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優(yōu)秀的漏電保護(hù)器應(yīng)用分析論文
摘要：漏電保護(hù)器(以下簡稱rcd)是現(xiàn)時(shí)有效防止接地故障引起人身電擊和電氣火災(zāi)的保護(hù)電器，但應(yīng)用不當(dāng)往往不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。本文擬對(duì)此陳述一些淺見。
關(guān)鍵詞：漏電保護(hù)器rcd電氣火災(zāi)
1防人身電擊只需裝用動(dòng)作電流為30mA的rcd
國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC4.79(電流通過人體的效應(yīng))確定，通過人體的交流50Hz電流不超過30mA時(shí)，人體不會(huì)因發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)而死亡，它與人體潮濕程度、接觸電壓高低無直接關(guān)系。因此，國際電工標(biāo)準(zhǔn)在所有防人身電擊的條文中，都規(guī)定采用動(dòng)作電流不大于30mA的rcd。據(jù)此在醫(yī)院手術(shù)室、浴室等電擊危險(xiǎn)大的場所都可裝用動(dòng)作電流為30mA的rcd來防人身電擊。
農(nóng)村用電不必裝用靈敏度更高的rcd，例如10mA的rcd。因?yàn)?0mA的rcd和30mA的rcd在防人身電擊的效果上是相同的，都可以使人免于發(fā)生心室纖顫而死亡。10mArcd的價(jià)格很貴，不適于廣泛采用，而其額定不動(dòng)作電流僅5mA，農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)備因常處于戶外和潮濕場所，正常泄漏電流較大，容易引起誤動(dòng)作。頻繁的誤動(dòng)作停電的后果往往是將rcd短接或拆除，使線路失去接地故障保護(hù)，導(dǎo)致危險(xiǎn)的后果。
2只有手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備才需裝用30mA高靈敏度的rcd
手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備的電擊危險(xiǎn)大。這是因?yàn)檫@些設(shè)備使用中經(jīng)常挪動(dòng)，絕緣容易破損而發(fā)生碰外殼接地故障，握持設(shè)備的手掌肌肉通電收縮使人無法甩脫外殼帶電的設(shè)備，人體通電時(shí)間稍長即易發(fā)生心室纖顫致死。固定安裝的設(shè)備較少發(fā)生碰外殼接地故障，人的手掌抓握不住設(shè)備外殼，在遭電擊時(shí)可立即甩脫，與帶電設(shè)備外殼脫離接觸。不論有無裝用30mArcd，固定式設(shè)備發(fā)生電擊事故時(shí)都可使人站立不穩(wěn)摔倒，但不會(huì)因發(fā)生心室纖顫而電擊致死。因此對(duì)手握式和移動(dòng)式設(shè)備必須裝用30mA瞬動(dòng)rcd，而對(duì)固定式設(shè)備如吊燈、固定安裝的戶內(nèi)水泵則無此要求。國際電工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兩者加以區(qū)分是避免濫裝30mA瞬動(dòng)rcd，以節(jié)省不必要的投資和減少因裝用不當(dāng)而招致rcd的誤動(dòng)停電。
3常用的兩級(jí)漏電保護(hù)
在線路短路中大部分是接地故障，即相線與大地、電氣設(shè)備外殼、金屬結(jié)構(gòu)管道之間的短路。接地故障既能引起人身電擊事故，也比相間短路、單相短路容易引起電氣火災(zāi)。我國《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50054－95)規(guī)定，配電線路都應(yīng)有接地故障保護(hù)，而rcd是最有效的接地故障保護(hù)電器。當(dāng)發(fā)生電弧性接地故障起火時(shí)，因電弧電流小，斷路器、熔斷器往往不能在火災(zāi)發(fā)生前切斷電源，而rcd則能立即動(dòng)作切斷電源。因此，除在手握式、移動(dòng)式設(shè)備終端線路上安裝30mA瞬動(dòng)rcd外，還應(yīng)在電源總干線上安裝帶少許延時(shí)的漏電保護(hù)功能的斷路器，如圖1所示。它主要用于防接地故障引起的電氣火災(zāi)和線路對(duì)地電位升高事故，保護(hù)范圍無死區(qū)。
圖中rcd1和rcd2的動(dòng)作應(yīng)有選擇性，以避免越級(jí)跳閘擴(kuò)大停電面。選擇性不能靠rcd動(dòng)作電流的大小來提供。如果rcd1和rcd2的動(dòng)作電流差2～3倍，但如果都是瞬時(shí)動(dòng)作，當(dāng)線路末端發(fā)生故障電流為幾十安的接地故障時(shí)，故障電流都超過動(dòng)作電流的百倍以上，兩級(jí)rcd都瞬時(shí)動(dòng)作，無法保證選擇性。因此各個(gè)級(jí)次rcd間的動(dòng)作選擇性只能靠動(dòng)作時(shí)間的長短不同來保證，即圖1中的rcd2的動(dòng)作應(yīng)帶有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，例如圖中所示rcd1的動(dòng)作時(shí)間t1≤0.04s，rcd2的動(dòng)作時(shí)間t2=0.3s。
4帶延時(shí)漏電保護(hù)的斷路器的技術(shù)要求
裝設(shè)在電源干線上帶延時(shí)漏電保護(hù)的斷路器其接線如圖2所示。由圖可知，這種斷路器只是在原用作短路保護(hù)和過載保護(hù)的斷路器的下端，增裝一變比為1∶1的零序電流互感器和脫扣器。當(dāng)被保護(hù)回路內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)，互感器檢測(cè)出剩余電流(俗稱漏電電流)，由脫扣器使斷路器跳閘。
我國《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，此級(jí)rcd的動(dòng)作電流不大于500mA最為安全，因500mA以下電弧的能量不足以引燃起火。但當(dāng)線路正常泄漏電流大時(shí)也可取為大于500mA，以免發(fā)生不必要的跳閘停電。此斷路器漏電動(dòng)作延時(shí)一般取為0.3s左右。因從發(fā)生接地電弧到引燃近旁可燃物質(zhì)起火有一較長時(shí)間過程，這一0.3s左右的延時(shí)，既能有效防止起火，又不擴(kuò)大停電面，也不致引起所保護(hù)線路的過熱燒損。
這一級(jí)保護(hù)不能采用一般的漏電保護(hù)器，也不能采用漏電繼電器與接觸器組合的漏電保護(hù)，因?yàn)殡娫锤删�上金屬性接地故障電流可能以千安計(jì)，接觸器和斷流能力為300A的一般rcd是難以切斷如此大的電流的。
我國不少廠家生產(chǎn)這種帶延時(shí)漏電保護(hù)功能的塑殼式斷路器，其額定電流為100～400A，漏電保護(hù)動(dòng)作電流為30mA～2A，延時(shí)動(dòng)作時(shí)間0.2～0.8s，短路電流開斷能力為3～6.5kA，可以滿足前述的一般要求。
5三級(jí)漏電保護(hù)的應(yīng)用
當(dāng)供電范圍和電源干線電流較大時(shí)，有時(shí)需裝用三級(jí)漏電保護(hù)，即在圖2中的rcd2前再加一級(jí)rcd3如圖3所示。它由分離的零序電流互感器、漏電繼電器和斷路器(或信號(hào)器)組成。互感器的變比也為1∶1。它通過的回路電流受回路4根導(dǎo)線通過的互感器貫穿孔直徑的限制。漏電繼電器檢測(cè)的電流即一次側(cè)的剩余電流，其動(dòng)作電流和延時(shí)均可調(diào)整。
我國現(xiàn)時(shí)已生產(chǎn)附裝漏電繼電器的漏電保護(hù)零序電流互感器，其貫穿孔直徑為25～100mm，相應(yīng)回路電流為100～800A，所帶漏電繼電器的動(dòng)作電流為50mA～3A，延時(shí)為0.2～2s。這種互感器也適宜于在現(xiàn)有線路上補(bǔ)加漏電保護(hù)。
對(duì)供電范圍大的電源干線上的漏電保護(hù)往往不希望所保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生電弧性接地故障時(shí)立即跳閘，以避免大面積的停電。這時(shí)可將漏電繼電器作用于信號(hào)，以便找出故障回路，局部切斷電源。回路內(nèi)如出現(xiàn)金屬性短路的大短路電流，則由斷路器內(nèi)的電磁脫扣器動(dòng)作來切斷電源，以保護(hù)線路。
6漏電保護(hù)的檢驗(yàn)
現(xiàn)時(shí)施工驗(yàn)收時(shí)常用撳按rcd試驗(yàn)按鈕或模擬接地故障的辦法來檢驗(yàn)rcd是否能動(dòng)作，這兩種方法不十分可靠。因前者只能說明rcd本身能動(dòng)作，不能說明安裝是否正確，保證發(fā)生接地故障時(shí)也肯定能動(dòng)作；而后者只是定性檢測(cè)而非定量檢測(cè)。隨著我國電氣技術(shù)的發(fā)展，我國已生產(chǎn)出能測(cè)定rcd的動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間以及線路和設(shè)備正常泄漏電流的儀表，使用這種儀表檢測(cè)得出的結(jié)果將更為可靠和準(zhǔn)確。
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