險(xiǎn)的接地故障隱患,例如設(shè)備的火線和零線接反、電源插座漏水等。在造成巨大的損害前,這類(lèi)漏電保護(hù)插座自動(dòng)跳閘并關(guān)斷開(kāi)電源。FM2145接地故障中斷器內(nèi)部包含一個(gè)26V并聯(lián)型的電源、運(yùn)算放大器和SCR驅(qū)動(dòng)單元。外部?jī)H需兩只感應(yīng)線圈、一只橋式整流器、一只可控硅整流器和其它的一些簡(jiǎn)單的元件。主控芯片F(xiàn)M2145即可檢測(cè)并提供接地故障保護(hù)。FM2145結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用方便,可以有效地保證漏電保護(hù)插座的可靠性。選擇這些元器件既簡(jiǎn)單又能解決我們所面臨的問(wèn)題。4.3單元電路原理與設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹各單元模塊的設(shè)計(jì)，具體分析它的單元原理及設(shè)計(jì)。4.3.1FM2145的供電電路設(shè)計(jì)如圖4-6所示的主控芯片的INPUT管腳可接可不接，接上就可以選擇電壓的大小，不接上就會(huì)默認(rèn)為電壓的大小為+13V。本次設(shè)計(jì)的電路中2號(hào)管腳沒(méi)有接，也就是說(shuō)這個(gè)電路的電壓大小為+13V。主控芯片F(xiàn)M2145的供電是來(lái)源于零序互感器，當(dāng)零序互感器的矢量和，即當(dāng)流進(jìn)的電流與流出的電流不相等的時(shí)候，零序互感器就感應(yīng)出電流并把檢測(cè)的電流供給FM2145，通過(guò)芯片F(xiàn)M2145的1號(hào)管腳和3號(hào)管腳導(dǎo)通電流。因?yàn)镕M2145內(nèi)部有運(yùn)算放大的電路，使電流放大。FM2145外圍部分包括2組線圈，一組橋式整流電路，可控硅和另外一些元件。FM2145對(duì)于火線和中線對(duì)地線漏電的故障，都能檢測(cè)并實(shí)現(xiàn)保護(hù)。主控芯片F(xiàn)M2145的內(nèi)部設(shè)計(jì)與RV4145是一樣的。圖4-6主控芯片的內(nèi)部電路圖4.3.1漏電信號(hào)輸入的設(shè)計(jì)本次漏電信號(hào)的輸入設(shè)計(jì)如圖4-2所示中，當(dāng)?shù)鼐€沒(méi)接的時(shí)候零序互感器會(huì)產(chǎn)生矢量和的不平衡，產(chǎn)生電流的不相等，這時(shí)就使FM2145檢測(cè)到漏電；當(dāng)零線與火線中的任一條線產(chǎn)生漏電時(shí)，同樣也會(huì)使零序互感器產(chǎn)生電流的不平衡，流進(jìn)的電流與流出的電流不相等，將不相等的電流送給FM2145，使它檢測(cè)到漏電的信號(hào)輸入。4.3.2電磁鐵驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)當(dāng)芯片F(xiàn)M2145通過(guò)零序互感器如圖4-2所示，當(dāng)檢測(cè)到電流的時(shí)候，由5號(hào)管腳SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)，使可控硅BT導(dǎo)通。要使可控硅BT導(dǎo)通就必須使SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)為高電平“1”，截止使SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)為低電平“0”由圖4-6可得出，要使可控硅的驅(qū)動(dòng)為“0”時(shí)，當(dāng)輸出電壓V(out)在（6.5v~19.5v）時(shí)，SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)為“0”說(shuō)明FM2145沒(méi)有工作；要是使可控硅的驅(qū)動(dòng)為“1”時(shí)，當(dāng)輸出電壓V(out)小于6.5v或者V(out)大于19.5v的時(shí)，SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)為“1”，使可控硅導(dǎo)通，這樣電磁鐵就得以驅(qū)動(dòng)。4.3.3電磁鐵供電部分的設(shè)計(jì)結(jié)合圖4-2和4-6所示，當(dāng)SCR可控硅的驅(qū)動(dòng)為高電平“1”時(shí)，可控硅BT導(dǎo)通，使電磁鐵得電，之后，電磁鐵產(chǎn)生磁通，吸合開(kāi)關(guān)RESET，使電路斷開(kāi)，起到保護(hù)的目的。4.3.4接地保護(hù)電路的設(shè)計(jì)接地保護(hù)電路設(shè)計(jì)如圖4-2所示，當(dāng)Z2和D3之間沒(méi)有接地的情況下，電流通過(guò)零序互感器。通過(guò)兩個(gè)極性相反的穩(wěn)壓管Z1、Z2，使電壓過(guò)壓時(shí)，起到保護(hù)的作用。經(jīng)過(guò)火線流回零序互感器與零線相接，這樣就使火線與零線的電流通過(guò)零序互感器，看它的矢量和流進(jìn)的電流與流出的電流是否相等，并通過(guò)FM2145進(jìn)行漏電的檢測(cè)，這樣就使漏電保護(hù)器在沒(méi)有接地的情況下，依然可以對(duì)電路起到保護(hù)的作用。4.3.5手動(dòng)測(cè)試電路的設(shè)計(jì)為了確保漏電保護(hù)器的正常工作，本次設(shè)計(jì)通過(guò)TEST手動(dòng)測(cè)試電路如圖4-2所示，它由限流電阻R1、開(kāi)關(guān)TEST相接于零線和火線并通過(guò)零序互感器。正常情況下，零線與火線通過(guò)零序互感器，流進(jìn)的電流等于流出的電流，矢量和為零，為確保電路的可靠性、人們的用電安全，我們加了一個(gè)手動(dòng)測(cè)試電路的設(shè)計(jì)。測(cè)試按鈕TEST通過(guò)零序互感器分別連接在火線與零線上，當(dāng)人為的按下按鈕TEST時(shí)，產(chǎn)生漏電流，當(dāng)漏電的電流超過(guò)30mA???s時(shí)，零序互感器使電流由FM2145的1號(hào)和3號(hào)管腳經(jīng)過(guò)FM2145的內(nèi)部運(yùn)算放大，讓7號(hào)與8號(hào)管腳輸出與電阻R6相連形成負(fù)反饋電路。FM2145得電，使SR(可控硅的驅(qū)動(dòng))也得電，驅(qū)動(dòng)可控硅BT導(dǎo)通，電磁鐵供電產(chǎn)生磁通，使開(kāi)關(guān)RESET閉合，保護(hù)電路。它的主要目的是檢測(cè)漏電保護(hù)器是否正常工作。4.3.6排板的考慮對(duì)各元件的位置安排合理的、仔細(xì)的考慮，主要是從電磁場(chǎng)兼容性、抗干擾的角度，走線短，交叉少，電源，地的路徑及去耦方面的考慮。印制電路板與外接元件一般是通過(guò)塑料導(dǎo)線。對(duì)于安裝在印制電路板上的較大的元件，要加金屬附件固定，以提高耐振、耐沖擊性能。在印制電路板中的接地線盡量靠近，連接線最好接與電路板的外圍；強(qiáng)電流引線應(yīng)盡可能寬些，以降低布線電阻及其電壓降，也可減小寄