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剩余電流動作保護裝置的功能和應用

更新時間:2024-07-02      點擊次數(shù):678

0前言

隨著人民生活水平的不斷提高,各種為滿足人們生活和工作舒適、方便的電氣設備越來越多地出現(xiàn)在現(xiàn)實生活和工作當中。同時,用電的安全隱患也伴隨而來。為了減少人身觸電和火災事故的發(fā)生,陸續(xù)出臺了一系列的規(guī)范和措施。其中,剩余電流動作保護裝置的應用就是一個非常有效可靠的技術手段。

1定義和組成

剩余電流動作保護裝置是指電路中帶電導體對地故障所產(chǎn)生的剩余電流超過規(guī)定值時,能夠自動切斷電源或報警的保護裝置。它主要由檢測元(零序電流互感)、中間環(huán)節(jié)(包括放大器、比較器、脫扣器)、執(zhí)行元(主開)以及試驗元件等幾個部分組成。

2保護裝置的功能

21對直接接觸電擊故障的保護

在直接接觸電擊事故的防護中,剩余電流動作保護裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護措施的補充保護措施。因為直接接觸故障,主要靠主保護的過負荷和短路保護來實現(xiàn)。從剩余電流動作保護裝置的動作機理來看,剩余電流動作保護裝置不包括相與相、相N線間形成的直接接觸電擊事故的保護。

22對間接接觸電擊事故的防護

間接接觸電擊事故防護的主要措施是采用自動切斷電源的保護方式,以防止由于電氣設備絕緣損壞發(fā)生接地故障時,電氣設備的外露可接近導體持續(xù)帶有危險電壓而產(chǎn)生電擊事故或電氣設備損壞事故。因為當電路發(fā)生絕緣損壞造成接地故障時,往往由于故障電流較小,不至于使過電流保護裝置動作,此時,應安裝剩余電流動作保護裝置。

23對電氣火災的防護

當電氣設備和線路因絕緣損壞而形成接地故障引起火災時,所裝設的剩余電流動作保護裝置當接地故障電流超過預定值時,應能發(fā)出報警信號或自動切斷電源。目前新修訂的《建筑設計防火規(guī)范GB500162006l127條和《高層民用建筑設計防火規(guī)范GB5004595(2005)95節(jié)均對此有相應的要求。按照要求,電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)的探測器不僅包括剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器,而且還包括測溫式電氣火災監(jiān)控探測器。

3保護裝置的分類

31按照動作方式分類

311電磁式剩余電流動作保護裝置零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大直接激勵剩余電流脫扣器,其動作功能與線路電壓無關。

312電子式剩余電流動作保護裝置零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個電子放大器,互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過電子線路放大后再激勵剩余電流脫扣器,其動作功能與線路電壓有關。按照新的國標規(guī)定,電子式剩余電流動作保護裝置根據(jù)電子元器件有效工作壽命的要求,工作年限一般6年。超過規(guī)定年限,應進行全面檢測。

32按照剩余電流產(chǎn)生的種類區(qū)別

321AC型剩余電流動作保護裝置對突然施加或緩慢上升的剩余正弦交流電流能確保脫扣的剩余電流保護裝置。

322A型剩余電流動作保護裝置對突然施加或緩慢上升的剩余正弦交流電流和剩余脈動直流電流能確保脫扣的剩余電流動作保護裝置。

4設計中存在的問題

41對接線方式的忽視

在很多工程中,剩余電流動作保護裝置發(fā)生誤動均與接線有關。其實,只要掌握一個原則即可,那就是:在正常情況下,流過剩余電流動作保護裝置主回路電流瞬時值的矢量和為零。對TT系統(tǒng)、TNS系統(tǒng)不太會出錯;對TNCS系統(tǒng),剩余電流動作保護裝置只允許使用NPE線分開后的部分;對TNC系統(tǒng),是不能直接使用剩余電流動作保護裝置的,將系統(tǒng)改造TNCS系統(tǒng)或局TT系統(tǒng)后才可以使用。剩余電流動作保護裝置負荷側N線,只能作為中性線,不得與其他回路共用,且不能重復接地。TNC系統(tǒng)的配電線路因運行需要,N線有重復接地時,不應將剩余電流動作保護裝置作為線路電源端保護。

42對分級保護設置不當

在電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)中,通常是根據(jù)防火分區(qū)或設備供電的重要性來設置保護范圍的。配電系統(tǒng)為了縮小發(fā)生接地故障切斷電源時引起的停電范圍,要求剩余電流動作保護裝置采用分級保護,通常為二到三級。經(jīng)常出現(xiàn)的問題是上下級在動作電流值和動作時間上不能相互協(xié)調(diào)配合。動作電流值的協(xié)調(diào)比較容易實現(xiàn),而在時間配合上,應使上一級剩余電流動作保護裝置的極限不驅(qū)動時間大于下一級剩余電流動作保護裝置的動作時間,且上下級剩余

電流動作保護裝置的動作時間差不得小02s。

43對正常泄漏電流值預估不足

工程中有時會發(fā)生在正常運行情況下剩余電流動作保護裝置突然跳閘的現(xiàn)象,而此時的線路和設備又沒有出現(xiàn)異常的情況。此時,就要考慮線路和設備在運行時固有的瀉放電流所帶來的影響。如果固有的瀉放電流值大于剩余電流動作保護裝置的設定值,就有可能出現(xiàn)誤動。還有一種情況是,設計人員已經(jīng)考慮了正常的固有瀉放電流,且沒有大于剩余電流動作保護裝置的設定值,但還是發(fā)生了誤動。其實,這是對剩余電流動作保護裝置的額定剩余不

動作電流值設定的不了解。按照規(guī)定,選用的剩余電流保護裝置的額定不動作電流,應不小于被保護電氣線路和設備正常運行時泄漏電流大值2倍。換句話來說,即:當被保護電氣線路和設備正常運行時泄漏電流大值大于剩余電流保護裝置的額定不動作電流12時,就有可能導致剩余電流保護裝置的動作。

44對使用場所和電氣環(huán)境的認識不足

對于電源電壓偏差較大的場所和在高溫或特低溫環(huán)境使用時,應選用電磁式剩余電流動作保護裝置,不應選用受上述因素影響較大的電子型剩余電流動作保護裝置。對有可能產(chǎn)生直流脈動剩余電流的場(如應用電子元器件較多的電氣設)應選A型剩余電流動作保護裝置,而不要選用通常AC型剩余電流動作保護裝置,以免起不到保護的作用。

45對所保護對象的重要性認識不足

從對剩余電流動作保護裝置的定義來看,其作用是兩個:一是能夠自動切斷電源,二是能夠報警。對于因停電造成重大經(jīng)濟損失及不良社會影響的電氣設備和場所,應設置報警式剩余電流動作保護裝置,不應簡單地直接切斷電源。

46對何種場所和設備裝設剩余電流動作保護裝置認識不足

目前,不論是相關的低壓配電規(guī)范還是防火規(guī)范,對安裝剩余電流動作保護裝置的設備和場所有了具體的規(guī)定,盡管規(guī)范之間的措辭不盡相同,但從近頒布的規(guī)范來看,要求安裝剩余電流動作保護裝置的使用范圍在逐步擴大。因為隨著人民生活水平的提高,對人民生命和財產(chǎn)的重視程度也提高;同時,隨著裝置成本的降低,多使用一些也是無可厚非的。但也不能濫用,例如,對于安全低電壓供電的電氣設備、一般環(huán)境下使用類電氣設備、隔離變壓器二次側不接地系統(tǒng)供電的電氣設備及非導電場所的電氣設備,是不需要裝設剩余電流動作保護裝置的。

5安科ASJ系列產(chǎn)品介紹

安科ASJ系列剩余電流動作繼電器和多回路剩余電流監(jiān)測儀可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護裝置,主要適用于交50Hz,額定電400V及以下TTTN系統(tǒng)配電線路,用來對電氣線路進行接地故障保護,防止接地故障電流引起的設備損壞和電氣火災事故,也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護。

img1img2img3 

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器

img4img5 

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀

5.1功能介紹

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器具有以下功能A型或AC型剩余電流測量,剩余電流越限報警指示,額定剩余動作電流可設定,極限不驅(qū)動時間可設定,兩組繼電器輸出,具有就地,遠""功能;

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀具有以下功能16路剩余電流監(jiān)測,1路預警繼電器輸出16路報警繼電器輸出,2DI輸入,自動重合閘功能,遠程通訊功能,遠程分合閘功能。

5.2技術指標

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器技術指標

項目

指標

AC

A

輔助電源

電壓

AC110/220V±10%

AC/DC85~270V

 

功耗

<5W

<5W

 

輸入

額定剩余動作

In

0.03、0.10.3、0.5(A)

0.030.05、0.1、0.3、0.51、3、5、1030(A)

 

極限不驅(qū)動時t

0.1、0.5(s)

00.06、0.1、0.2、0.30.5、0.81、410(s)

 

額定剩余不動作

Ino

50%In

50%In

動作特性

AC正弦交流電流

AC正弦交流電流、

脈動直流電流

頻率

50Hz±5Hz

50Hz±5Hz

動作誤差

-20%~-10%In

-20%~-10%In

輸出

輸出方式

一組常開、一組轉(zhuǎn)換

一組常閉或常開、一組轉(zhuǎn)換

觸點容量

5A250VAC

5A30VDC

AL1:8A250VAC;5A30VDC

AL2:6A250VAC;5A30VDC

復位方式

就地、遠程

就地、遠程、自動

環(huán)境

工作溫度

運行溫度-20~+55,存儲溫度-30~+70

工作濕度

95%RH,不結露,無腐蝕性氣體場所

海拔高度

2000m

污染等級

3

安裝類別

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀技術指標

項目

指標

電源

電壓范圍

AC/DC85V~265V

大功耗

10VA

輸入

大測量支路數(shù)

16

剩余電流測量范圍

1mA~30A

額定剩余動作電In

1mA~30A連續(xù)可調(diào)

動作特性

AC正弦交流電流及脈動直流電流

頻率

50Hz±5Hz

動作延時

0~10s可設

開關量

2路無源干接點輸入

輸出

輸出方式

1路水浸報警繼電器(常開)

16路剩余電流報警繼電器(常開)

觸點容量

AC250V/3ADC30V/3A

重合閘

次數(shù)

0~99連續(xù)可設

間隔時間

0~999秒連續(xù)可設

通訊

1

RS485通訊,Modbus-RTU協(xié)議

2(可選)

4G無線通訊

環(huán)境要求

溫度

工作溫度-10~55,存儲溫度-30~70

濕度

95%,不結露

海拔

2500m

平均工作時間

50000小時

5.3選用說明

剩余電流動作繼電器在應用時應注意低壓系統(tǒng)的接線型式。

系統(tǒng)形式

系統(tǒng)接線

說明

TT系統(tǒng)

img6 

ASJ。因為當發(fā)生單相接地故障時,故障電流很小,且較難估計,達不到開關的動作電流,外殼上將出現(xiàn)危險電壓。

TN-S系統(tǒng)

img7 

可采ASJ。更快速靈敏切斷故障,以提高安全可靠性,此PE線不得穿過互感器,N線穿互感器,且不得重復接地。

其余接線型式需要改造成以上兩種型式使用,防止出線誤動作或者不動作的情況。剩余電流互感器的選擇應根據(jù)主回路的額定電流為參考選擇,

型號

孔徑

主回路額定電流

變比

AKH-0.66L45

45mm

80A

1A:1mA

AKH-0.66L80

80mm

250A

1A:1mA

AKH-0.66L100

100mm

400A

1A:1mA

AKH-0.66L150

150mm

630A

1A:1mA

AKH-0.66L200

200mm

1000A

1A:1mA

AKH-0.66L-260*100II

265*104mm

1000A

1A:1mA

實際應如圖所示,互感器安裝在主回路或者支路上,通過測量剩余電流判斷是否驅(qū)動斷路器動作。

img8 

ASJ10/20剩余電流繼電器典型應用

img9 

ASJ60剩余電流監(jiān)測儀典型應用

5.4注意事項

當采用剩余電流動作保護器RCD)作為電擊防護附加防護措施時,應符合下列規(guī)定:

·       額定剩余電流動作值不應大30mA;

·       額定電流不超32A的下列回路應裝設剩余電流動作保護器RCD):

·       供一般人員使用的電源插座回路;

·       室內(nèi)移動電氣設備;

·       人員可觸及的室外電氣設備。

·       剩余電流動作保護器RCD)不應作為的保護措施;

·       采用剩余電流動作保護器RCD)時應裝設保護接地導體PE)。

6結語

綜上所述,只要我們認識了剩余電流動作保護裝置的動作原理,做到合理配置、正確選型,那么,相信這些措施的實施就會對保護人民生命安全和設備的安全運行起到積極的作用。

參考文獻:

[1]GB13955-2005,剩余電流動作保護裝置安裝和運[S]

[2]GB50016-2006,建筑設計防火規(guī)[S]

[3]GB50045-95,高層民用建筑沒計防火規(guī)[S]

[4]張新.剩余電流動作保護裝置的功能和應用

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手.2022.06

 


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