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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

更新時(shí)間：2024-01-31

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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】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(guò)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(guò)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(lái)，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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(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

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)
	*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、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(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	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(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） 16路剩余電流報(bào)警繼電器（常開）
輸出	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)
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)

3.3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。

系統(tǒng)形式	系統(tǒng)接線	說(shuō)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(guò)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(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

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(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*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)：

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