电子常识
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。
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。
在低压电网中安装剩余电流动作保护器(residualcurrentoperatedprotectivedevice,简称为RCD,以下简称剩余电流保护器)是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。世界各国和国际电工委员会通过制订相应的电气安装规程和用电规程在低压电网中大力推广使用剩余电流动作保护器。
RCD的主要特性如上图:
其铁芯包绕了一电气回路的全部载流导体,在磁芯内产生的磁通在一瞬间都与这些导体电流的算术和有关;在一方向流过的电流假设为正(I1),则在相反方向流过的电流就为负(I2)。
在无故障的正常回路中I1+I2=0,在磁芯内没有磁通,线圈内的电动势为零。接地故障电流Id穿过磁芯流向故障点,但却经大地或经TN系统的保护线返回电源。
穿过磁芯的诸导体的电流因此不再平衡,电流差在磁芯内产生了磁通。
此电流被称作“剩余”电流,这一原理也被认作“剩余电流”原理。
2.1、根据动作方式分
⒉1.1 电磁式剩余电流保护器
零序电流互感器的二次回路输出电压不经任何放大,直接激励剩余电流脱扣器,称为电磁式剩余电流保护器,其动作功能与线路电压无关。
⒉1.2 电子式剩余电流保护器
零序电流互感器的二次回路和脱扣器之间接入一个电子放大线路,互感器二次回路的输出电压经过电子线路放大后再激励剩余电流脱扣器,称为电子式剩余电流保护器,其动作功能与线路电压有关。
2.2、根据剩余电流保护器的功能分
⒉2.1 剩余电流断路器
剩余电流断路器是检测剩余电流,将剩余电流值与基准值相比较,当剩余电流值超过基准值时,使主电路触头断开的机械开关电器。剩余电流断路器带有过载和短路保护,有的剩余电流断路器还可带有过电压保护。
⒉2.2 剩余电流继电器
剩余电流继电器是检测剩余电流,将剩余电流值与基准值相比较,当剩余电流值超过基准值时,发出一个机械开闭信号使机械开关电器脱扣或声光报警装置发出报警的电器。剩余电流继电器常和交流接触器或低压断路器组成剩余电流保护器,作为农村低压电网的总保护开关或分支保护开关使用。
⒉2.3 移动式剩余电流保护器
移动式剩余电流保护器是由插头、剩余电流保护装置和插座或接线装置组成的电器,它包括剩余电流保护插头、移动式剩余电流保护插座、剩余电流保护插头插座转换器等,用来对移动电器设备提供漏电保护。
⒉2.4 固定安装的剩余电流保护插座
由固定式插座和剩余电流保护装置组成的电器,也可对移动电器设备提供漏电保护。
2.3、根据剩余电流保护器的使用场合分
⒉3.1 专业人员使用的剩余电流保护器
这种剩余电流保护器一般额定电流比较大,作为配电装置中主干线或分支线的保护开关用,发生故障影响范围比较大,要求由专业人员来安装、使用和维护。剩余电流继电器和大电流剩余电流断路器属于这种形式的剩余电流保护器。
⒉3.2 家用和类似用途的剩余电流保护器
用于商用、办公楼及城乡居民住宅等建筑物中的剩余电流保护器,一般额定电流比较小,作为终端电气线路的漏电保护装置,适合于非专业人员使用。主要是家用剩余电流断路器和移动式剩余电流保护器。
2.4、根据剩余电流保护器的动作时间分
⒉4.1 一般型剩余电流保护器
无故障延时的剩余电流保护器,主要作为分支线路和终端线路的漏电保护装置。
⒉4.2 延时型剩余电流保护器
专门设计的对某一剩余动作电流值能达到一个预定的极限不动作时间的剩余电流保护器。延时型剩余电流保护器主要作为主干线或分支线的保护装置,可以与终端线路的保护装置配合,达到选择性保护的要求。
剩余电流断路器(以下简称断路器),主要适用于交流50Hz,额定电压400V,额定电流至800A的配电网络中,用来对人提供间接接触保护,也可用来防止因设备绝缘损坏,产生接地故障电流而引起的火灾危险,并可用来分配电能和保护线路及电源设备的过载和短路,还可作为线路的不频繁转换和电动机不频繁启动之用。
当短路时,大电流(一般10至12倍)产生的磁场克服反力弹簧,脱扣器拉动操作机构动作,开关瞬时跳闸。当过载时,电流变大,发热量加剧,双金属片变形到一定程度推动机构动作(电流越大,动作时间越短)。
有电子型的,使用互感器采集各相电流大小,与设定值比较,当电流异常时微处理器发出信号,使电子脱扣器带动操作机构动作。
断路器的作用是切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,防止事故扩大,保证安全运行。而高压断路器要开断1500V,电流为1500-2000A的电弧,这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。
漏电保护器能否起到应有的保护作用,关键是对动作电流和动作时间的选择。
1.漏电动作电流的选择
漏电动作电流是指生产厂家规定的、使漏电保护器动作的漏电电流。
漏电总保护在躲过低压电网正常漏电的情况下.漏电动作电流应尽量小一些,以兼顾人身和设备安全的要求。农村低压电网的不平衡漏电电流值,一般为15~30mA,有的甚至超过50mA。当不平衡漏电电流为15mA左右时,漏电动作电流整定在30~60mA比较合适。当不平衡漏电电流为30mA左右时,漏电动作电流可相应整定在60~100mA。
总保护器的额定动作电流值,宜选用有可调档次的,以便在运行中随着电网对地漏电电流的变化,调整其动作电流整定值。漏电总保护器整定的最大值可参照表中的确定。具体的调整数值,应按各地漏电保护器管理制度的规定执行。
表总保护器的最大额定动作电流(单位:mA)
漏电末级保护的漏电动作电流值,应小于上一级漏电保护的动作值,但不应大于以下相应情况下的数值:家用电器、固定安装电器、移动式电器、便携式电器及临时用电设备为300mA;手持式电动机具为10mA;特别潮湿的场所为6mA。
漏电中级保护器,其额定漏电动作电流应介于上、下级漏电动作电流值之间。具体数值可根据电力网的分布情况确定。
2.漏电动作时间的选择
漏电保护器的动作时间,对保护器能否起到保护效果,起着关键的作用。国际电工委员会(IEC)规定:以30mA·s作为人身触电时的安全值。人身触电时,通过人体的电流是由客观条件决定的,所以只能采取措施使保护器迅速动作,切断电源,才能使人减轻触电时的伤害。
低压电网实施分级保护时,上、下级保护漏电动作时间应协调配合,以免造成越级跳闸。总保护器及中级保护器选用延时型的,漏电末级保护器选用快速动作型的。总保护、中级保护及末级保护间每级相隔延时0.2s。
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