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        • 技術文章

          淺談剩余電流動作保護裝置在防接地短路火災的應用

          2024-03-25 16:15:55  來源:安科瑞陳芳芳

          【摘要】國家標準GB13955《漏電保護器的安裝和運行》中明確規定為防止電氣設備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災,宜裝設當漏電電流超過預定值時能發出聲光信號報警或自動切斷電源的漏電保護器。

          【關鍵詞】剩余電流動作保護裝置;電氣火災防范;

          1接地短路是電氣火災的重要原因

          國家標準GB13955《漏電保護器的安裝和運行》中明確規定為防止電氣設備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災,宜裝設當漏電電流超過預定值時能發出聲光信號報警或自動切斷電源的漏電保護器。

          近年來,我國火災事故形勢嚴竣,就發生火災的原因分析,其中電氣火災占火災總數的25%~30%,占火災事故原因中*位。電氣火災事故的原因包括電器設備或導線過載、電器設備安裝或使用不當,而造成溫度升高至危險溫度,引起設備本身或周圍物體燃燒等,而由于短路引起的事故,達電氣火災事故的40%。短路可分為相間短路和單相短路(接地短路),在對北京地區因電氣短路引起的火災事故分析中,大部分是接地短路起火。接地短路是指相線對大地、接地的金屬管道或架構以及設備的金屬外殼的短路。接地短路起火危險大都是因為它的短路電流比較小,不足以使過流保護(斷路器、熔斷器)及時動作切斷電源,但在短路處可以產生高溫足以引燃近旁可燃物起火。而相間短路的保護齊全,一旦發生短路,短路電流足以使斷路器及時斷開,切斷故障,所以相對而言,引起火災的危險小得多。

          通過分析可知接地短路比一般短路的起火危險大得多。接地短路發生的機率也比一般短路大得多,這一論點不僅見于國外文獻,也為我國許多電氣火災事故所證實。其原因是導線對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:

          線路安裝不規范、亂拉亂接;

          房屋裝修時,忽視電氣線路的布置;

          電氣設備或導線絕緣老化損傷;

          施工工藝不良,導線或保護線接觸不良;

          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事故的分析中或安全檢查中經常發現,尤其是在公共場所、娛樂設施、服務場所更為突出。由此可見防范電氣接地短路是防火災事故的*點。

          2安裝剩余電流動作保護裝置是防接地短路火災的有效措施

          防范接地短路引起火災事故在技術上并不困難,國內、外的有效經驗是在用電場所的電源進線上裝設剩余電流動作保護裝置。

          防接地短路引起火災事故可以采用帶有剩余電流動作的自動空氣斷路器,在原有的短路保護、過載保護等保護功能外,還具有接地短路保護功能。在接地短路故障電流即使很小時能及時動作,切斷電源。對一旦發生接地短路切斷電源,會造成事故或重大損失影響的電氣裝置或場所,可以在接地短路故障時接入聲光報警裝置,及時發出危險信號。

          帶有接地短路保護功能裝置的選型,應注意:

          (1)接地短路保護裝置是剩余電流動作保護裝置分級保護中的一個節點,應合理選擇在用電系統內的安裝位置。

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

          (3)為了做好各級保護器的動作配合,接地短路保護裝置,應采用延時動作型。

          (4)對于通過剩余電流動作繼電器配合框架式(DW)大型斷路器的接地短路保護裝置,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)。采用這種方式實現接地短路防火災保護時,只能靠接地短路電流動作而不能通過剩余電流動作繼電器動作,實現防止接地短路防火功能。因此,在負荷電流大的用電系統應考慮將剩余電流動作保護器的接地短路保護裝置分裝在分支線上。

          3安科瑞ASJ系列產品介紹

          安科瑞ASJ系列剩余電流動作繼電器和多回路剩余電流監測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裝置,主要適用于交流50Hz,額定電壓400V及以下的TT和TN系統配電線路,用來對電氣線路進行接地故障保護,防止接地故障電流引起的設備損壞和電氣火災事故,也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護。

          ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器

          ASJ60系列剩余電流監測儀

          3.1功能介紹

          ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器具有以下功能:A型或者AC型剩余電流測量,剩余電流越限報警指示,額定剩余動作電流可設定,*限不驅動時間可設定,兩組繼電器輸出,具有就地,遠程“測試”、“復位”功能;

          ASJ60系列剩余電流監測儀具有以下功能:16路剩余電流監測,1路預警繼電器輸出,16路報警繼電器輸出,2路DI輸入,自動重合閘功能,遠程通訊功能,遠程分合閘功能。

          3.2技術指標

          ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器技術指標

          項目

          指標

          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)

          *限不驅動時間△t

          0.1、0.5(s)

          0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s)

          額定剩余不動作

          電流Ino

          50%In

          50%In

          動作特性

          AC正弦交流電流

          AC正弦交流電流、

          脈動直流電流

          頻率

          50Hz±5Hz

          50Hz±5Hz

          動作誤差

          -20% ~ -10%In

          -20% ~ -10%In

          輸出

          輸出方式

          一組常開、一組轉換

          一組常閉或常開、一組轉換

          觸點容量

          5A 250VAC

          5A 30VDC

          AL1:8A 250VAC; 5A 30VDC

          AL2:6A 250VAC; 5A 30VDC

          復位方式

          就地、遠程

          就地、遠程、自動

          環境

          工作溫度

          運行溫度:-20℃ ~ +55℃,存儲溫度:-30℃ ~ +70℃

          工作濕度

          ≤95%RH,不結露,無腐蝕性氣體場所

          海拔高度

          ≤2000m

          污染等級

          3級

          安裝類別

          Ⅲ類

          ASJ60系列剩余電流監測儀技術指標

          項目

          指標

          電源

          電壓范圍

          AC/DC85V~265V

          *大功耗

          ≤10VA

          輸入

          *大測量支路數

          16路

          剩余電流測量范圍

          1mA~30A

          額定剩余動作電流I△n

          1 mA ~30A連續可調

          動作特性

          AC正弦交流電流及脈動直流電流

          頻率

          50Hz±5Hz

          動作延時

          0~10s可設

          開關量

          2路無源干接點輸入

          輸出

          輸出方式

          1路水浸報警繼電器(常開)

          16路剩余電流報警繼電器(常開)

          觸點容量

          AC 250V/3A DC 30V/3A

          重合閘

          次數

          0~99連續可設

          間隔時間

          0~999秒連續可設

          通訊

          方式1

          RS485通訊,Modbus-RTU協議

          方式2(可選)

          4G無線通訊

          環境要求

          溫度

          工作溫度:-10℃~55℃,存儲溫度:-30℃~70℃

          濕度

          ≤95%,不結露

          海拔

          ≤2500m

          平均無故障工作時間

          ≥50000小時

          3.3選用說明

          剩余電流動作繼電器在應用時應注意低壓系統的接線型式。

          系統形式

          系統接線

          說明

          TT系統

          采用ASJ。因為當發生單相接地故障時,故障電流很小,且較難估計,達不到開關的動作電流,外殼上將出現危險電壓。

          TN-S系統

          可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障,以提高安全可靠性,此時PE線不得穿過互感器,N線要穿互感器,且不得重復接地。

          其余接線型式需要改造成以上兩種型式使用,防止出線誤動作或者不動作的情況。剩余電流互感器的選擇應根據主回路的額定電流為參考選擇,

          型號

          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

          實際應如圖所示,互感器安裝在主回路或者支路上,通過測量剩余電流判斷是否驅動斷路器動作。

          ASJ10/20剩余電流繼電器典型應用

          ASJ60剩余電流監測儀典型應用

          3.4注意事項

          當采用剩余電流動作保護器(RCD)作為電擊防護附加防護措施時,應符合下列規定:

          • 額定剩余電流動作值不應大于30mA;
          • 額定電流不超過32A的下列回路應裝設剩余電流動作保護器(RCD):
          • 供一般人員使用的電源插座回路;
          • 室內移動電氣設備;
          • 人員可觸及的室外電氣設備。
          • 剩余電流動作保護器(RCD)不應作為*一的保護措施;
          • 采用剩余電流動作保護器(RCD)時應裝設保護接地導體(PE)。

          參考文獻:

          1. 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.06版
          2. 剩余電流動作保護裝置在防接地短路火災的應用

          作者簡介:陳芳芳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事剩余電流動作保護器的研發與應用,


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          陳芳芳
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