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    • 技術(shù)文章

      淺談剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置在防接地短路火災(zāi)的應(yīng)用

      2024-03-25 16:15:55  來源:安科瑞陳芳芳

      【摘要】國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13955《漏電保護(hù)器的安裝和運(yùn)行》中明確規(guī)定為防止電氣設(shè)備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災(zāi),宜裝設(shè)當(dāng)漏電電流超過預(yù)定值時(shí)能發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警或自動(dòng)切斷電源的漏電保護(hù)器。

      【關(guān)鍵詞】剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置;電氣火災(zāi)防范;

      1接地短路是電氣火災(zāi)的重要原因

      國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13955《漏電保護(hù)器的安裝和運(yùn)行》中明確規(guī)定為防止電氣設(shè)備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災(zāi),宜裝設(shè)當(dāng)漏電電流超過預(yù)定值時(shí)能發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警或自動(dòng)切斷電源的漏電保護(hù)器。

      近年來,我國(guó)火災(zāi)事故形勢(shì)嚴(yán)竣,就發(fā)生火災(zāi)的原因分析,其中電氣火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的25%~30%,占火災(zāi)事故原因中*位。電氣火災(zāi)事故的原因包括電器設(shè)備或?qū)Ь過載、電器設(shè)備安裝或使用不當(dāng),而造成溫度升高至危險(xiǎn)溫度,引起設(shè)備本身或周圍物體燃燒等,而由于短路引起的事故,達(dá)電氣火災(zāi)事故的40%。短路可分為相間短路和單相短路(接地短路),在對(duì)北京地區(qū)因電氣短路引起的火災(zāi)事故分析中,大部分是接地短路起火。接地短路是指相線對(duì)大地、接地的金屬管道或架構(gòu)以及設(shè)備的金屬外殼的短路。接地短路起火危險(xiǎn)大都是因?yàn)樗亩搪冯娏鞅容^小,不足以使過流保護(hù)(斷路器、熔斷器)及時(shí)動(dòng)作切斷電源,但在短路處可以產(chǎn)生高溫足以引燃近旁可燃物起火。而相間短路的保護(hù)齊全,一旦發(fā)生短路,短路電流足以使斷路器及時(shí)斷開,切斷故障,所以相對(duì)而言,引起火災(zāi)的危險(xiǎn)小得多。

      通過分析可知接地短路比一般短路的起火危險(xiǎn)大得多。接地短路發(fā)生的機(jī)率也比一般短路大得多,這一論點(diǎn)不僅見于國(guó)外文獻(xiàn),也為我國(guó)許多電氣火災(zāi)事故所證實(shí)。其原因是導(dǎo)線對(duì)地絕緣水平總比線間絕緣水平要低,形成這種情況的原因有:

      線路安裝不規(guī)范、亂拉亂接;

      房屋裝修時(shí),忽視電氣線路的布置;

      電氣設(shè)備或?qū)Ь絕緣老化損傷;

      施工工藝不良,導(dǎo)線或保護(hù)線接觸不良;

      由于氣候條件造成的自然泄漏電流過大。

      上述這些原因在電氣火災(zāi)事故的分析中或安全檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn),尤其是在公共場(chǎng)所、娛樂設(shè)施、服務(wù)場(chǎng)所更為突出。由此可見防范電氣接地短路是防火災(zāi)事故的*點(diǎn)。

      2安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置是防接地短路火災(zāi)的有效措施

      防范接地短路引起火災(zāi)事故在技術(shù)上并不困難,國(guó)內(nèi)、外的有效經(jīng)驗(yàn)是在用電場(chǎng)所的電源進(jìn)線上裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置。

      防接地短路引起火災(zāi)事故可以采用帶有剩余電流動(dòng)作的自動(dòng)空氣斷路器,在原有的短路保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù)功能外,還具有接地短路保護(hù)功能。在接地短路故障電流即使很小時(shí)能及時(shí)動(dòng)作,切斷電源。對(duì)一旦發(fā)生接地短路切斷電源,會(huì)造成事故或重大損失影響的電氣裝置或場(chǎng)所,可以在接地短路故障時(shí)接入聲光報(bào)警裝置,及時(shí)發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào)。

      帶有接地短路保護(hù)功能裝置的選型,應(yīng)注意:

      (1)接地短路保護(hù)裝置是剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置分級(jí)保護(hù)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn),應(yīng)合理選擇在用電系統(tǒng)內(nèi)的安裝位置。

      (2)保護(hù)裝置的剩余動(dòng)作電流應(yīng)根據(jù)線路的具體條件如線路安裝方式、線路絕緣老化程度、線路的環(huán)境條件、線路的自然泄漏電流等確定。一般應(yīng)大于*大自然泄漏電流值的2倍。

      (3)為了做好各級(jí)保護(hù)器的動(dòng)作配合,接地短路保護(hù)裝置,應(yīng)采用延時(shí)動(dòng)作型。

      (4)對(duì)于通過剩余電流動(dòng)作繼電器配合框架式(DW)大型斷路器的接地短路保護(hù)裝置,由于零序電流互感器變比過大和鐵芯磁飽和等原因,其動(dòng)作電流*小不少于斷路器額定電流的20%(0.2IN)。采用這種方式實(shí)現(xiàn)接地短路防火災(zāi)保護(hù)時(shí),只能靠接地短路電流動(dòng)作而不能通過剩余電流動(dòng)作繼電器動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)防止接地短路防火功能。因此,在負(fù)荷電流大的用電系統(tǒng)應(yīng)考慮將剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的接地短路保護(hù)裝置分裝在分支線上。

      3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

      3.1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,*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。

      3.2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)

      *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

      5A 250VAC

      5A 30VDC

      AL1:8A 250VAC; 5A 30VDC

      AL2:6A 250VAC; 5A 30VDC

      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

      1 mA ~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

      AC 250V/3A DC 30V/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

      平均無故障工作時(shí)間

      ≥50000小時(shí)

      3.3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線要穿互感器,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

      3.4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*一的保護(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)。

      參考文獻(xiàn):

      1. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.06版
      2. 剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置在防接地短路火災(zāi)的應(yīng)用

      作者簡(jiǎn)介:陳芳芳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用,


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      陳芳芳 女士
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