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漏电保护器分析的论文

论文 时间:2019-12-02 我要投稿
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  摘要:从几个不同的典型用电场所,分析漏电保护器作用的局限性,并论述应如何正确选用和安装漏电保护器及采取与之相结合的等电位联结安全措施。

  关键词:漏电保护器作用局限性等电位联结

  引言

  八十年代以前,我国仍沿用前苏联模式一以零序保护作为接地故障保护。这种方式所检测的电流为零序电流,其可以用于包括TN-C系统在内的所有系统,但保护整定值必须大于N线和PEN线中流过的三相不平衡电流、谐波电流以及正常泄漏电流之和,其值约数十至数百安。这么大的整定值只能保护线路绝缘,而不能有效地防人身电击或接地电弧引起的电气火灾。八十年代后,采用了漏电保护器(以下简称RCD),它所检测的是剩余电流,即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和(其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流),此电流即为正常的泄漏电流和故障时的接地故障电流。为此,RCD的整定值,即其额定动作电流In,只需躲开正常泄漏电流值即可,此值以毫安计,所以RCD能十分灵敏地切断保护回路的接地故障,还可用作防直接接触电击的后备保护。这在我国多年对RCD的实际使用中已得到了证明。然而,在对RCD的进一步使用中,应注意到它所存在的不足之处。

  1RCD作用的局限性

  1.1RCD不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故

  RCD对接地故障电流有很高的灵敏度,能在数十毫秒的时间内切断以毫安计的故障电流,即使接触电压高达220V,高灵敏度的RCD也能快速切断使人免遭电击的危险,这是众所周知的。但RCD只能对其保护范围内的接地故障起作用,而不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故,见图1。

  图1中乙户安装了RCD,,而相邻的甲户却是安装了熔断器(RD)来作为保护,在使用的过程中,若甲户随意将熔丝截面加大,并且使用电器不经心而导致电气设备绝缘损坏,由于故障电流不能使熔丝及时熔断而切断故障,此时故障电压通过PE线传导至乙户的用电设备上,由于RCD不动作,致使乙户存在了引起电击事故的不安全隐患。这种例子在当前的城市用电设计规范的前提下是不存在的。然而,在我国的乡镇,尤其是农村,笔者在调查中看到,因经济条件相差较大,加之用电设计不规范,此种现象则普遍存在,应当引起我们的高度重视。

  1.2有些场所和设备是不宜装设RCD

  在某些供给数据处理设备的线路,其电源线路上常装的抗干扰的大容量滤电容器,见图2所示。

  图2中电容器的一端是通过设备外壳和PE线接地的,其对地电容电流为:

  按上两式计算,当C大于0.22F时,正常工作的电容电流将超过15同mA,额定动作电流In为30mA的RCD可能误动,因其额定不动作电流Ino=(1/2)In=15mA。实际上电容器的初始充电电流远大于此,即若安装RCD为使它不误动,滤波电容的容量必须远小于0.22F,这显然是不现实的,因此数据处理设备的防电击不能采用RCD。国际电工委员会在IEC364-4-707中为数据处理设备的电气安全制订了专门的标准。

  1.3有些场所是不允许装设RCD

  如医院的胸腔手术台,是不允许装设RCD的。因为新型的手术台是一种用电的医疗电气设备,其正常泄愤电流只允许为0.01mA,发生接地故障时泄漏电流仅允许为0.05mA,而RCD的灵敏度远不能满足这一要求,相反,它可能发生的误动却能引起供电中断而发生医疗事故。还有一些用电设备及场所不宜装设RCD,在这里就不再一一叙述了。

  2RCD的选用和安装

  2.1RCD的选用

  虽RCD的作用具有一定的局限性,但它的功能优势却不能抹杀。为了防止接地故障引起电击和火灾事故,除断电将引起更严重后果的设备和线路外,全部电器装置都应按要求置于接地故障保护之下。末端插座回路不可避免地要接用一些移动式、手握式电气设备,这些最易发生接地故障,发生电击的危险也最大,为保证用电安全,不论那种接地系统,末端插座回路上都应装设RCD,并且它应为高灵敏度的普通型RCD,其额定动作电流In不大于30mA,.5倍In电流时的动用时间不大于0.04s。它既能防止电击(包括直接接触电击),也能防止电

  弧性接地故障火灾。对固定式设备的过流保护若不能满足在5s内切断接地故障的要求也应装设此种RCD。而当建筑物电源总进线上的过流保护若不能在5s内切断接地故障时,应装设带少许延时的S(选择)型RCD,以保证与下级RCD的选择性,其In宜为100~500mA;且5倍In电流时的动作时间不大于0.15s。此S型RCD用以保护全部电气装置,但主要用于防接地故障引起的火灾,同时也作为插座回路RCD的后备。

  2.2RCD的安装

  对S型和普通型两级RCD的安装位置见图3所示。

  图3中为某一住宅楼,每户配电箱的插座回路装一普通型的RCD,用于防火的S型RCD只在全楼电源总进线上安装。对大型电气装置可再加一级RCD,其In值和切断时间可以视具体情况确定。

  对TT系统因接地故障电流小,必须装设RCD来防止接地故障引起的电气事故。IEC标准规定TT系统电气装置若只装一个RCD,则此RCD必须装设在电源总进线上,以确保整个电气装置都在其保护之下。而对TN系统电气装置电源总进线上的过流保护电器若能在5s内切断装置内发生的接地故障,可不在电源总进线上装设RCD。

  3结论

  RCD以其高灵敏的动作性能,能作为直接接触电击保护的后备措施。例如当人体不慎触及破损的灯头或插头的带220V的相线端子时,它也能迅速切断电源,使人免遭电击的危险。但这只是在绝缘外壳破损时的后备措施而不是正规的保护措施,不能由此误认为安装RCD后电气设备可以不接地,也可不作总等电位联结。综上所述可知,RCD尚非尽善尽美,它可能因为种种原因而拒动,和其他保护电器一样,并不完全可靠,如果作了接地,尤其是

  作了等电位联结,其作用在于降低接触电压,则可使受电击的人往往免于致死。另外,如果绝缘损坏,使电气设备金属外壳带电压,设备接地可以为故障电流提供通路,RCD可在人体接触带电外壳前切断故障,从而使人体免遭一次电击危险,可见,不作接地和等电位联结是很危险的,两者应结合应用,相辅相成,从而获得最好的保护效果。

  参考文献:

  [1]IEC/TC64,国际电工委员会标准[S].

  [2]曾保全,住宅接地设计的几个问题[J],建筑电气,2000,(4):9-11.

  [3]GBJ232-82,电气装置安装工程及验收规范[S].

  [4]JGJ/16-92,民用建筑电气设计规范[S].

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