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漏電防止装置の動作原理

漏電防止装置の動作原理

1. 漏電防止装置とは何ですか?
回答:漏電保護装置(漏電保護スイッチ)は電気安全装置です。低電圧回路に設置され、漏電や感電が発生し、保護装置が制限する動作電流値に達すると、直ちに作動し、制限時間内に自動的に電源を遮断して保護します。
2.漏電防止装置の構造はどのようなものですか?
回答:漏電保護装置は、主に検出部、中間増幅リンク、操作アクチュエータの3つの部分で構成されています。 ①検出部。ゼロシーケンストランスで構成され、漏電電流を検出して信号を送信します。②増幅リンク。微弱な漏電信号を増幅し、異なる装置に応じて電磁保護装置と電子保護装置を形成します(増幅部は機械装置または電子装置を使用できます)。③実行部。信号を受信した後、メインスイッチが閉位置から開位置に切り替わり、電源を遮断します。これは、保護対象回路を電力網から切断するためのトリップコンポーネントです。
3. 漏電防止装置の動作原理は何ですか?
答え:
①電気機器が漏電すると、2つの異常現象が発生します。
まず、三相電流のバランスが崩れ、零相電流が発生します。
2 つ目は、通常の状態では、帯電していない金属ケースにはアースへの電圧がかかることです (通常の状態では、金属ケースとアースは両方ともゼロ電位です)。
②零相変流器の機能 漏電保護装置は変流器の検出によって異常信号を取得し、中間機構を介して変換・伝送することでアクチュエータを作動させ、スイッチング装置を介して電源を遮断します。変流器の構造は変圧器に似ており、互いに絶縁された2つのコイルが同一のコアに巻かれています。一次コイルに残留電流が発生すると、二次コイルに電流が誘導されます。
③漏電保護装置の動作原理 漏電保護装置はラインに設置され、一次コイルは電力網のラインに接続され、二次コイルは漏電保護装置内の放出部に接続されます。電気機器が正常に動作している場合、ラインの電流は平衡状態にあり、変圧器内の電流ベクトルの合計はゼロです(電流は方向を持つベクトルであり、流出方向は「+」、戻り方向は「-」です。変圧器内を往復する電流は大きさが等しく、方向が反対で、正負が互いに打ち消します)。一次コイルには残留電流がないため、二次コイルは誘導されず、漏電保護装置のスイッチングデバイスは閉状態で動作します。機器の筐体に漏電が発生し、人が触れると、故障点で分流が発生します。この漏電電流は人体、地球を介して接地され、変圧器の中性点(変流器なし)に戻り、変圧器の流入と流出を引き起こします。電流が不平衡(電流ベクトルの和がゼロではない)となり、一次コイルに残留電流が発生します。そのため、二次コイルに誘導電流が発生し、その電流値が漏電保護装置によって制限された動作電流値に達すると、自動スイッチが作動し、電源が遮断されます。

4. 漏電防止装置の主な技術的パラメータは何ですか?
回答:主な動作性能パラメータは、定格漏れ動作電流、定格漏れ動作時間、定格漏れ非動作電流です。その他のパラメータには、電源周波数、定格電圧、定格電流などがあります。
①定格漏電電流:規定の条件下で漏電保護装置が作動する電流値。例えば、30mAの漏電保護装置の場合、流入電流が30mAに達すると、保護装置は電源を遮断する動作をします。
②定格漏洩動作時間とは、定格漏洩動作電流が突入してから保護回路が遮断するまでの時間を指します。例えば、30mA×0.1sの保護装置の場合、電流値が30mAに達してから主接点が開離するまでの時間は0.1sを超えません。
③規定の条件下での定格非動作時漏洩電流に対し、非動作時漏洩保護装置の電流値は、一般的に漏洩電流値の半分の値に選定する必要があります。例えば、漏洩電流が30mAの漏洩保護装置の場合、電流値が15mA以下の場合、保護装置は作動しません。過大な電流を流すと、過敏症により誤動作しやすく、電気機器の正常な動作に影響を与える可能性があります。
④漏電保護装置を選択する際には、電源周波数、定格電圧、定格電流などの他のパラメータも、使用する回路および電気機器と互換性がある必要があります。漏電保護装置の動作電圧は、電力網の正常な変動範囲の定格電圧に適合する必要があります。変動が大きすぎると、特に電子製品の場合、保護装置の正常な動作に影響を与えます。電源電圧が保護装置の定格動作電圧よりも低い場合、保護装置は動作しません。また、漏電保護装置の定格動作電流は、回路の実際の電流と一致している必要があります。実際の動作電流が保護装置の定格電流より大きい場合、過負荷が発生し、保護装置が誤動作する可能性があります。
5. 漏電防止装置の主な保護機能は何ですか?
回答:漏電保護装置は主に間接接触保護を提供します。特定の条件下では、直接接触に対する補助的な保護装置としても使用でき、致命的な感電事故を防ぐことができます。
6. 直接接触保護と間接接触保護とは何ですか?
回答:人体が帯電体に触れ、電流が人体に流れることを人体感電といいます。人体感電の原因によって、直接感電と間接感電に分けられます。直接感電とは、人体が帯電体に直接触れることによって起こる感電(例えば、位相線に触れること)を指します。間接感電とは、通常状態では帯電しないが、故障状態では帯電する金属導体に触れることによって引き起こされる感電(例えば、漏電装置の筐体に触れること)を指します。感電の原因によって、感電防止対策も直接接触保護と間接接触保護に分けられます。直接接触保護の場合、一般的には絶縁、保護カバー、フェンス、安全距離などの対策が採用されます。間接接触保護の場合、一般的には保護接地(ゼロ点接続)、保護遮断、漏電保護などの対策が採用されます。
7. 人体が感電するとどのような危険がありますか?
答:人体が感電した場合、人体に流れ込む電流が大きく、相電流が長く続くほど危険です。危険度は、知覚―脱出―心室細動の3段階に大まかに分けられます。 ①知覚段階。通過する電流は非常に小さいため、人体はそれを感じ取ることができ(一般的には0.5mA以上)、この時点では人体に害を及ぼすことはありません。 ②除圧段階。電極を手で感電させたときに、人が除圧できる最大の電流値(一般的には10mA以上)を指します。この電流は危険ですが、自然に除圧できるため、基本的に致命的な危険にはなりません。電流が一定レベルまで増加すると、感電した人は筋肉の収縮とけいれんにより、帯電した体をしっかりと抱きしめ、自分では除圧できなくなります。 ③心室細動段階。電流の増加と感電時間の延長(通常50mA以上、1秒以上)に伴い、心室細動が発生し、直ちに電源を切断しないと死に至る可能性があります。心室細動は感電による死亡原因の上位を占めていることが分かります。そのため、人体保護は心室細動によって引き起こされるものではなく、感電の保護特性を決定する根拠となることがよくあります。
8.「30mA·s」の安全性はどの程度ですか?
答:多数の動物実験や研究により、心室細動は人体を流れる電流(I)だけでなく、人体における電流の持​​続時間(t)にも関係していることが示されています。つまり、安全な電気量Q=I×tで決定され、通常は50mA・sです。つまり、電流が50mA以下で、電流の持続時間が1秒以内であれば、通常は心室細動は発生しません。しかし、50mA・sで制御されていても、通電時間が非常に短く、通過電流が大きい場合(例えば、500mA×0.1秒)、依然として心室細動を引き起こすリスクがあります。50mA・s未満であれば感電死に至りませんが、感電した人が意識を失ったり、二次傷害事故を引き起こしたりする可能性があります。実践により、感電保護装置の動作特性として30mA・sを用いることは、使用および製造上の安全性の観点からより適切であり、50mA・sと比較して1.67倍の安全率(K=50/30=1.67)を持つことが証明されています。「30mA・s」という安全限界から、たとえ電流が100mAに達しても、漏電保護装置が0.3秒以内に作動して電源を遮断すれば、人体に致命的な危険を及ぼさないことがわかります。そのため、30mA・sという限界は、漏電保護装置製品を選択する際の基準にもなっています。

9. 漏電保護装置を取り付ける必要がある電気機器はどれですか?
回答: 建設現場のすべての電気機器は、保護のためにゼロに接続されることに加えて、機器負荷ラインのヘッドエンドに漏電保護装置を装備する必要があります。
① 工事現場のすべての電気設備には漏電保護装置を設置する必要があります。屋外工事、多湿環境、人員の入れ替わり、設備管理の不備などにより、電力消費が危険となるため、すべての電気設備には動力設備、照明設備、移動設備、固定設備などを含める必要があります。ただし、安全電圧および絶縁変圧器で駆動する設備は含まれません。
②従来の保護ゼロ(接地)対策は要求どおりに変更されていません。これは、安全な電気使用のための最も基本的な技術対策であり、削除することはできません。
③漏電保護装置は、電気機器の負荷線の先端に設置されます。これは、電気機器を保護するとともに、負荷線を保護し、線路の絶縁損傷による感電事故を防止することを目的としています。
10. 漏電保護装置をゼロライン(接地)に接続した後に設置するのはなぜですか?
回答:ゼロ点接続保護や接地対策のいずれの場合でも、保護範囲には制限があります。例えば、「ゼロ点接続保護」とは、電気機器の金属筐体を電力網のゼロ線に接続し、電源側にヒューズを設置することです。電気機器がシェル故障(相がシェルに接触)すると、相対ゼロ線に単相短絡が発生します。大きな短絡電流が発生するため、ヒューズが急速に溶断し、電源を遮断して保護します。その動作原理は、「シェル故障」を「単相短絡故障」に変換することで、大きな短絡電流遮断保険を得ることです。しかし、建設現場における電気故障はそれほど頻繁ではなく、機器の湿気、過負荷、長い配線、絶縁の老朽化などによる漏電故障が頻繁に発生します。これらの漏電電流値は小さく、すぐに保険を遮断することはできません。そのため、故障は自動的に解消されず、長期間にわたって存続します。しかし、この漏電電流は人身の安全にとって深刻な脅威となります。そのため、補助的な保護として、より高感度の漏電保護装置を設置することも必要です。
11. 漏電防止装置にはどのような種類がありますか?
回答:漏電保護装置は、用途の選択に応じてさまざまな方法で分類されます。たとえば、動作モードに応じて、電圧動作型と電流動作型に分けられます。動作メカニズムに応じて、スイッチ型とリレー型があります。極数と線の数に応じて、単極2線式、2極、2極3線式などがあります。動作感度と動作時間によって次のように分類されます。1動作感度によると、次のように分類されます。高感度:漏電電流が30mA以下。中感度:30〜1000mA。低感度:1000mA以上。2動作時間によると、次のように分類されます。高速型:漏電動作時間が0.1秒未満。遅延型:動作時間が0.1秒を超え、0.1〜2秒の間。反時限型:漏電電流が増加すると、漏電動作時間が小さくなります。定格漏れ動作電流を使用する場合、動作時間は 0.2 ~ 1 秒です。動作電流が動作電流の 1.4 倍の場合は 0.1 ~ 0.5 秒、動作電流が動作電流の 4.4 倍の場合は 0.05 秒未満です。
12.電子漏洩保護装置と電磁漏洩保護装置の違いは何ですか?
回答:漏電保護装置は、トリップ方法の違いにより、電子式と電磁式の2種類に分けられます。 ①電磁トリップ式漏電保護装置は、電磁トリップ装置を中間機構として、漏電電流が発生すると、この機構がトリップして電源を遮断します。 この保護装置の欠点は、コストが高く、製造プロセスが複雑であることです。 利点は、電磁部品が耐干渉性と耐衝撃性(過電流および過電圧ショック)が強いことです。補助電源が不要です。ゼロ電圧および位相欠落後の漏電特性は変わりません。 ②電子式漏電保護装置は、トランジスタ増幅器を中間機構として使用します。漏電が発生すると、増幅器によって増幅されてリレーに送信され、リレーがスイッチを制御して電源を遮断します。 この保護装置の利点は、高感度(最大5mA)、設定誤差が小さい、製造プロセスが簡単、コストが低いことです。 欠点は、トランジスタの耐衝撃性が弱く、環境干渉に対する耐性が低いことです。補助動作電源が必要(電子増幅器は通常10ボルト以上の直流電源が必要)なので、漏れ特性は動作電圧の変動の影響を受け、主回路の位相がずれると保護装置による保護が失われます。
13.漏電遮断器の保護機能は何ですか?
回答:漏電保護装置は、主に電気機器に漏電故障が発生したときに保護を提供する装置です。漏電保護装置を設置する場合は、過電流保護装置も併せて設置する必要があります。短絡保護としてヒューズを使用する場合は、その仕様を漏電保護装置のオン/オフ機能と互換性のあるものに選択する必要があります。現在、漏電保護装置と電源スイッチを一体化した漏電遮断器(自動気中遮断器)が広く使用されています。この新しいタイプの電源スイッチは、短絡保護、過負荷保護、漏電保護、および低電圧保護の機能を備えています。設置時には配線が簡素化され、電装ボックスの容積が縮小され、管理が容易になります。漏電遮断器の銘板モデルの意味は次のとおりです。漏電遮断器には複数の保護特性があるため、使用時には注意してください。トリップが発生した場合は、故障の原因を明確に特定する必要があります。漏電遮断器が短絡により破損した場合は、カバーを開けて接点に深刻な火傷や穴がないか確認する必要があります。過負荷により回路がトリップした場合、すぐに再投入することはできません。遮断器には過負荷保護としてサーマルリレーが装備されているため、定格電流が定格電流を超えると、バイメタルシートが曲がって接点が分離され、バイメタルシートが自然に冷却されて元の状態に戻った後、接点が再投入されます。トリップの原因が漏電故障である場合は、再投入する前に原因を突き止め、故障を除去する必要があります。強制投入は厳禁です。漏電遮断器が遮断してトリップすると、L字型のハンドルは中間位置にあります。再投入するときは、まず操作ハンドルを引き下げ(遮断位置)、操作機構を再び閉じてから、上方に閉じる必要があります。漏電遮断器は、電力線で頻繁に操作されない大容量(4.5kW以上)の機器の開閉に使用できます。
14. 漏電防止装置の選び方は?
回答:漏電保護装置は、使用目的と動作条件に応じて選択する必要があります。
保護の目的に応じて選択してください。
①人体への感電防止を目的として、電線末端に設置する漏電遮断器は、高感度・高速型のものを選定してください。
②感電防止を目的として機器接地と併用する分岐線には、中感度速断形漏電遮断器を使用してください。
③幹線には漏電による火災を防止し、線路及び機器を保護する目的で、中感度・時限式漏電遮断器を選定する。
電源モードに応じて選択します。
①単相線(機器)を保護する場合は、単極2線式または2極漏電保護装置を使用してください。
②三相線(機器)を保護する場合は、三極品を使用してください。
③三相と単相の両方がある場合は、3極4線式または4極製品を使用してください。漏電保護装置の極数を選択する際には、保護対象回線の回線数と互換性がある必要があります。保護装置の極数とは、内部のスイッチ接点で切断できる電線の数を指します。たとえば、3極プロテクタは、スイッチ接点が3本の電線を切断できることを意味します。単極2線式、2極3線式、および3極4線式のプロテクタはすべて、中性線が切断されることなく漏電検出素子を直接通過します。作業ゼロ線の場合、この端子をPE線に接続することは固く禁じられています。3極漏電保護装置は、単相2線式(または単相3線式)の電気機器には使用しないでください。また、4極漏電保護装置を三相3線式の電気機器に使用することも適していません。三相4極漏電保護装置を三相3極漏電保護装置に置き換えることはできません。
15.段階的な電力配分の要件によると、電気ボックスにはいくつの設定が必要ですか?
回答:建設現場は通常3階層に分散されているため、電気ボックスも分類に従って設置する必要があります。つまり、主配電ボックスの下に配電ボックスがあり、配電ボックスの下に配電ボックスがあり、配電ボックスの下に電気機器があります。配電ボックスは、配電システムにおける電源と電気機器間の送配電の中心的なリンクであり、配電専用の電気機器です。すべてのレベルの配電は配電ボックスを介して行われます。主配電ボックスはシステム全体の配電を制御し、配電ボックスは各分岐の配電を制御します。配電ボックスは配電システムの末端であり、その下には電気機器があります。各電気機器は専用の配電ボックスによって制御され、1つのマシンと1つのゲートを実装しています。誤操作事故を防ぐため、1つの配電ボックスを複数のデバイスに使用しないでください。また、電力線の障害による照明の影響を受けないように、1つの配電ボックスで電源と照明の制御を組み合わせないでください。配電箱の上部は電源に接続され、下部は電気機器に接続されます。これらは頻繁に操作され、危険なため、注意が必要です。配電箱内の電気部品の選択は、回路と電気機器に適合させる必要があります。配電箱の設置は垂直かつしっかりとしており、周囲に操作スペースがあります。地面に水たまりや雑物が溜まっておらず、近くに熱源や振動がないこと。配電箱は防雨・防塵仕様でなければなりません。配電箱は、制御対象の固定機器から3m以上離して設置する必要があります。
16. 段階的保護を使用する理由は何ですか?
回答:低圧給電・配電では、一般的に段階的な配電方式が採用されているため、線路末端(配電盤内)にのみ漏電保護装置を設置すると、漏電発生時に故障線を遮断できるものの、保護範囲は狭くなります。同様に、分岐幹線(配電盤内)や幹線(主配電盤内)にのみ漏電保護装置を設置すると、保護範囲は広くなりますが、特定の電気機器が漏電してトリップすると、システム全体が停電し、故障していない機器の正常な動作に影響するだけでなく、事故箇所の発見も困難になります。明らかに、これらの保護方法は不十分です。そのため、線路や負荷などの異なる要件を接続し、低圧幹線、分岐線、線路末端にそれぞれ異なる漏電動作特性を持つ保護装置を設置して、段階的な漏電保護ネットワークを形成する必要があります。段階的保護の場合、末端で漏電故障や人身感電事故が発生した際に、各レベルで選択された保護範囲が相互に連携し、漏電保護装置が動作を逸脱しないことを保証する必要があります。同時に、下位レベルの保護装置が故障した場合、上位レベルの保護装置が動作して下位レベルの保護装置を救済する必要があります。偶発的な故障。段階的保護の実装により、各電気機器に2レベル以上の漏電保護対策を施すことができ、低圧電力網のすべてのラインの末端にある電気機器の安全な動作条件を作り出すだけでなく、人身安全のために複数の直接および間接的な接触を提供します。さらに、故障発生時の停電範囲を最小限に抑えることができ、故障点の発見が容易になり、安全な電力消費レベルの向上、感電事故の削減、および操作上の安全性の確保にプラスの効果をもたらします。

 

 

 

 


投稿日時: 2022年9月5日