剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的功能和應(yīng)用

0前言

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

1定義和組成

剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置是指電路中帶電導(dǎo)體對(duì)地故障所產(chǎn)生的剩余電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能夠自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的保護(hù)裝置。它主要由檢測(cè)元件(零序電流互感器)、中間環(huán)節(jié)(包括放大器、比較器、脫扣器等)、執(zhí)行元件(主開(kāi)關(guān))以及試驗(yàn)元件等幾個(gè)部分組成。

2保護(hù)裝置的功能

2．1對(duì)直接接觸電擊故障的保護(hù)

在直接接觸電擊事故的防護(hù)中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護(hù)措施的補(bǔ)充保護(hù)措施。因?yàn)橹苯咏佑|故障，主要靠主保護(hù)的過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作機(jī)理來(lái)看，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置不包括相與相、相與N線(xiàn)間形成的直接接觸電擊事故的保護(hù)。

2．2對(duì)間接接觸電擊事故的防護(hù)

間接接觸電擊事故防護(hù)的主要措施是采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)方式，以防止由于電氣設(shè)備絕緣損壞發(fā)生接地故障時(shí)，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體持續(xù)帶有危險(xiǎn)電壓而產(chǎn)生電擊事故或電氣設(shè)備損壞事故。因?yàn)楫?dāng)電路發(fā)生絕緣損壞造成接地故障時(shí)，往往由于故障電流較小，不至于使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，此時(shí)，應(yīng)安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置。

2．3對(duì)電氣火災(zāi)的防護(hù)

當(dāng)電氣設(shè)備和線(xiàn)路因絕緣損壞而形成接地故障引起火災(zāi)時(shí)，所裝設(shè)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置當(dāng)接地故障電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，應(yīng)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)或自動(dòng)切斷電源。目前新修訂的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016—2006中l1．2．7條和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045．95(2005年版)中的9．5節(jié)均對(duì)此有相應(yīng)的要求。按照要求，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的探測(cè)器不僅包括剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，而且還包括測(cè)溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。

3保護(hù)裝置的分類(lèi)

3．1按照動(dòng)作方式分類(lèi)

3．1．1電磁式剩余電流動(dòng)作保護(hù)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(lì)剩余電流脫扣器，其動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓無(wú)關(guān)。

3．1．2電子式剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個(gè)電子放大器，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過(guò)電子線(xiàn)路放大后再激勵(lì)剩余電流脫扣器，其動(dòng)作功能與線(xiàn)路電壓有關(guān)。按照新的國(guó)標(biāo)規(guī)定，電子式剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置根據(jù)電子元器件有效工作壽命的要求，工作年限一般為6年。超過(guò)規(guī)定年限，應(yīng)進(jìn)行全面檢測(cè)。

3．2按照剩余電流產(chǎn)生的種類(lèi)區(qū)別

3．2．1AC型剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置對(duì)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(hù)裝置。

3．2．2A型剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置對(duì)突然施加或緩慢上升的剩余正弦交流電流和剩余脈動(dòng)直流電流能確保脫扣的剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置。

4設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

4．1對(duì)接線(xiàn)方式的忽視

在很多工程中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)均與接線(xiàn)有關(guān)。其實(shí)，只要掌握一個(gè)原則即可，那就是：在正常情況下，流過(guò)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置主回路電流瞬時(shí)值的矢量和為零。對(duì)于TT系統(tǒng)、TN—S系統(tǒng)不太會(huì)出錯(cuò)；對(duì)于TN—C—S系統(tǒng)，剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置只允許使用在N線(xiàn)與PE線(xiàn)分開(kāi)后的部分；對(duì)于TN—C系統(tǒng)，是不能直接使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的，將系統(tǒng)改造為TN—C—S系統(tǒng)或局部TT系統(tǒng)后才可以使用。剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置負(fù)荷側(cè)的N線(xiàn)，只能作為中性線(xiàn)，不得與其他回路共用，且不能重復(fù)接地。TN—C系統(tǒng)的配電線(xiàn)路因運(yùn)行需要，在N線(xiàn)有重復(fù)接地時(shí)，不應(yīng)將剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置作為線(xiàn)路電源端保護(hù)。

4．2對(duì)分級(jí)保護(hù)設(shè)置不當(dāng)

在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，通常是根據(jù)防火分區(qū)或設(shè)備供電的重要性來(lái)設(shè)置保護(hù)范圍的。配電系統(tǒng)為了縮小發(fā)生接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍，要求剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置采用分級(jí)保護(hù)，通常為二到三級(jí)。經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是上下級(jí)在動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間上不能相互協(xié)調(diào)配合。動(dòng)作電流值的協(xié)調(diào)比較容易實(shí)現(xiàn)，而在時(shí)間配合上，應(yīng)使上一級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間大于下一級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間，且上下級(jí)剩余

電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間差不得小于0．2s。

4．3對(duì)正常泄漏電流值預(yù)估不足

工程中有時(shí)會(huì)發(fā)生在正常運(yùn)行情況下剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置突然跳閘的現(xiàn)象，而此時(shí)的線(xiàn)路和設(shè)備又沒(méi)有出現(xiàn)異常的情況。此時(shí)，就要考慮線(xiàn)路和設(shè)備在運(yùn)行時(shí)固有的瀉放電流所帶來(lái)的影響。如果固有的瀉放電流值大于剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的設(shè)定值，就有可能出現(xiàn)誤動(dòng)。還有一種情況是，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)考慮了正常的固有瀉放電流，且沒(méi)有大于剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的設(shè)定值，但還是發(fā)生了誤動(dòng)。其實(shí)，這是對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的額定剩余不

動(dòng)作電流值設(shè)定的不了解。按照規(guī)定，選用的剩余電流保護(hù)裝置的額定不動(dòng)作電流，應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線(xiàn)路和設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流大值的2倍。換句話(huà)來(lái)說(shuō)，即：當(dāng)被保護(hù)電氣線(xiàn)路和設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)泄漏電流大值大于剩余電流保護(hù)裝置的額定不動(dòng)作電流的1／2時(shí)，就有可能導(dǎo)致剩余電流保護(hù)裝置的動(dòng)作。

4．4對(duì)使用場(chǎng)所和電氣環(huán)境的認(rèn)識(shí)不足

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

4．5對(duì)所保護(hù)對(duì)象的重要性認(rèn)識(shí)不足

從對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的定義來(lái)看，其作用是兩個(gè)：一是能夠自動(dòng)切斷電源，二是能夠報(bào)警。對(duì)于因停電造成重大經(jīng)濟(jì)損失及不良社會(huì)影響的電氣設(shè)備和場(chǎng)所，應(yīng)設(shè)置報(bào)警式剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，不應(yīng)簡(jiǎn)單地直接切斷電源。

4．6對(duì)何種場(chǎng)所和設(shè)備裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置認(rèn)識(shí)不足

目前，不論是相關(guān)的低壓配電規(guī)范還是防火規(guī)范，對(duì)安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的設(shè)備和場(chǎng)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(lái)看，要求安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的使用范圍在逐步擴(kuò)大。因?yàn)殡S著人民生活水平的提高，對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)的重視程度也提高；同時(shí)，隨著裝置成本的降低，多使用一些也是無(wú)可厚非的。但也不能濫用，例如，對(duì)于安全低電壓供電的電氣設(shè)備、一般環(huán)境下使用的Ⅱ類(lèi)電氣設(shè)備、隔離變壓器二次側(cè)不接地系統(tǒng)供電的電氣設(shè)備及非導(dǎo)電場(chǎng)所的電氣設(shè)備，是不需要裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的。

5安科瑞ASJ系列產(chǎn)品介紹

安科瑞ASJ系列剩余電流動(dòng)作繼電器和多回路剩余電流監(jiān)測(cè)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(hù)裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統(tǒng)配電線(xiàn)路，用來(lái)對(duì)電氣線(xiàn)路進(jìn)行接地故障保護(hù)，防止接地故障電流引起的設(shè)備損壞和電氣火災(zāi)事故，也可用來(lái)對(duì)人身觸電危險(xiǎn)提供間接接觸保護(hù)。

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測(cè)儀

5.1功能介紹

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器具有以下功能：A型或者AC型剩余電流測(cè)量，剩余電流越限報(bào)警指示，額定剩余動(dòng)作電流可設(shè)定，極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間可設(shè)定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠(yuǎn)程“測(cè)試"、“復(fù)位"功能；

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測(cè)儀具有以下功能：16路剩余電流監(jiān)測(cè)，1路預(yù)警繼電器輸出，16路報(bào)警繼電器輸出，2路DI輸入，自動(dòng)重合閘功能，遠(yuǎn)程通訊功能，遠(yuǎn)程分合閘功能。

5.2技術(shù)指標(biāo)

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器技術(shù)指標(biāo)

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測(cè)儀技術(shù)指標(biāo)

5.3選用說(shuō)明

剩余電流動(dòng)作繼電器在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意低壓系統(tǒng)的接線(xiàn)型式。

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

實(shí)際應(yīng)如圖所示，互感器安裝在主回路或者支路上，通過(guò)測(cè)量剩余電流判斷是否驅(qū)動(dòng)斷路器動(dòng)作。

ASJ10/20剩余電流繼電器典型應(yīng)用

ASJ60剩余電流監(jiān)測(cè)儀典型應(yīng)用

5.4注意事項(xiàng)

當(dāng)采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）作為電擊防護(hù)附加防護(hù)措施時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

·       額定剩余電流動(dòng)作值不應(yīng)大于30mA；

·       額定電流不超過(guò)32A的下列回路應(yīng)裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）：

·       供一般人員使用的電源插座回路；

·       室內(nèi)移動(dòng)電氣設(shè)備；

·       人員可觸及的室外電氣設(shè)備。

·       剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）不應(yīng)作為的保護(hù)措施；

·       采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）時(shí)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)接地導(dǎo)體（PE）。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，只要我們認(rèn)識(shí)了剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作原理，做到合理配置、正確選型，那么，相信這些措施的實(shí)施就會(huì)對(duì)保護(hù)人民生命安全和設(shè)備的安全運(yùn)行起到積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.06版