家庭电路漏电演示器

黄平安

1 漏电保护器简介

漏电保护器在电路中应用很广泛。漏电是指流入的电流和流出的电流不等，电路回路中有火线和零线以外的分支，可能是电流通过人体或某用电器外壳等进入大地。漏电保护器接入端有“火”、“零”2根线。如果“火”和“零”线流过的电流不等，那么互感器（感应线圈）就会识别微小差别，并通过漏电脱扣器的控制作用，迅速切断主开关（跳闸）。一般民用住宅的漏电保护器设计的漏电电流不大于30 mA，30 mA的数值是结合人体的电阻和电击电压计算出来的，分断时间不大于0.1 s。

2 自制家庭电路漏电演示器

自制教具“家庭电路漏电演示器”主要用来模拟电路漏电的保护作用。所用器材有：漏电保护器1个，白炽灯泡2只，开关1个，两孔插座1个，两孔插头3个，导线适量。这些器材从学校后勤或五金商店容易得到。

“家庭电路漏电演示器”制作很简单，如图1所示，把漏电保护器按说明书正确接入电路，图中虚线框内为漏电保护器结构简图，漏电保护器左边为交流电220 V输入，输入处接两孔插头，方便接入家庭电路中。漏电保护器右边为交流电220 V输出，用1个带开关的灯泡和1个两孔插座表示“家庭电路”，图中上面的粗线代表火线，下面的细线代表零线。将缠绕在一起的两根导线拆开，分别接在1个插头的1个金属片上（用2个插头，每个插头只用1个金属片），两根导线的另一端接在灯泡的灯头上，如图1所示。

将“家庭电路漏电演示器”接入家庭电路，如图2所示。注意上“火”下“零”，闭合漏电保护器的主开关，闭合“家庭电路”中灯泡所在支路的开关S，灯泡正常工作，此时流过互感器中火线和零线上的电流相等，即I1=I2，漏电脱扣器保持“静止”状态，主开关保持闭合状态，电路正常工作。

用实验开关检验漏电保护器的动作性能。闭合漏电保护器的主开关，闭合试验开关，图2中互感器中火线上电流I1=0，互感器中零线上的电流与互感器外实验电路的电流相等，即I2=I3，此时I1≠I2，差值小于30 mA，漏电脱扣器发挥作用，自动断开漏电保护器上的主开关，切断了电路。再按下漏电指示（复位）按钮后，就可以合上漏电保护器的主开关了，“家庭电路”恢复正常。漏电保护器上有每月按1次的提示，就是用来检验漏电保护器的动作灵敏度。

3 模拟演示漏电

闭合漏电保护器的主开关，分别把图1中两插头上的金属片接在“家庭电路”火线孔和“家庭电路”以外的零线孔，如图3所示。此时的电路中的

电流只经过了火线，没有经过零线，即I2=0，I1=I4。此时I1≠I2，差值小于30 mA，漏电脱扣器发挥作用，断开漏电保护器上的主开关（接在“家庭电路”零线孔和“家庭电路”以外的火线孔，漏电保护器也能自动断开），有效地防止了漏电。在安全措施有保护的前提下，可以把图1中一个插头上的金属片接在“家庭电路”火线孔上，另一个插头接在大地上，也构成了漏电，漏电保护器也会有保护动作。

常见的漏电情况是人体触电和电器设备的漏电。如图4所示，假设人体在大地上间接接触到火线构成通路，此时电路中的电流只经过了火线，没有经过零线，即I2=0，I1=I5，此时I1≠I2，差值小于30 mA，漏电脱扣器发挥作用，断开漏电保护器上的主开关，起到保护作用。排除故障后，按下复位按钮，合上主开关，家庭电路恢复正常。为安全考虑，不要用人体进行类似如图4所示的实验。