建筑低壓配電中的剩余電流保護

武文強

哈爾濱綜合開發建設有限公司

摘要：在電力系統運行的過程中，進行配電設備的安全保護是重中之重，其中依照剩余電流原理來采取配電保護措施是一種較為常見的方式。同時對于配電設計和系統的安全運行也起到一定的促進作用。因此，本文主要對建筑低壓配電中的剩余電流保護問題進行了深入闡述，旨在保護配電設備的安全。

關鍵詞：建筑配電；剩余電流；接地故障

所謂的剩余電流就是在低壓配電線路中，電流的矢量和不為零，根據剩余電流的原理來進行電力設備的檢測主要是對電流的流量進行監控，同時設置相應的保護裝置。進而保證電力系統運行的安全性，同時也能夠保證電力工作人員自身的安全。為了達到這一目的，國家已經出臺了相關的法律來對剩余電流保護裝置進行了明確地規定。

1、剩余電流保護原理

剩余電流保護原理在進行電力系統的運行測試中是較為常見的，主要是利用相關的感應設備來對剩余電流值進行測定。在具體的工作過程中，需要將電流互感器安裝在三相導線和中性線路上，測得三相導線和中性導線的電流矢量和。通常情況下會出現兩種情況：一是在沒有發生任何接地故障的時候，電流的矢量和為零，達到三相負荷的平衡狀態。一是當出現接地故障的時候，故障電流數值不為零。如果現實的數值大于剩余電流保護器件的規定電流值時，就會使得保護器發出報警信號。如果過流保護和接地保護不一致的時候，需要及時應用剩余電流動作保護工作原理。

需要注意的是，剩余電流原理可以直接作為接地故障保護的措施，在具體的運用過程中，主要是對電力火災的檢測工作以及電擊防護工作兩方面進行保護。

2、剩余電流保護器在電氣火災監控中的應用

對電氣火災進行監控是剩余電流保護器的重要工作，主要是由于火災在電力系統的運行中發生的次數較多。而且接地故障產生的電弧是產生火災的主要原因。無論在哪種系統中，接地故障電路的阻抗會明顯大于導體短路的電流阻抗，使得接地故障的電路阻抗相對較大。因此很容易出現短路現象，導體線路的局部地區出現高溫就會導致線路自燃。如果在配電線路上安裝相應的參與電流保護器，就可以對電流量進行及實地監控，能夠在第一時間發現接地故障，并采取科學合理的措施來對其進行修復。

2.1剩余電流動作報警器用于電氣火災監控的場所

通常情況下，居民的住宅樓、公寓很容易出現火災的現象，因此需要安裝相應的火災自動報警器，人們一直以來都比較關注接地保護的剩余電流動作報警器。在具體的安裝過程中主要安設在建筑物的電源進線或者是配電干線的分支處。進行此種報警器的安裝主要是針對二級建筑物。對于特級建筑物中的配電線路，需要對剩余電流監控模塊進行嚴格地控制，同時其余監控的主機共同組成剩余電流報警系統，其防火功能得到了進一步地完善。這種報警器也可以設置在以及建筑的配電線路中。從而做到對電氣火災的有效監控。

2.2電力火災監控剩余電流動作報警器動作電流值

剩余電流值應該與線路的泄漏電流相適應，如果電流量過小就會引發嚴重的誤動作。如果電流量過大也會影響電流報警器的工作狀態，保護系統的靈敏度也會受到損失。通常情況下，剩余電流報警器的電流應該設置在規定的范圍之內。如果電流的回路流量較大，就需要采用相應的報警系統來對自然電流進行抵制，其中可以考慮剩余電流報警器或者是分段報警。可見，對電流值進行監控可以有效地對電氣火災進行檢測，保證電力線路的安全。

3、剩余電流保護器在電擊防護中的應用

當回路或設備發生帶電導體與外露可導電部分或保護導體之間的故障時，防間接接觸保護電器必須切斷該回路或設備的供電，以防止人體同時觸及的可導電部分的預期接觸電壓值。當接觸電壓超過交流50V，不能持續到對人體產生有害和危險的病理、生理反應的時間。

3.1防止電擊應設置剩余電流保護器的設備

手持式及移動式用電設備、室外工作場所的用電設備、環境特別惡劣或潮濕場所的電氣設備、家用電器回路或插座回路、由TT系統供電的用電設備、醫療電氣設備急救和手術用電設備等需設置。

3.2電擊防護對剩余電流動作保護裝置的要求

首先，保護裝置的動作電流，在用作直接接觸防護的附加保護或間接接觸防護時，剩余動作電流不應超過30mA，通常此保護器設置在末端用電回路和插座回路中，此電流值可以保證人身安全。其次，剩余電流保護器切斷故障回路的時間也有明確的規定，通常狀況下一般不大于5s，在某些回路中不大于0.4s。

4、電氣火災監測與電擊防護對剩余電流保護裝置要求的異同

4.1電氣布線系統中接地故障對剩余電流動作保護器的基本要求

電氣火災監測與電擊防護都是發生接地故障利用監測剩余電流使動作保護器動作，它們本質都是剩余電流動作保護裝置對接地故障的保護，所以二者基本保護原理是相同的，二者對接地故障保護的基本要求也是相同的。

（1）電氣布線系統中接地故障電流的額定剩余電流動作值不應超過500mA。

（2）PE導體嚴禁穿過剩余電流動作保護器中電流互感器的磁回路。

（3）對于多級裝設的剩余電流動作保護器，其時限和剩余電流動作值應有選擇性配合。

（4）當裝設剩余電流動作保護電器時，應能將其所保護的回路所有帶電導體斷開。即保護中性線也應該斷開，三相系統中應使用4P開關裝置，單相系統中應使用2P開關裝置。

（5）剩余電流動作保護器的選擇和回路劃分，應做到在主要回路所接的負荷正常運行時，其預期可能出現的任何對地泄漏電蕊均不致引起保護電器的誤動作。

4.2電氣火災監測與電擊防護的要求不同

電氣火災監測與電擊防護的最終防護目的不同，所以對剩余電流動作保護裝置具體設置要求也有所不同。

（1）設置場所和位置不同。用于電氣火災檢測的設置場所是按照建筑的使用性質和火災危險等級來劃分的，而電擊防護是按照設備的性質和使用環境來規定是否需要設置保護器。電氣火災檢測通常在建筑低壓配電一二級配電的進線處設置剩余電流動作保護裝置；而電擊防護是根據設備劃分的，設備通常處在配電末端，所以電擊防護的剩余電流動作保護器常設置在末端分支回路中。

（2）動作電流不同。由電氣火災剩余電流保護器處在一二級配電處的進線處，動作電流的設置應避開配電系統正常的泄露電流，所以不應過小，通常為300mA至500mA。而電擊防護是為了保證人身安全，且通常處于配電末端回路中，所以動作電流不大于30mA。

（3）動作時間不同。剩余電流動作保護器監控電氣火災，保護器件能發出報警或切斷回路即可，在動作時間上沒有嚴格的規定，可根據剩余電流動作保護器的上下級配合設置動作時間。用于電擊防護的保護器件有嚴格的動作時間規定，以免造成人身傷害，如在TN系統的插座回路和IT系統中，要求動作時間不大于0.4s，其他情況的動作時間通常不大于5s。

（3）動作類型不同。用于火災監控通常只要求發出報警信號，而電擊防護需要切斷故障回路。

5、結語

綜上所述，剩余電流保護原理在建筑的低壓配電中應用較為廣泛，在具體的應用過程中取得了明顯的效果。但是在進行剩余電流保護的過程中，對于工作人員提出了較高的要求。其中，對建筑電氣設計和施工人員來說，只有在充分理解剩余電流保護原理的基礎上，才能正確設置與安裝剩余電流動作保護裝置，保證配電系統的可靠性和安全性。

參考文獻：

[1]任寶立，于波.超高層建筑供配電系統方案經濟技術比較[J].智能建筑電氣技術.2014（03）

[2]張紹暉.探討高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性[J].中華民居（下旬刊）.2014（06）

[3]張苗.淺析建筑電氣在高層建筑中的應用研究[J].中華民居（下旬刊）.2014（06）

[4]劉華潤.淺談高層建筑電氣設計特點及發展[J].中華民居（下旬刊）.2014（05）