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一起漏电断路器在抽样检测中脱扣线圈全部烧毁的原因分析

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0.引言

前段日子,山东某建筑质量检测站对一批商住小区使用的DZ47L-63/1P+N的小型漏电断路器进行抽样检测。抽样样品6台,在测试中,试品脱扣线圈全部烧毁。遂通知生产厂进行现场研判。

1.现场基本情况

6台DZ47L-63/1P+N小型断路器是从已竣工的某小区的住宅楼终端箱随机拆下,采用烟台某厂研制的漏电特性检测仪进行检测,在进行额定漏电动作电流测试时,脱扣线圈冒烟烧毁,打开产品后发现线圈漆包线烧结在一起,线圈骨架变形,可控硅器件封装爆裂。

2.漏电断路器结构分析

漏电断路器采用单极DZ47型断路器加漏电脱扣器拼装而成,断路器在分断时仅相线断开,零线始终接通。其漏电控制器电路原理如图:

从图中可以看出如果穿过零序电流互感器的2根导线中电流不相同,互感器副边将产生一个电压信号输入专用集成电路IC54123,经集成电路处理后由7脚输出一个电平信号推动可控硅导通,使得脱扣线圈L流过电流产生磁通拉动断路器跳闸。因脱扣线圈、可控硅电路均连接在断路器出线端,所以断路器跳闸后,可控硅失去电压恢复成截止状态。故障排除后合闸时如无漏电电流,脱扣线圈及可控硅中无电流流经,断路器恢复正常状态。

3.漏电特性测试仪电路分析

漏电特性测试仪电路原理图:

从图中可以看出变压器B1提供试品工作电源,变压器B2及一组电阻回路产生可调的漏电电流输入试品,使试品在规定的漏电电流驱动下动作。

4.漏电动作电流的测试                                     

为了方便分析,我们作检测仪与漏电断路器测试时的等效电路:

从图中可以看出,变压器B2输出电流经电位器RX2的调节送入试品3、4端,造成1、2与3、4中的电流不一致,当该电流达到试品的漏电动作电流时,可控硅SCR导通,脱扣线圈L产生磁通拉动断路器分闸。按国家标准,试验应在试品1、2端及3、4端各测5次。

5.问题的产生

大家知道,普通可控硅在触发导通后,只要阳极与阴极电压不取消将一直维持导通状态(即使触发信号取消)。脱扣线圈在设计时因受空间限制,只能短时工作,一般持续工作时间10秒左右就会发热冒烟,直至烧毁。所以电子式漏电断路器在发生漏电动作后负载端(2、4)不能再加有电压。从等效图中我们可以看出,在测试仪对断路器3、4端输入漏电电流使得断路器动作后,断路器2、4端应立即与工作电源脱离,但因试品是1P+N的形式,试品1、2端始终连接,而3端通过毫安表、电位器RX2或变压器B2副边连接到试品4端形成通路,也就是说即使试品跳闸了,试品负载端仍有220V工作电压,这时可控硅SCR将无法截止,脱扣线圈持续通电直至烧毁。

6.国家标准中给出的检测方法

我国国家标准GB16917.1规定的检测方法如图:

 

与我们上面检测仪的最大区别在于漏电电流的产生是跨接于试品1、4端或2、4端的一个电位器而没有辅助变压器。试品跳闸后负载2、4端也不会再有电压了。

那么漏电测试仪研制厂家为什么不选用国家标准的方案呢?

如果选用国家标准的方案,产生500mA的试验电流,调节电位器的耗散功率:

      P=220V×500mA=110W

如果选用厂家的方案:

      P=6.3V×500mA=3.15W

因此为了降低电位器功耗,提高调节手感,便于做成便携式,生产厂家采用了前一种方式。

7. 结论

经上述分析,各方一致认为建筑质量检测站的测试仪是造成被试漏电断路器烧毁的原因,并非漏电断路器质量问题,对于漏电断路器内部零线不开断的产品(1P+N型)不能用类似上述的测试仪进行检测,幸好测试站允许断路器生产厂现场研判,避免了一起严重的冤案。

-END-