GB16917.1-2014最新标准开始推广三相取电的线路板,总的来说就是任意两相之间取电的话线路板都应该能够正常工作,所以市面上的3P产品大部分采用三组二极管构成的整流桥进行整流,3P+N和4P的产品就需要四组二极管进行全桥整流。无论是3P或者3P+N还是4P的产品,脱扣器线圈只能放在整流桥之后,这一点是跟原来的单相取电的线路板最大的区别,下图是单相取电漏电断路器的线路板,可以看到TR线圈放在整流桥之前,这样做的好处:一方面线圈承载的是交流线圈,相较于直流线圈匝数可以做的少;另外线圈本身是电感(通直流隔交流),对漏电断路器产品做EMC试验尤其是雷击浪涌和电快速瞬变脉冲群试验有好处(因为这两个试验都是产生瞬间高压,这个时候电感起到非常大的阻抗作用)。

谈谈最新漏电断路器国标对产品设计的影响

对于三相取电的漏电线路板,其部分原理图如下所示:

谈谈最新漏电断路器国标对产品设计的影响我们考虑一个极端情况,假设某个二极管反向击穿了如D3,这个时候A相和C相之间通过二极管D1就短路了,因为脱扣器线圈在整流桥之后,此时A相和C相之间没有任何负载(对于单相取电的线路板情况就不一样了,因为脱扣器线圈在整流桥之前,即使某个二极管反向击穿导致L和N短路,由于此时L和N之间串联了一个线圈,此时线圈马上烧掉,那么L和N可能就断路了),那么A相和C相就是一直短路。不过漏电断路器RCBO由空开MCB(下图左边)加上漏电脱扣器RCCB(下图右边)构成,3P或者3P+N或者4P也是这样的构成,空开和脱扣器之间的导线是很短的,理论上即使脱扣器这边发生了相间短路,空开部分也会马上跳闸。实际设计的时候为了尽可能的避免整流二极管的击穿,对于三相取电的线路板整流二极管反向耐压通常选择2000V。

谈谈最新漏电断路器国标对产品设计的影响压敏电阻的选择

讲三相取电压敏电阻的选择前,我们有必要清楚什么是三相电。以50Hz为例三相电的波形图如下:

谈谈最新漏电断路器国标对产品设计的影响从波形图可以看出,三相电每相的频率和幅值相同,每相之间的相位偏差120°。我们以A相为参照,可以很直观的看到一个周期20ms内,会出现6次任意两相之间的电压差值最大这种情况,而且这个差值是峰值的1.5倍。如果单相的有效值是220V,那么任意两相之间的电压最大差值是1.5*220*根号2=467V。如果电网电压偏高,那么这个差值就达到500V以上了。如果相间的压敏电阻压敏电压选低了比如471(电压超过470V时压敏电阻瞬间击穿保护后端设备),那么因为一个周期20ms内有6次任意两相之间的电压差值达到467V以上,也就是说压敏电阻平均每3ms就导通一次紧接着马上变成高阻状态,反反复复,这样对压敏电阻的使用寿命影响非常大。一般交流电源部分压敏电阻的压敏电压选择,一般需要峰值电压乘以1.5倍~2倍的系数,这也是为什么市面上大部分漏电断路器,单相取电的压敏电阻选择14K471,而三相取电的压敏电阻选择14K821的原因。电压选的太高一方面浪费成本另一方面该起保护作用时根本起不到保护作用;压敏电压选低了就影响使用寿命。

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