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淺談安科瑞剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

 更新日期:2024-06-26 點(diǎn)擊量:110

【摘要】不同的配電系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的接地型式也存在較大的區(qū)別,這些區(qū)別體現(xiàn)在不同的使用范圍,和具體表現(xiàn)優(yōu)異性上。為了確保接地型式與剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置(RCD)能夠順利完成工作任務(wù),需要相關(guān)人員能夠?qū)Χ喾N不同類型的裝置特點(diǎn)有全面的掌握,并能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,來準(zhǔn)確判斷應(yīng)使用哪種類型的裝置。并且在相關(guān)規(guī)范制度的要求之下,正確完成相關(guān)裝置的安裝作業(yè),保證剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置,在不同的配電系統(tǒng)接地型式環(huán)境下都能夠順利工作,并保證處于正常的使用狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】低壓配電系統(tǒng);接地型式;剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置

0前言

根據(jù)之前的工作經(jīng)驗(yàn),從業(yè)人員已經(jīng)了解到,防護(hù)措施的終效果,實(shí)現(xiàn)程度與配電系統(tǒng)接地型式有很重要的聯(lián)系。在低壓配電系統(tǒng)中安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置即所說的漏電保護(hù)裝置,是防止直接和間接接觸導(dǎo)致觸電事故的有效措施之一,也是防止接地故障導(dǎo)致火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的一種技術(shù)措施。低壓配電系統(tǒng)接地型式按照電力系統(tǒng)與大地間接地方式的不同,分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng),它們對(duì)安裝RCD要求和接線方式都不同。在直接接觸電擊事故的防護(hù)中,剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置只作為事故中基本防護(hù)措施的補(bǔ)充保護(hù)措施;間接觸電事故防護(hù)的主要措施是采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)方式,安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置用于該類防護(hù)時(shí)應(yīng)正確與電網(wǎng)系統(tǒng)接地型式相配合。

1TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)直接接地,引出中性線(N),屬三相四線制系統(tǒng)。該系統(tǒng)大的特點(diǎn)在于設(shè)備外露導(dǎo)電部分的PE線以直接接地的狀態(tài)進(jìn)行連接,并且連接時(shí)采取分別連接的方式,所以各部分之間的工作狀態(tài)互不干擾,同時(shí)和電源端接地點(diǎn)之間不存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于所有接入系統(tǒng)的設(shè)備外殼都是通過獨(dú)立的PE線分別直接接地的,在過程中就不會(huì)出現(xiàn)電磁聯(lián)系,信息傳遞過程不會(huì)受到影響,所以該系統(tǒng)特別適合在精密儀器設(shè)備的環(huán)境中投入使用。杜絕了危險(xiǎn)故障電壓沿PE線傳到其它未發(fā)生故障處。這種供電系統(tǒng)的特點(diǎn)如下:①當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時(shí),由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是,低壓斷路器(自動(dòng)開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電

壓高于安全電壓,屬于危險(xiǎn)電壓。②當(dāng)漏電電流比較小時(shí),即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要RCD作為防觸電的保護(hù)措施,其特點(diǎn)是設(shè)備外殼就近接地。接線方式如圖1。

2IT系統(tǒng)

該系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)與大地間不直接連接,通過電阻接地;電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)接地線與接地極連接。該系統(tǒng)的設(shè)備或線路可以針對(duì)外露的可接觸不同電位的導(dǎo)電部分保護(hù)性安裝RCD。

3TN系統(tǒng)

該系統(tǒng)是電源中性點(diǎn)直接接地,電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。按照中性線(N)和保護(hù)線(PE)的組合方式區(qū)別,又可以分為三種主要類型,分別是TN-C系統(tǒng),TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)。

3.1TN-C。TN-C系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線為一體,為三相四線制,由于在使用過程中,三相負(fù)載分配不均衡,所以會(huì)導(dǎo)致在零線上存在不平衡的電流,電流存在會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)對(duì)地電壓,因此,保護(hù)線所連接的設(shè)備金屬外殼上,會(huì)附帶存在一部分的電壓。如果零線處于斷線狀態(tài)

,則可使保護(hù)接零漏電設(shè)備的外殼帶電;如果電源的相線接觸地面,設(shè)備外殼的電位就會(huì)隨之升高,此時(shí)在中性線上的危險(xiǎn)電位就會(huì)進(jìn)一步的蔓延。TN-C系統(tǒng),干線使用RCD時(shí),零線后面的所有重復(fù)接地,拆除,否則會(huì)導(dǎo)致漏電開關(guān)無法正常開合,而且在任何情況下都需要保證,工作零線不得處于斷線狀態(tài),為了達(dá)成以上目的就需要使用過程中,中性線按規(guī)定重復(fù)接地。后基于TN-C的供電系統(tǒng)特征,只適合在三相負(fù)載基本平衡的狀態(tài)下使用,當(dāng)三相負(fù)荷處于不平衡狀態(tài)或者只有單相用電時(shí),PEN線的電位就會(huì)隨之升高,造成該區(qū)域的電壓要高于安全額度電壓,使得觸電風(fēng)險(xiǎn)增加。

在正常的工作狀態(tài)下,這種電壓只會(huì)維持在幾伏特或幾十伏之間,此時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全電壓限額的,不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常使用造成影響,安全風(fēng)險(xiǎn)也較低。但如果PEN出現(xiàn)了斷線或者短路故障,此時(shí)電壓會(huì)驟升突破安全電壓限額,由于系統(tǒng)內(nèi)所有的PEN線互相之間處于連通狀態(tài),所以,故障電壓會(huì)隨著PEN線向其他區(qū)域進(jìn)行蔓延,會(huì)引起一系列電氣設(shè)備的連帶故障。而且由于系統(tǒng)是采用PEN線作為設(shè)備接地,由于上述安全隱患的存在,一旦出現(xiàn)安全事故。因此TN-C系統(tǒng)安裝RCD,應(yīng)將設(shè)備可導(dǎo)電外殼獨(dú)立接地,形成局部的TT系統(tǒng)或者改造成TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。

3.2TN-S系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,中性線與保護(hù)線之間是處于分開狀態(tài)的,整體呈現(xiàn)三相五線狀態(tài),中性線與PE線只在變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行共同接地,其它區(qū)域全部為分開設(shè)置的,PE線連接的相關(guān)設(shè)備,所有的外殼構(gòu)件,在處于正常工作狀態(tài)時(shí)都是不會(huì)出現(xiàn)帶電情況的。因此該系統(tǒng)也具備較好的使用安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。其內(nèi)部在工作過程中,當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí),在保護(hù)線區(qū)域不會(huì)出現(xiàn)電流存在的情況,只有在零線部分存在少許的不平衡電流,此時(shí)PE線不存在電壓,而所有與PE線相連的設(shè)備構(gòu)件都處于安全狀態(tài)下,此時(shí)零線只是作為單相用電荷載回路,不承擔(dān)更多的電流輸送任務(wù)。保護(hù)線在設(shè)備使用過程中,不允許出現(xiàn)斷線情況,為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,其漏電開關(guān)經(jīng)過專門設(shè)定,確保在一般情況下能夠?qū)瓜鄳?yīng)的干擾,減少出現(xiàn)誤判情況,造成系統(tǒng)斷電。為使系統(tǒng)使用時(shí)安全系數(shù)處于更好的狀態(tài),在干線上需要使用漏電保護(hù)器,同時(shí),所有的零線不能重復(fù)接地,由于PE線在工作狀態(tài)中存在重復(fù)接地的狀態(tài),所以可以在其干線上安裝一定的漏電保護(hù)器,來減少干擾。由于在使用過程中具有較好的安全性和平穩(wěn)性,所以該系統(tǒng)一般應(yīng)用在民用建筑領(lǐng)域居多,在很多工業(yè)領(lǐng)域也涉及到相應(yīng)系統(tǒng)或類似系統(tǒng)的應(yīng)用。由于保護(hù)線和工作零線之間是屬于分開狀態(tài),各自完成相應(yīng)的工作任務(wù),所以只要系統(tǒng)處于正常狀態(tài),就不會(huì)通過負(fù)荷電流,只有在一些區(qū)域發(fā)生接地故障時(shí),才有可能帶電位,因此在正常使用狀態(tài)下不會(huì)對(duì)保護(hù)線以及與其連接的其他設(shè)備產(chǎn)生不必要的電磁干擾,提高了系統(tǒng)的使用平穩(wěn)性,并有助于延伸其他設(shè)備的使用壽命。

3.3TN-C-S系統(tǒng)。該系統(tǒng)整體呈三相四線制,進(jìn)戶后采用三相四線加PE線,其工作特點(diǎn)為工作零線和保護(hù)線之間處于相互連接的狀態(tài),由此會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡電流,所以需要對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行額外的接零保護(hù),使其能夠免于零線電位的影響。如果保護(hù)線上沒有電流存在,該段導(dǎo)線就不會(huì)存在電壓,采用TN-C-S系統(tǒng),可以有效降低電氣設(shè)備外殼對(duì)地的電壓,但是這種電壓只能處于降低和抑制狀態(tài),卻不能的被解除。其具體的大小則取決于負(fù)荷不平衡程度,以及線路自身的長度,當(dāng)電壓荷載越不平衡且線路長度較長時(shí),設(shè)備外殼的對(duì)地電壓偏離程度就會(huì)越發(fā)明顯。在系統(tǒng)中,RCD只允許使用在N線和PE線分開部分,其接線方式如圖2。

4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)配電線路,用來對(duì)電氣線路進(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

4.1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。

4.2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)

項(xiàng)目

指標(biāo)

AC型

A型

輔助電源

電壓

AC110/220V(±10%)

AC/DC85~270V


功耗

<5W

<5W


輸入

額定剩余動(dòng)作

電流In

0.03、0.1、0.3、0.5(A)

0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、30(A)


極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間△t

0.1、0.5(s)

0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s)


額定剩余不動(dòng)作

電流Ino

50%In

50%In

動(dòng)作特性

AC正弦交流電流

AC正弦交流電流、

脈動(dòng)直流電流

頻率

50Hz±5Hz

50Hz±5Hz

動(dòng)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(diǎn)容量

5A250VAC

5A30VDC

AL1:8A250VAC;5A30VDC

AL2:6A250VAC;5A30VDC

復(fù)位方式

就地、遠(yuǎn)程

就地、遠(yuǎn)程、自動(dòng)

環(huán)境

工作溫度

運(yùn)行溫度:-20℃~+55℃,存儲(chǔ)溫度:-30℃~+70℃

工作濕度

≤95%RH,不結(jié)露,無腐蝕性氣體場(chǎng)所

海拔高度

≤2000m

污染等級(jí)

3級(jí)

安裝類別

Ⅲ類

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

項(xiàng)目

指標(biāo)

電源

電壓范圍

AC/DC85V~265V

大功耗

≤10VA

輸入

大測(cè)量支路數(shù)

16路

剩余電流測(cè)量范圍

1mA~30A

額定剩余動(dòng)作電流I△n

1mA~30A連續(xù)可調(diào)

動(dòng)作特性

AC正弦交流電流及脈動(dòng)直流電流

頻率

50Hz±5Hz

動(dòng)作延時(shí)

0~10s可設(shè)

開關(guān)量

2路無源干接點(diǎn)輸入

輸出

輸出方式

1路水浸報(bào)警繼電器(常開)

16路剩余電流報(bào)警繼電器(常開)

觸點(diǎn)容量

AC250V/3ADC30V/3A

重合閘

次數(shù)

0~99連續(xù)可設(shè)

間隔時(shí)間

0~999秒連續(xù)可設(shè)

通訊

方式1

RS485通訊,Modbus-RTU協(xié)議

方式2(可選)

4G無線通訊

環(huán)境要求

溫度

工作溫度:-10℃~55℃,存儲(chǔ)溫度:-30℃~70℃

濕度

≤95%,不結(jié)露

海拔

≤2500m

平均工作時(shí)間

≥50000小時(shí)

4.3選用說明

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)的接線型式。

系統(tǒng)形式

系統(tǒng)接線

說明

TT系統(tǒng)

采用ASJ。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),故障電流很小,且較難估計(jì),達(dá)不到開關(guān)的動(dòng)作電流,外殼上將出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。

TN-S系統(tǒng)

可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障,以提高安全可靠性,此時(shí)PE線不得穿過互感器,N線穿互感器,且不得重復(fù)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(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,

型號(hào)

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(shí)際應(yīng)如圖所示,互感器安裝在主回路或者支路上,通過測(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

4.4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)。

因此,在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)正確掌握保護(hù)技術(shù)及配電系統(tǒng)的特點(diǎn),避免出現(xiàn)在同一電源供電的電氣設(shè)備上,一部分設(shè)備采用保護(hù)接零,另一部分設(shè)備采用保護(hù)接地以及如RCD負(fù)荷側(cè)N線與其它回路共用、重復(fù)接地等錯(cuò)誤,加強(qiáng)安全管理,真正提升安全用電水平。

參考文獻(xiàn):

[1]鐘維花,李敬宗.配電網(wǎng)絡(luò)的接地型式及其保護(hù)在配電線路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].電子測(cè)試,2015(12):218-219.

[2]GB/T13955-2017剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行.

[3]林雄文.低壓配電系統(tǒng)接地型式與剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的應(yīng)用.

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