漏电电流；国际权威机构《国际电工委员会（IEC755）》规定为：剩余电流。准确的定义为：接地性故障电流。漏电保护器是俗称，准确的名称是：剩余电流动作保护器。由此可见；漏电保护器只能保护相线通过用电设备外壳或人体流入大地的、没有经过设备做功的“故障电流”，国家标准GB6829—95《剩余电流动作保护器的一般要求》中有关条款建议生产厂家在产品说明书中写明：“漏电保护器对于被保护电路两线所引起的触电危险；不能进行保护。”说明其保护范围很局限。漏电保护器分为两种类型，一种是漏电继电器，必须和交流接触器或断路器配合使用。一种是漏电断路器（俗称漏电开关，在各种普通的空气开关内增加漏电保护装置）。从其检测型式上分为电压型和电流型，电压型因误动作率高、检测精度低；早已被淘汰。电流型又分为电磁式和电子式。电磁式因生产成本高、对运行条件要求较高；而难于被市场接受，只有特殊场所使用。电子式生产成本低、检测精度高、误动作率很低而被市场所认可，是目前被广泛应用的漏电保护器材。根据国家标准GB6829—95中有关规定；漏电保护器的动作时间分为快速动作型和延时动作型，快速动作型的动作时间：＜0.2秒，用于分路保护。直接保护人体或单台用电设备保护的动作时间：＜0.1S。延时动作型的动作时间=动作时间≤0.2秒+延时时间，延时时间可从0.2秒、0.4秒、0.8秒、1秒、2秒等几档中选择。多用于低压电网分路保护和总保护。
电子式漏电保护器的电路组成有分立元件和专用集成电路两种形式，分立元件电路主要由零序电流互感器和可控硅组成；最终负载是漏电保护器的分励脱扣线圈或中间继电器，控制分断主回路。专用集成电路主要有KY101、DL01、DL02、M54120、M54123L等等，M54120、M54123L是日本三棱公司在上个世纪90年代初期投放市场的，M54123L被国内广泛使用。M54123L的封装形式有8脚单排和4脚双排两种，各脚功能相同，外围电路简洁，是本文介绍的重点。
M54123L由稳压电路、基准电压发生器、差动放大器、和闭锁电路组成。稳压电路由两级稳压构成，适应电压范围广，③、⑧脚输入工作电压在12V至28V范围内均能正常工作，M54123L本身静态时耗电0.4mA（12V）～7mA（28V）。差动放大器由①、②脚输入，①脚为基准电压端，②脚比较信号输入端， 与零序电流互感器二次绕组输出端连接，①、②脚输入信号电压最小为4mV，最大为9mV，典型值为6.1mV，④脚是差动放大输出端。⑤、⑥、⑦脚组成闭锁电路，⑤脚闭锁信号输入，⑥脚外接电容作为抗干扰吸收端，⑦脚为闭锁电路输出端，驱动可控硅控制极。
M54123L的工作过程：
零序电流互感器的一次线就是被保护侧主回路的所有相线和零线，1匝。当被保护侧某一相线对大地产生漏电流时；该漏电流对零序电流互感器激磁，零序电流互感器的二次绕组产生漏电信号电压，为①、②脚提供输入。当漏电流≥漏电保护器的整定值时，比如：30mA；M54123L的④脚对⑤脚输出高电位信号，⑦脚输出高电位驱动可控硅导通，分励脱扣器动作，导致断路器跳闸，被保护侧主回路停电。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gifM54123L输入灵敏度高，反映速度快，一但⑤脚得到≥0.7V触发电压；⑦脚输出高电位就被锁定。此时，即便⑤触发电压消失；⑦脚依然输出高电位，这说明了它的可靠性，复位方法是切断⑧脚电源。典型电路见图㈠。图㈠电路可分别用于380V动力线路或220V照明线路的漏电断路器中。
零序电流互感器铁心一般用坡莫合金（型号是：1J85）薄板卷绕成圆形，用塑料外壳护套。用0.1mm左右的漆包线绕制600匝；焊好引线、包好绝缘再套上金属屏蔽罩既制作完毕，中间圆孔穿过主回路低压电线后就成了完整的零序电流互感器了。可控硅最好用CR03，但价格昂贵。一般厂家选用MCR100—8或BT169D等。M54123L各脚在路对地电阻值见表一。M54123L各脚静态时和动态时各脚电压值见表二。（用500型万用表测量）
表一
表二
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif在图㈠中M54123L④、⑤脚短封在一起构成了快速动作型电路，断路器的动作时间一般
＜0.1S（S；秒），实际测量一般都＜50mS（mS；毫秒，1000 mS=1S）。如果在M54123L的④脚和⑤脚之间接入一个1MΩ～3MΩ的电阻；与
C5构成了简单的RC延时电路，见图㈡。
调整该电阻延时时间可达到0.1S～0.4S。由于M54123L各脚信号传递只是电压变换，电流仅几微安；所以这个RC延时电路温度漂移很大并且和额定漏电动作电流整定值相互牵连，调整很麻烦。用LM358双运放将M54123L④脚输出信号电压放大输出给RC延时电路，然后再经过一级放大后输出给M54123L⑤脚，有效的解决了这个问题，温度在-5℃～+45℃范围内动作电流值和动作时间都很稳定，见图㈢。
图㈢中R8*是延时调整电阻，表3列出了不同的延时时间选用的R8*的阻值和整机动作时间。
表3
在低压电网中，因为事故等原因；造成照明用电220V电压升高，对用电设备和居民家用电器造成损坏。如果在图㈠电路整流输出端加一分压电路；在分压点上接一只稳压管就使该电路增加了过电压保护功能。当分压点电压＞稳压管的稳压值时；稳压管导通，触发可控硅导通实现过电压保护，整机电路见图㈣。
GB6829—95标准中规定；漏电保护器的过电压保护值为：280V±10％，一般生产厂家整定值为280V。漏电断路器有了过压保护功能后；有效的避免了低压线路过电压对家用电器造成的损坏。
三极漏电断路器只有三根相线没有零线，漏电断路器控制电路的工作电压比二极和四极漏电断路器提高160V左右，这需要可控硅有较高的阻断电压。一般小容量可控硅阻断电压较低，用两只可控硅串联解决了这个问题，局部电路见图4-5。
没有漏电情况下；M54123L⑦脚输出低电位，V1不导通。R2、R3组成分压电路，使V2的控制极电位通过R1与阴极相等，V2呈阻断状态。被保护侧有漏电产生后，M54123L⑦脚输出高电位触发V1导通时；V2阴极电压开始下降，V2的控制极电位由于电容C两端电压不能突变而维持不变，V2阴极电压继续下降。当V2控制极电位比阴极高出0.7伏时，V2也立即导通，使断路器的脱扣线圈有电流流过，脱扣器动作切断主回路。
如果把图㈠电路可控硅的负载改成中间继电器；电路的工作电源输入点和继电器常开、常闭输出都加接线端子，整个电路装在一个盒子中；那么整个装置就成了“剩余电流继电器”。既；漏电继电器。漏电继电器本身不能分断主回路，需要和交流接触器或断路器（俗称空气开关）配合使用，图㈥是漏电继电器和交流接触器配合使用的电路图。
电源电路由R10和C10组成阻容降压，经整流滤波后；由R7和DW1、DW2组成的稳压电路将电压稳定在30V。阻容降压的特点是；可靠性好，负载侧有短路故障时不损坏降压元件。R1、R2（阻值相同）和K1组成额定漏电动作值选择电路，将额定漏电动作值分为两档供用户选择。当前K1短路了R2，R1对T输出的信号电压衰减较大，额定漏电动作值是两只电阻串联时的一倍，当K1推向右侧时；两只电阻串联，对T的输出信号电压衰减减小一倍，这时有很小的漏电流就可以动作。一般可分为标称：30mA、60mA两档，考虑到半导体材料的温度漂移；实际整定值分别为：25mA、50mA。既可用直接保护；也可用于分路保护。L、R8、K3组成试验装置，目的是检验漏电保护器本身是否正常。由于漏电继电器内部没有主回路电源；所以需要外接辅助电源，通过R8引入电流再经过L对T的铁心激磁，按下K3时模拟一个漏电流使M54123L①、②脚输入信号电压，⑦脚触发可控硅动作。R8引入电流大小和L的圈数多少可用安·匝比计算。GB6829-95标准规定；试验电流强度应≥额定漏电动作电流的2.5倍。漏电继电器只能通过安·匝数实现该指标。比如：标称额定漏电动作电流是100mA，流过R8的电流2.5mA ，则L应该绕100圈。D1是续流二极管，D2是工作指示灯，D3是漏电动作指示灯。R11是压敏电阻，作用是吸收220V电网中的高次干扰谐波，防止漏电保护器误动作。K2是复位开关，漏电继电器动作后；按下K2使M54123L⑧脚断电，以消除⑦脚高电位状态。K4、K5是交流接触器的启动、停止按钮，送电操作：按下K4；CJ20-150电磁线圈两端得到A相和B相380V的线电压，CJ20-150主触头闭合为被保护侧送电，同时CJ-1辅助触头闭合实现自锁。停电操作：按下K5；CJ20-150电磁线圈两端失电，所有触头断开，被保护侧停电。当被保护侧出现≥额定漏电动作电流的漏电流时；可控硅导通，J1-1动作，常闭端子失电，导致CJ20-150电磁线圈两端失电，被保护侧停电。排除漏电故障后；必须先按下K2复位，然后再进行送电操作。（注：K4、K5、CJ20-150是漏电继电器外接的配合电器）
如果漏电继电器和断路器配合使用；则取消K4、K5，漏电继电器辅助电源接被保护侧。将常开端子接断路器的分励脱扣线圈一端；另一端接被保护侧B相，如果分励脱扣线圈工作电压为220V；则另一端接零线。当被保护侧出现≥额定漏电动作电流的漏电流时；可控硅导通，J1-1动作，常开端子得电，使断路器的分励脱扣器动作，断路器跳闸，被保护侧停电，漏电继电器辅助电源失电而自动复位。排除漏电故障后；操作断路器合闸手柄送电。
以上是笔者对M54123L芯片和应用电路的一些认识，谬误之处请专家和请朋友们指正。
|Archiver|手机版|家电维修论坛
( 蜀ICP备19011473号-4 川公网安备51102502000164号 )
发表于 2023-9-9 20:31:42
发表于 2023-9-9 22:23:52
发表于 2023-9-10 11:53:52
