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,RCD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+ILN=0
则电流IL1、IL2、IL3和ILN在电流互感器中产生磁通的矢量和等于零,即
ΦL1+ΦL2+ΦL3+ΦLN=0
这样在电流互感器的二次绕组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I0流过,则通过互感器电流的矢量和不等于零,为
IL1+IL2+IL3+ILN≠0
剩余电流互感器中产生磁通矢量和也不等于零,即(www.daowen.com)
ΦL1+ΦL2+ΦL3+ΦLN≠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。
图97 剩余电流保护装置(RCD)的工作原理图
A—判别元件;B—执行元件;E—电子信号放大器;N—二次绕组;RA—工作接地的接地电阻;RB—电源接地的接地电阻;T—试验装置;W—检测元件;
注 电磁式剩余电流装置没有电子信号放大器
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μVA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98。
图98 电磁式和电子式RCD
(a)电磁式;(b)电子式
1—检测装置;2—脱扣器;3—分断弹簧;4—主开关;5—电子放大器;6—放大器输入;7—放大器输出;8—放大器电源输入
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