淺談剩余電流動(dòng)作繼電器的原理及應(yīng)用

（河鋼宣鋼設(shè)備能源部門(mén)，河北 張家口 075100）

淺談剩余電流動(dòng)作繼電器的原理及應(yīng)用

張帥

（河鋼宣鋼設(shè)備能源部門(mén)，河北 張家口 075100）

剩余電流動(dòng)作繼電器，作為主保護(hù)或者后備保護(hù)應(yīng)用在低壓配電系統(tǒng)中，主要對(duì)于消除對(duì)人體的傷害或火災(zāi)的隱患起著重要的作用，正確使用剩余電流動(dòng)作繼電器和對(duì)其原理的了解，對(duì)保障電氣系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行具有重大意義。對(duì)于TT系統(tǒng)，采用剩余電流動(dòng)作繼電器對(duì)接地故障進(jìn)行保護(hù)；而在TN系統(tǒng)中，速斷和漏電保護(hù)已滿(mǎn)足對(duì)接地故障保護(hù)的靈敏度要求。

剩余電流；接地故障；觸、漏電保護(hù)；用電安全

隨著我國(guó)低壓電氣系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)展，人們對(duì)提高供電能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些由專(zhuān)門(mén)獨(dú)立變壓器提供的供電系統(tǒng)中,存在監(jiān)管薄弱、維護(hù)人員安全得不到保障。常常出現(xiàn)線(xiàn)路設(shè)備觸、漏電事故和接地短路而引起火災(zāi)等安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。因此創(chuàng)新智能漏電保護(hù)裝置已迫在眉睫。而剩余電流動(dòng)作繼電器用來(lái)防止以上事故是一種較好的保護(hù)裝置，其主要作用是保護(hù)人身免受電擊傷亡、防止電氣設(shè)備或線(xiàn)路漏電大而引起的火災(zāi)。

1 工作原理

剩余電流動(dòng)作繼電器的基本原理如圖1示，當(dāng)電路處于正常運(yùn)行時(shí)，利用電路學(xué)的電流定理,網(wǎng)絡(luò)一端流進(jìn)和流出的電流大小等，方向相反即和為零。所以原理圖中，在漏電保護(hù)器右側(cè)的電流總和應(yīng)為零，即IL1+IL2+IL3+IN=0；此時(shí)，觸、漏電保護(hù)器處于靜止工作狀態(tài)，在本圖中，零序電流互感器作為此裝置檢測(cè)元件。各相電流的矢量和等于零(對(duì)零序電流保護(hù)假定不考慮不平衡電流)，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)動(dòng)作。

當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不等于零，零序電流互感器由于故障電流使的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)做相應(yīng)的動(dòng)作，如帶動(dòng)萬(wàn)能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的；當(dāng)有人觸電時(shí)，人作為導(dǎo)體，就會(huì)有部分電流IK流經(jīng)過(guò)人體導(dǎo)入地下，從而使觸、漏電保護(hù)器右側(cè)的電流總和不為零，即IL1+IL2+IL3+IN≠0，當(dāng)漏電電流達(dá)到動(dòng)作電流時(shí)，觸、漏電保護(hù)器的操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)就會(huì)動(dòng)作，這樣使流過(guò)人體的電流很小，控制在30mA以?xún)?nèi)，保護(hù)了觸電者的人身安全，并且可以達(dá)到不斷電的效果。假如現(xiàn)在又有人在同相觸電的話(huà)，也能保護(hù)觸電者的安全，因?yàn)橥ㄟ^(guò)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電抗R控制流過(guò)觸電者的電流在30mA以?xún)?nèi)；如果是在異相發(fā)生二次觸電，那么通過(guò)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的處理環(huán)節(jié)帶動(dòng)萬(wàn)能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達(dá)到保護(hù)觸電者的人身安全；同時(shí)，觸、漏電保護(hù)裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的漏電電流值，只要漏電電流大于危險(xiǎn)值時(shí)，保護(hù)裝置立即發(fā)出聲音報(bào)警，并且及時(shí)自動(dòng)通過(guò)GSM通信網(wǎng)電話(huà)和短信通知提醒電工管理人員對(duì)有關(guān)線(xiàn)路和設(shè)備漏電情況進(jìn)行排查，達(dá)到防患于未然。

圖1 剩余電流動(dòng)作繼電器基本原理

2 特點(diǎn)及作用

第一，24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線(xiàn)路的老化情況。

第二，用高科技手段提高安全管理水平。

第三，通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)督。

第四，漏電保護(hù)的同時(shí)不跳閘。

第五，提前預(yù)測(cè)、預(yù)警和預(yù)排，預(yù)防安全隱患。

第六，為避免低壓電氣系統(tǒng)的觸電和電氣火災(zāi)安全事故的發(fā)生提供了保障。

3 注意事項(xiàng)

第一，剩余電流動(dòng)作繼電器外部所有接線(xiàn)必須正確，否則可能導(dǎo)致誤動(dòng)作和拒動(dòng)作。

第二，國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC4.79確定， 50Hz交流電流通過(guò)人體時(shí)，如果不超過(guò)30mA時(shí)，人體不會(huì)因發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)而死亡。因此，而剩余電流動(dòng)作繼電器對(duì)于漏電電流的設(shè)置達(dá)到人性化。

第三，剩余電流式動(dòng)作繼電器不對(duì)相與相、相與零線(xiàn)之間的觸電提供保護(hù)；被保護(hù)線(xiàn)路不得與未保護(hù)線(xiàn)路混用，中性保護(hù)線(xiàn)不得重復(fù)接地。

4 社會(huì)效益

剩余電流動(dòng)作繼電器，是針對(duì)由獨(dú)立變壓器供電的低壓配電系統(tǒng)線(xiàn)路和設(shè)備絕緣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，起到提前對(duì)漏電事故的預(yù)警和漏電保護(hù)作用，在一定條件下提供觸電后備保護(hù)，減少漏電開(kāi)關(guān)因漏點(diǎn)突變引起的頻繁跳閘帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和造成的停電影響。

其特點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)線(xiàn)路和設(shè)備的絕緣和漏電情況提供持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，用高科技手段提高安全管理水平，遠(yuǎn)程監(jiān)控，漏電保護(hù)的同時(shí)不跳閘，提前預(yù)測(cè),預(yù)警和預(yù)排查，有效減少安全事故的發(fā)生。

產(chǎn)品有很強(qiáng)的針對(duì)性，提供一種全新的漏電保護(hù)方式方法，對(duì)保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和建設(shè)和諧社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，我國(guó)在建和已建的建筑物，違規(guī)使用不符標(biāo)準(zhǔn)的電氣線(xiàn)路及設(shè)備還時(shí)有發(fā)生，加上不文明和違章的電氣安裝施工，觸電事故及電氣火災(zāi)險(xiǎn)還時(shí)有發(fā)生。同時(shí)在我國(guó)許多舊的大中型公共建筑包括古建筑中由于電纜老化和施工的不規(guī)范造成線(xiàn)路和裝置的絕緣性能下降，再加上原設(shè)計(jì)的載荷能力有限，而用電量逐年增加。剩余電流動(dòng)作繼電器是有效的保護(hù)裝置。

河鋼宣鋼的在電源系統(tǒng)的單臺(tái)變壓器且不重復(fù)接地的系統(tǒng)安裝了此裝置，安裝后，可采集到系統(tǒng)的漏電電流，為職工的安全作業(yè)及定期檢修提供了基本依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)及民用低壓電氣系統(tǒng)的安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注及重視，負(fù)荷也越來(lái)越重要，顯然杜絕或減少因電氣絕緣等問(wèn)題發(fā)生各類(lèi)電氣觸電事故，剩余電流動(dòng)作繼電器將發(fā)揮積極作用。

[1]GB/T 22387—2008.剩余電流動(dòng)作繼電器[S].

[2]GB 13955—2005 .剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行[S].

[3]陳家斌.漏電保護(hù)技術(shù)手冊(cè)[M]. 河南科學(xué)技術(shù)出版社：1993.

[4]司徒興漢.觸電漏電保護(hù)電器及其應(yīng)用[M]. 廣東科技出版社：1990.

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