家庭電路漏電演示器

黃平安

1 漏電保護(hù)器簡(jiǎn)介

漏電保護(hù)器在電路中應(yīng)用很廣泛。漏電是指流入的電流和流出的電流不等，電路回路中有火線和零線以外的分支，可能是電流通過(guò)人體或某用電器外殼等進(jìn)入大地。漏電保護(hù)器接入端有“火”、“零”2根線。如果“火”和“零”線流過(guò)的電流不等，那么互感器（感應(yīng)線圈）就會(huì)識(shí)別微小差別，并通過(guò)漏電脫扣器的控制作用，迅速切斷主開(kāi)關(guān)（跳閘）。一般民用住宅的漏電保護(hù)器設(shè)計(jì)的漏電電流不大于30 mA，30 mA的數(shù)值是結(jié)合人體的電阻和電擊電壓計(jì)算出來(lái)的，分?jǐn)鄷r(shí)間不大于0.1 s。

2 自制家庭電路漏電演示器

自制教具“家庭電路漏電演示器”主要用來(lái)模擬電路漏電的保護(hù)作用。所用器材有：漏電保護(hù)器1個(gè)，白熾燈泡2只，開(kāi)關(guān)1個(gè)，兩孔插座1個(gè)，兩孔插頭3個(gè)，導(dǎo)線適量。這些器材從學(xué)校后勤或五金商店容易得到。

“家庭電路漏電演示器”制作很簡(jiǎn)單，如圖1所示，把漏電保護(hù)器按說(shuō)明書(shū)正確接入電路，圖中虛線框內(nèi)為漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，漏電保護(hù)器左邊為交流電220 V輸入，輸入處接兩孔插頭，方便接入家庭電路中。漏電保護(hù)器右邊為交流電220 V輸出，用1個(gè)帶開(kāi)關(guān)的燈泡和1個(gè)兩孔插座表示“家庭電路”，圖中上面的粗線代表火線，下面的細(xì)線代表零線。將纏繞在一起的兩根導(dǎo)線拆開(kāi)，分別接在1個(gè)插頭的1個(gè)金屬片上（用2個(gè)插頭，每個(gè)插頭只用1個(gè)金屬片），兩根導(dǎo)線的另一端接在燈泡的燈頭上，如圖1所示。

將“家庭電路漏電演示器”接入家庭電路，如圖2所示。注意上“火”下“零”，閉合漏電保護(hù)器的主開(kāi)關(guān)，閉合“家庭電路”中燈泡所在支路的開(kāi)關(guān)S，燈泡正常工作，此時(shí)流過(guò)互感器中火線和零線上的電流相等，即I1=I2，漏電脫扣器保持“靜止”狀態(tài)，主開(kāi)關(guān)保持閉合狀態(tài)，電路正常工作。

用實(shí)驗(yàn)開(kāi)關(guān)檢驗(yàn)漏電保護(hù)器的動(dòng)作性能。閉合漏電保護(hù)器的主開(kāi)關(guān)，閉合試驗(yàn)開(kāi)關(guān)，圖2中互感器中火線上電流I1=0，互感器中零線上的電流與互感器外實(shí)驗(yàn)電路的電流相等，即I2=I3，此時(shí)I1≠I(mǎi)2，差值小于30 mA，漏電脫扣器發(fā)揮作用，自動(dòng)斷開(kāi)漏電保護(hù)器上的主開(kāi)關(guān)，切斷了電路。再按下漏電指示（復(fù)位）按鈕后，就可以合上漏電保護(hù)器的主開(kāi)關(guān)了，“家庭電路”恢復(fù)正常。漏電保護(hù)器上有每月按1次的提示，就是用來(lái)檢驗(yàn)漏電保護(hù)器的動(dòng)作靈敏度。

3 模擬演示漏電

閉合漏電保護(hù)器的主開(kāi)關(guān)，分別把圖1中兩插頭上的金屬片接在“家庭電路”火線孔和“家庭電路”以外的零線孔，如圖3所示。此時(shí)的電路中的

電流只經(jīng)過(guò)了火線，沒(méi)有經(jīng)過(guò)零線，即I2=0，I1=I4。此時(shí)I1≠I(mǎi)2，差值小于30 mA，漏電脫扣器發(fā)揮作用，斷開(kāi)漏電保護(hù)器上的主開(kāi)關(guān)（接在“家庭電路”零線孔和“家庭電路”以外的火線孔，漏電保護(hù)器也能自動(dòng)斷開(kāi)），有效地防止了漏電。在安全措施有保護(hù)的前提下，可以把圖1中一個(gè)插頭上的金屬片接在“家庭電路”火線孔上，另一個(gè)插頭接在大地上，也構(gòu)成了漏電，漏電保護(hù)器也會(huì)有保護(hù)動(dòng)作。

常見(jiàn)的漏電情況是人體觸電和電器設(shè)備的漏電。如圖4所示，假設(shè)人體在大地上間接接觸到火線構(gòu)成通路，此時(shí)電路中的電流只經(jīng)過(guò)了火線，沒(méi)有經(jīng)過(guò)零線，即I2=0，I1=I5，此時(shí)I1≠I(mǎi)2，差值小于30 mA，漏電脫扣器發(fā)揮作用，斷開(kāi)漏電保護(hù)器上的主開(kāi)關(guān)，起到保護(hù)作用。排除故障后，按下復(fù)位按鈕，合上主開(kāi)關(guān)，家庭電路恢復(fù)正常。為安全考慮，不要用人體進(jìn)行類似如圖4所示的實(shí)驗(yàn)。