打开我们家里的配电箱,从里面的一排开关身上仔细看,能够找到印有字母“T”的按钮。按钮旁边还有个指向它的箭头,箭头的另一端写着一行小字“每月按一次”。
带有这个按钮的开关,就是漏电开关了;这个按钮,叫作“试验按钮”。那么试验按钮究竟有什么用呢?为什么要每个月按一次呢?按下之后又会发生什么呢?这一切,都要从漏电开关说起。
漏电开关的作用漏电开关,全名叫“漏电保护开关”。顾名思义,就是在漏电的时候提供保护的开关。它除了能像普通开关一样,控制电路的通断以外,还能在关键时刻避免我们触电。
那它是如何提供保护的呢?很简单:直接切断电路,也就是俗称的“跳闸”,这个过程的学名,叫“脱扣”。在漏电发生后,漏电开关会第一时间察觉到,然后切断电路,避免触电。
漏电开关的原理
那漏电开关又是如何察觉到漏电的呢?原理同样简单:通过对比零火线上的电流差值。
我们都知道,一条电路若想通电,就必须成为一个环(回路),让电流在这个环里经过。这个环里有两条路,一条路叫“火线”(“相线”),另一条路叫“零线”(“中性线”)。
电流可能从火线进,从零线出;也有可能从零线进,从火线出。但是无论它选择哪条路线,进去和出来的电流的量都必须是一样的。如果不一样,就证明有电流从其它地方出去了——也就是漏电了。
漏电开关就是这样,一直检测零线和火线上的电流大小,当两条线路上的电流不相同的时候,就会判定为漏电,然后跳闸。
漏电开关的结构那漏电开关又是如何检测零线和火线上的电流大小的呢?这里用到了一个组件,叫作“电流互感器”。它有点像电流表,但是测出来的数据并不会直接显示出来,而是通过线路将数据传输给下一个组件。
现在知道了电流的大小,漏电开关又是如何分析数据的呢?依然是一个组件,叫“控制线路板”(“比较运算放大器”)。它会进行简单的计算,比如对比电流互感器所测得的数据。当控制线路板认为数据正常的时候不会有任何动作;当控制线路板认为数据不正常(零火线上的电流产生差值)的时候,就会向下一个组件传输信号。
下一个组件,就是漏电开关提供保护动作的部件——漏电开关是如何自动跳闸的呢?这个东西叫“脱扣器”(“动作继电器”)。本质上是一个电磁铁,平时不通电,也没有磁性。当接收到控制线路板的信号后,脱扣器通电,然后利用磁性把连接着开关手柄的杠杆拉下来。
试验按钮的作用现在我们知道了,漏电开关里面的三个主要结构,每一个都至关重要。任何一个出了故障,都无法继续起到保护的作用。但是这些结构都封在里面,我们怎么知道它们是不是依然完好呢?试验按钮,就是检测这项功能的。
按下试验按钮后,在漏电开关内部会模拟漏电。所以正常情况下,按下试验按钮,漏电开关就会跳闸,这个时候我们只要重新合闸就行了。如果按下试验按钮后漏电开关没有跳闸,就证明开关已经失去保护能力了,需要更换新的开关。
之所以要我们“每月按一次”,就是为了及时发现问题并更换开关,以免在漏电发生后傻眼——和消防设备、电梯的定期检修的意思差不多。
试验按钮的原理最后一个问题:试验按钮是如何模拟漏电的呢?答案是人为影响电流互感器的测试结果。先看一下下面这个电路图▼
试验按钮的一端连接着火线,另一端连接着零线,中间是电流互感器。按下试验按钮后,整个按钮回路通电。但是在按钮这个回路中,只有流经火线的电流能够被电流互感器检测到,零线上的电流则是绕过了电流互感器。
这样一来,电流互感器就获得了一组零火线有差值的数据——与漏电时的电流相似,触发漏电开关的保护机制。
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