剩余电流动作保护器(本文简称保护器)是国家强制认证的产品,目前在低压用户中几乎是标配元件。DZL 18-20F/ 1型保护器在目前农村三级保护系统普遍使用,笔者现对该型保护器的工作(电路)原理及检修方法作一介绍,供参考。
1 工作原理
该型保护器主要由零序电流互感器TO、漏电信号检测整形回路、脱扣继电器K1的驱动回路和试验回路等组成。图1是笔者在实际维修工作中根据其实物绘制的原理图,图中标注的检修参数是用MF-47型万用表测得的。如图1所示:MYD是压敏电阻,型号为10K471,当保护器输人端输人470 V以上的电压时,MYD即被击穿短路,使回路中熔断器熔断,从而保护电气设备不受损坏,这也是该型保护器必须安装在开启式负荷开关之后的主要原因。零序电流互感器(TO)中的二次绕组L4和R1、R2、C1、D1组成漏电信号检测整形回路。SCR(晶闸管)、D2、D3、D4、D5、K1组成S的驱动电路。TO中的绕组L3和SB、 R3组成试验回路,当按下SB时,电压经相线→L3→SB→R3→中性线构成回路,二次绕组L4两端有感应电压输出,SCR被触发导通,脱扣继电器K1通电吸合,S跳闸,表示保护器工作基本正常,否则应检修或更换。脱扣继电器K1的吸合路径如下:相线→K1→D2→SCR→D5一中性线,或中性线→D4→SCR→D3→K1→相线。正常使用时,因零序电流互感器To中的主绕组L1和L2匝数相等,绕向相反,产生的磁场互相抵消,检测绕组L4两端无感应电压输出,队为0v,脱扣式继电器K1不动作。当保护器的出线线路或负载漏电时,绕组L1和L2中通过的电流不再相等,二次绕组L4两端有感应电压队输出,当队大于0.7 V时,晶闸管SCR被触发导通,脱扣继电器K1通电吸合,S跳闸,设备人身安全得到保护。
2 故障检修
DZL 18-20F/1型保护器的故障分机械故障和电气故障两种。
在不通电的情况下,保护器的手柄合不上;或者在通电的情况下,在按下试验按钮SB时,能听到脱扣式继电器K1吸合的“哒”声,但手柄拉不下来;以及接线端子接触不良等,这些都是机械故障的范畴。这些故
障有的是由于跳扣受力变形需要调整,有的是需要保养润滑,有的是螺丝需要拧紧,都比较容易检查发现处理,这里不作介绍。下面主要介绍电气故障的检修方法。
(1)短路故障。合上S即烧熔断器。遇到这种故障首先用分割法判断故障的部位。若断开保护器的负载侧线路后故障依旧,便是保护器本身短路,通常是压敏电阻MYD被击穿不能恢复所致。静态检测保护器的电源侧或负载侧的电阻值为零就可判断,更换同型号的压敏电阻即可。
(2)电气滑扣故障。保护器在静态时手柄能合上,而在通电状态下合不上,主要原因是电路中脱扣继电器K1通电动作。其故障判断方法如下:首先断开保护器的负载线路,若能合上手柄则说明是线路设备漏电所致,若断开保护器的负载线路后手柄仍然合不上,则是保护器损坏所致,应按如下步骤进行检修。
拆下保护器,用万用表R×1 kΩ挡测量负载侧两端电阻值,若为3.9 kΩ左右,一般为试验按钮开关SB粘连或者是按下后未恢复原位所致,应拆开处理修复;若负载侧两端电阻阻值为20 kΩ左右,同时按下试验按钮阻值下降,说明试验电路工作正常,是SCR击穿短路;若负载侧两端电阻阻值小于20 kΩ,大于50Ω,则说明SCR击穿短路的同时,D2、 D5或D3、 D4也有击穿短路;若负载侧两端电阻阻值等于50Ω则为电路板中A、 K两点间短路所致。若用R×1 kΩ挡在负载侧两端测不出阻值而将万用表置于R×10 kΩ挡测量的阻值大于150 kΩ,则说明SCR漏电。此时应打开保护器上盖,取出电路板,测量D2 、 D3 、 D4 、 D5的正反向电阻,并确认完好后断开SCR控制极G,若通电试验仍然跳闸,则可以肯定SCR的A、 K极间漏电。实际检修证明D2D5采用1N4007二极管,损坏不多见,而厂家普遍使用的SCR参数为1 A 400 V,耐压偏低,电气滑扣故障多为SCR的A、 K极间漏电或击穿所致,建议检修时换用1 A 600 V的产品。若负载侧两端的阻值为无穷大,则电气滑扣故障是因C1虚焊或开路,抗干扰性能变差引起,应重新焊好或更换。
(3)电气不脱扣故障。在通电情况下,按下试验按钮SB,能听到脱扣线圈吸合“哒”的声音,但手柄不会下滑动作,则说明是机械故障;在通电情况下,按下试验按钮SB听不到脱扣线圈吸合时“哒”的声音则为电气故障。通电按下按钮SB,测U为0.7 V左右,则说明试验电路取样线圈正常,若UL低于0.7 V较多或为0、而114的阻值为20Ω左右,则是试验按钮SB的接触电阻变大,或R,阻值变大或L。开路,这些都可以用前述的测量方法确定。若L4的阻值远小于20 Ω,则说明L4局部有短路,造成检测电压低于0.7 V,若队为0.7 V而保护器仍不跳闸,可以在保护器通电的情况下,将万用表置于R×1挡,红笔接晶闸管的K极,黑笔瞬间碰触其G极,若保护器动作跳闸,则说明故障在检测信号整形电路,断电用万用表检测R1、R2、C1、D,及线路即可找到故障点。