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淺談剩余電流動(dòng)作繼電器的在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

更新時(shí)間：2023-12-21

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吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定201801

【摘要】剩余電流動(dòng)作繼電器，作為主保護(hù)或者后備保護(hù)應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)中，主要對(duì)于消除對(duì)人體的傷害或火災(zāi)的隱患起著重要的作用，正確使用剩余電流動(dòng)作繼電器和對(duì)其原理的了解，對(duì)保障電氣系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行具有重大意義。對(duì)于TT系統(tǒng)，采用剩余電流動(dòng)作繼電器對(duì)接地故障進(jìn)行保護(hù)；而在TN系統(tǒng)中，速斷和漏電保護(hù)已滿足對(duì)接地故障保護(hù)的靈

敏度要求。

【關(guān)鍵詞】剩余電流；接地故障；觸、漏電保護(hù)；用電安全

0引言

隨著我國(guó)低壓電氣系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)展，人們對(duì)提高供電能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些由專門獨(dú)立變壓器提供的供電系統(tǒng)中,存在監(jiān)管薄弱、維護(hù)人員安全得不到保障。常常出現(xiàn)線路設(shè)備觸、漏電事故和接地短路而引起火災(zāi)等安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。因此創(chuàng)新智能漏電保護(hù)裝置已迫在眉睫。而剩余電流動(dòng)作繼電器用來(lái)防止以上事故是一種較好的保護(hù)裝置，其主要作用是保護(hù)人身免受電擊傷亡、防止電氣設(shè)備或線路漏電大而引起的火災(zāi)。

1工作原理

剩余電流動(dòng)作繼電器的基本原理如圖1示，當(dāng)電路處于正常運(yùn)行時(shí)，利用電路學(xué)的電流定理,網(wǎng)絡(luò)一端流進(jìn)和流出的電流大小等，方向相反即和為零。所以原理圖中，在漏電保護(hù)器右側(cè)的電流總和應(yīng)為零，即IL1+IL2+IL3+IN=0；此時(shí)，觸、漏電保護(hù)器處于靜止工作狀態(tài)，在本圖中，零序電流互感器作為此裝置檢測(cè)元件。各相電流的矢量和等于零(對(duì)零序電流保護(hù)假定不考慮不平衡電流)，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不等于零，零序電流互感器由于故障電流使的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)做相應(yīng)的動(dòng)作，如帶動(dòng)萬(wàn)能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的；當(dāng)有人觸電時(shí)，人作為導(dǎo)體，就會(huì)有部分電流IK流經(jīng)過(guò)人體導(dǎo)入地下，從而使觸、漏電保護(hù)器右側(cè)的電流總和不為零，即IL1+IL2+IL3+IN≠0，當(dāng)漏電電流達(dá)到動(dòng)作電流時(shí)，觸、漏電保護(hù)器的操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會(huì)動(dòng)作，這樣使流過(guò)人體的電流很小，控制在30mA以內(nèi)，保護(hù)了觸電者的人身

安全，并且可以達(dá)到不斷電的效果。假如現(xiàn)在又有人在同相觸電的話，也能保護(hù)觸電者的安全，因?yàn)橥ㄟ^(guò)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電抗R控制流過(guò)觸電者的電流在30mA以內(nèi)；如果是在異相發(fā)生二次觸電，那么通過(guò)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的處理環(huán)節(jié)帶動(dòng)萬(wàn)能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達(dá)

到保護(hù)觸電者的人身安全；同時(shí)，觸、漏電保護(hù)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的漏電電流值，只要漏電電流大于危險(xiǎn)值時(shí)，保護(hù)裝置立即發(fā)出聲音報(bào)警，并且及時(shí)自動(dòng)通過(guò)GSM通信網(wǎng)電話和短信通知提醒電工管理人員對(duì)有關(guān)線路和設(shè)備漏電情況進(jìn)行排查，達(dá)到防患于未然。

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2?特點(diǎn)及作用

第一，24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路的老化情況。

第二，用高科技手段提高安全管理水平。

第三，通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)督。

第四，漏電保護(hù)的同時(shí)不跳閘。

第五，提前預(yù)測(cè)、預(yù)警和預(yù)排，預(yù)防安全隱患。

第六，為避免低壓電氣系統(tǒng)的觸電和電氣火災(zāi)安

全事故的發(fā)生提供了保障。

3?注意事項(xiàng)

第一，剩余電流動(dòng)作繼電器外部所有接線正確，否則可能導(dǎo)致誤動(dòng)作和拒動(dòng)作。

第二，國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC4.79確定，50Hz交流電流通過(guò)人體時(shí)，如果不超過(guò)30mA時(shí)，人體不會(huì)因發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)而死亡。因此，而剩余電流動(dòng)作繼電器對(duì)于漏電電流的設(shè)置達(dá)到人性化。

第三，剩余電流式動(dòng)作繼電器不對(duì)相與相、相與零線之間的觸電提供保護(hù)；被保護(hù)線路不得與未保護(hù)線路混用，中性保護(hù)線不得重復(fù)接地。

4?社會(huì)效益

剩余電流動(dòng)作繼電器，是針對(duì)由獨(dú)立變壓器供電的低壓配電系統(tǒng)線路和設(shè)備絕緣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，起到提前對(duì)漏電事故的預(yù)警和漏電保護(hù)作用，在一定條件下提供觸電后備保護(hù)，減少漏電開(kāi)關(guān)因漏點(diǎn)突變引起的頻繁跳閘帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和造成的停電影響。

其特點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)線路和設(shè)備的絕緣和漏電情況提供持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，用高科技手段提高安全管理水平，遠(yuǎn)程監(jiān)控，漏電保護(hù)的同時(shí)不跳閘，提前預(yù)測(cè),預(yù)警和預(yù)排查，有效減少安全事故的發(fā)生。

產(chǎn)品有很強(qiáng)的針對(duì)性，提供一種全新的漏電保護(hù)方式方法，對(duì)保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和建設(shè)和諧社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，我國(guó)在建和已建的建筑物，違規(guī)使用不符標(biāo)準(zhǔn)的電氣線路及設(shè)備還時(shí)有發(fā)生，加上不文明和違章的電氣安裝施工，觸電事故及電氣火災(zāi)險(xiǎn)還時(shí)有發(fā)生。同時(shí)在我國(guó)許多舊的大中型公共建筑包括古建筑中由于電纜老化和施工的不規(guī)范造成線路和裝置的絕緣性能下

降，再加上原設(shè)計(jì)的載荷能力有限，而用電量逐年增加。剩余電流動(dòng)作繼電器是有效的保護(hù)裝置。

河鋼宣鋼的在電源系統(tǒng)的單臺(tái)變壓器且不重復(fù)接地的系統(tǒng)安裝了此裝置，安裝后，可采集到系統(tǒng)的漏電電流，為職工的安全作業(yè)及定期檢修提供了基本依據(jù)。

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)配電線路，用來(lái)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(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)

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I_△_n	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I_△_no	50%I_△_n		50%I_△_n
	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%I_△_n		-20%~-10%I_△_n
輸出	輸出方式	一組常開(kāi)、一組轉(zhuǎn)換	一組常閉或常開(kāi)、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(wú)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
電源	*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(kāi)關(guān)量	2路無(wú)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(kāi)） 16路剩余電流報(bào)警繼電器（常開(kāi)）
輸出	觸點(diǎn)容量	AC250V/3ADC30V/3A
重合閘	次數(shù)	0~99連續(xù)可設(shè)
重合閘	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
通訊	方式2（可選）	4G無(wú)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)

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)的接線型式。

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(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

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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)

隨著工業(yè)及民用低壓電氣系統(tǒng)的安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注及重視，負(fù)荷也越來(lái)越重要，顯然杜絕或減少因電氣絕緣等問(wèn)題發(fā)生各類電氣觸電事故，剩余電流動(dòng)作繼電器將發(fā)揮積極作用。

參考文獻(xiàn)：

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[4]張帥.淺談剩余電流動(dòng)作繼電器的原理及應(yīng)用.

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

作者簡(jiǎn)介：吳柯霓，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。