剩余电流动作保护器动作原理
剩余电流动作保护器是用来防止电气事故,保护人身及设备安全的产品,分间接接触保护和直接接触保护两种。国标GB6829称剩余电流动作保护器(以下简称漏电保护器),其动作原理是取剩余电流值,所谓剩余电流是指供电系统中导线流出的电流,有一部分没有经过导线返回,而流入大地,经大地返回到变压器低压侧中性点,称这个漏入大地的电流为剩余电流,就是我们通常所讲的漏电电流,漏电电流的取样元件均采用零序电流互感器。 2.产品选择
目前,漏电保护器品种繁多,结构各异,其原理都是一个剩余电流动作型。用户应选购质量可靠的产品,并认定已通过国家电工认证、并具有3C认证的产品。漏电保护器分为以下三大类。
2.1单相漏电开关
单相漏电开关分电子式和电磁式二种,由于电磁式漏电开关价格较高,在农网改造大部分选用电子式漏电开关。一般选用15mA或30mA。动作时间小于0.1s,用于直接接触保护,防止人身触电事故发生。 2.2漏电断路器
漏电断路器分电子式和电磁复合式两种,作为二级保护或三级保护。不论单极、二极、三极、四极漏的电断路器,尽量选用动作电流小于等于50mA,分断时间小于0.1s的产品,用于直接接触保护。 2.3漏电继电器
漏电继电器为电子产品,它不能独立使用只能和交流接触器或带有脱扣线圈的空气开关配合使用作总保护或分支保护。当采用漏电继电器作为供电系统总保护,一级保护尽量采用延时型或鉴相鉴幅漏电继电器,并且漏电电流可调,用于间接接触保护,防止越级跳闸,确保电网正常供电。脉冲动作电流值一般选50mA,漏电电流动作值分档200~500mA之间可调,漏电继电器与交流接触器配合的组合分断时间:≤0.2s或≤0.4s。以上产品按使用场合,确定所采用的保护方式,确定采取的品种。漏电保护器选购时特别注意负载容量的配合留一定的余量,不导致漏电保护器产生误动作。 3.产品检测及试验
现在农网改造均采用三级保护,一级采用漏电继电器,二级采用漏电断路器,三级采用单相漏电开关,作为供电网络系统性的保护,要求不产生越级跳闸,关键考虑的是漏电保护器的分断时间,而不是漏电电流动作值的大小。对用户来讲,产品的性能检测是有难度的,没有完整的试验设备,有的也只能对漏电保护器的动作特性进行检测,达不到全性能测试。上海电器科学研究所生产的IDB-1A型漏电保护器测试仪精度比较高,对产品的动作特性试验符合国标GB6829—95标准的要求。 3.1漏电保护器性能检测标准
漏电保护器性能检测依据的标准有:《剩余电流动作保护器的一般要求》GB6829-95标准、《家用和类似用途不带过电流保护的剩余电流动作保护器》GB16916-1998、《移动式剩余电流保护器》JB8755-1998、《剩余电流保护继电器》JB8756—1998标准,对部标JB8755、JB8756也是在GB6829的基础上,重点对移动式剩余电流保护器(插头等)和漏电保护器提出生产的技术要求。 3.2漏电保护器检测
用户检测只能对产品动作特性、试验装置及辅助电源故障时的工作性能这三项进行检测,采用IDB-1A型漏电保护器测试仪检测漏电继电时,IDB-1A需配备与漏电继电器额定容量相等的交流接触器。
漏电保护器检测前应对产品内部结构、焊接水平以及装配工艺水平进行目测考核。漏电保护
器中的零序电流互感器中的铁芯应采用薄膜合金环形铁芯且加屏蔽层。如果使用非晶或微晶铁芯,高低温试验和平衡特性试验难以通过,在漏电开关及断路器中大部分使用非晶或微晶铁芯。可控硅应采用日产NEC公司2P4M BT169。漏电开关、漏电断路器中的线路板应封闭或浸漆,以防止灰尘进入。漏电开关内部的触头应为镀复合银触头,不能采用镀银触头。 漏电保护器开箱验收时,应根据国标GB2828-87抽样标准要求进行,作为电子产品的合格率应达98%(抽样检查可以从正常检查到放宽检查),一般抽样为5%~10%。 4.产品对电网的要求
虽然漏电保护器对安全用电具有较为有效的保障作用,但毕竟只是一种后备保护电器,线路和设备的绝缘质量差劣,除了导致漏电、短路,引起触电事故外,线路的漏电电流还会严重影响漏电保护器的动作特性。特别注意的是零线对地绝缘电阻过低也会产生一定影响,低压供电网络一般只注意相对地绝缘,而忽视零线对地的绝缘水平。在漏电保护器的应用中应注意以下事项:
①提高供电线路对地的绝缘电阻、不重复接地。重复接地或绝缘不好将严重影响漏电保护器的灵敏度。
②对不安装总保护的城镇供电线路,尽量采用多点重复接地,以提高家用保护器的灵敏度。 ③对供电线路负载尽量各相拉平,减小三相绝缘电阻不平衡电流,变压器低压侧中性线接地要做到绝对可靠。接地电阻≦4
④用电设备的外壳必须接地,不能接零。
剩余电流
编辑 剩余电流,是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。通俗讲当用电侧发生了事故,电流从带电体通过人体流到大地,使主电路进出线中的电流I相和I中的大小不相等,此时电流的瞬时矢量合成有效值称为剩余电流。 中文名
剩余电流
外文名
residual current
原因1
建筑物内的导线使用年久失修
又 名
过剩电流
原因2
建筑物内导线安装施工不规范
目录
. . . . .
1 产生原因
2 接地故障引起电气火灾
3 防止接地故障引起电气火灾的一般措施 4 保护器 5 探测器
产生原因
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●建筑物内的导线使用年久失修,其绝缘层老化破损。
●建筑物内导线安装施工不规范,如导线不穿阻燃管,直接埋于墙内或置于桁架上。 ●导线施工质量粗糙,偷工减料,使用钢管穿线时钢管内壁刮伤导线绝缘层。 ●娱乐场所等公共活动场所在进行二次装修时,乱敷电线,致使各种施工遗留缺隐贴近易燃物;
●电气设计不当,包括使用者随意增加负荷,造成导线过负荷而发热,导线绝缘层老化失效。
●用户内部私拉乱扯线路,架设极不规范。
●线路受自然条件影响,如导线碰树,大风吹断导线,空气潮湿导致导线绝缘水平下降等。
●各种人为的破坏造成断线等。
接地故障引起电气火灾
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导线单相接地故障的现象一部分是显露的,如单相断线、导线搭接接地体。而其中大部分故障现象是隐蔽的,这是因为导线的绝缘层的绝缘电阻不合格,由于绝缘电阻过小产生泄漏电流。在泄漏电流集中流入大地点(接地体)便会发生高热,一旦在流入大地点有易燃物,经高温作用便会产生燃烧。导线的泄漏电流一般为mA级,线路的过电流保护(过负荷保护和短路保护)无法动作发挥保护作用。
例如线路因过载使绝缘温度超过允许最高工作温度,绝缘老化加速,使绝缘水平降至规定值以下,如果没有外因触发,短路一般不会发生。如果有外因触发,例如雷电引起的瞬态过电压,邻近大功率设备的操作过电压以及变电所高电压侧接地故障引起的暂态过电压等,则在此大幅值过电压冲击下,老化的绝缘将被击穿而燃弧短路。过电压转眼消失,工频短路电弧却能长时间延续,这是因为电弧的高阻抗限制了短路电流,使断路器不能或不及时动作。这类过电压多出现在带电导体与地之间,所以这种短路也多为接地故障。
短路的形成一般有两种,一是由导体间直接接触,短路点往往被熔焊的金属短路,另一种则是上述以电弧为通路的电弧性短路。前者短路电流以若干kA计,金属线芯产生高温以至炽热,绝缘被剧烈氧化而自燃,起火危险甚大,但大短路电流能使断路瞬时动作切断电源,火灾往往得以避免。后者因短路电弧长时间延续,而电弧局部温度可高达3000°~4000℃,容易烤燃附近可燃物质起火,由于接地故障引起的短路电流较小,不足以使断路器动作跳闸切断电源,所以电弧性短路引起火灾危险远大于金属性短路。
电气短路以接地故障居多,电弧性接地引起火灾危险性大。不论是TN系统还是TT系统,接地故障电路的阻抗都大于带电导体短路电路的阻抗。在接地故障电路全为金属导体的TN-C-S系统,其导电性能不良失去接地并不影响设备的使用,故不易发现。但一旦发生接地故障,连接点的阻抗将限制短路电流,而导致电弧性短路的发生。连接点和故障点产生电弧和电火花所引起火灾,而断路器却不能动作跳闸切断故障。至于TT系统,其接地故障电路内串联有系统接地和设备外壳的保护接地两个接地电阻,电路本身的阻抗就很大,更易发生电弧性短路。由此可见,接地故障的电路阻抗大,使它易以电弧短路的形式出现,这也是接地故障容易导致电气火灾的一个重要原因。
防止接地故障引起电气火灾的一般措施
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2.1为防止接地故障引起电气火灾,一般应采取下列措施:
●认真检查线路的安装是否符合电气装置规程的要求。例如线间距离、前后支持物的距离、受损绝缘的检修等,都应符合装置的安全要求。
●定期测量检查线路的绝缘。如果测得的线路导线间和导线对地绝缘电阻小于规定值,必须将绝缘损坏处加以处理,破损严重的导线必须更换。
●正确选择与导线截面匹配的熔断器。严禁用其他金属导线代替熔体。
●线路和电气设备都应在允许的负荷条件下运行,防止因长期过负荷引起绝缘损坏而发生漏电或短路。
●经常监视线路的运行情况,如发现严重过负荷时应及时处理。 2.2为了防止因接触电阻过大引起的接地故障火灾,可采取下列措施: ●导线间连接时,必须执行有关规程的规定。
●导线与各种电气设备的连接,特别是铝导线与电气设备的连接,应按有关规程的规定执行。
●对运行中的线路和设备定期进行巡视检查,如发现接头发热或松动时应及时处理。 防止电弧性接地故障引起电气火灾的有效措施
3.1一般的低压断路器不能作为因接地故障引起的电气火灾保护装置。因为其额定动作电流较大。而接地故障引起的接地短路电流较小,因此不能以使断路器动作跳闸。而只有带剩余电流动作保护的断路器,能够在接地故障电流小至在几个mA时。就能动作跳闸,断开故障电路,防止电气火灾。
在低压侧电源进线处装接带剩余电流保护功能的断路器是一项重要的防火灾措施,其剩余电流保护功能对全建筑物的电弧性接地故障引起火灾进行防护。这在一些发达国家已是广泛应用的电气防止火灾技术,一些供电公司,包括我国香港的供电公司,为了用户的安全用电,对不具备这一防止火灾措施的用户是不予接电的。国际电工标准IEC60364-5-53第531.2.4条规定,TT系统的电源进线处必须装用剩余电流保护装置,TN系统的电源进线处,为切断全建筑物内的电弧性接地故障也应装用。我国《住宅设计规范》(GB50096)作出每幢住宅楼的总电源进线断路器应具有剩余电流保护功能的明确规定。因住户不懂得用电安全知