剩余電流動作繼電器的原理及應(yīng)用

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

　　關(guān)鍵詞：剩余電流；接地故障；觸、漏電保護；用電安全
 

　　引言：
 

　　隨著我國低壓電氣系統(tǒng)及經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模的不斷發(fā)展，人們對提高供電能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些由專門獨立變壓器提供的供電系統(tǒng)中 , 存在監(jiān)管薄弱、維護人員安全得不到保障。常常出現(xiàn)線路設(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)濟損失。因此創(chuàng)新智能漏電保護裝置已迫在眉睫。而剩余電流動作繼電器用來防止以上事故是一種較好的保護裝置，其主要作用是保護人身免受電擊傷亡、防止電氣設(shè)備或線路漏電大而引起的火災(zāi)。
 

　　一、剩余電流繼電器的原理及主要用途
 

　　剩余電流繼電器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過基準(zhǔn)值時，發(fā)出一個機械開閉信號(使機械開關(guān)電器脫扣或聲光報警裝置發(fā)出報警)的電器。剩余電流繼電器通常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(tǒng)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(shè)備損壞和電氣火災(zāi)事故，也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護，因而可以在智能建筑供配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
 

　　1.1 間接接觸電擊保護
 

　　間接接觸電擊保護的措施是自動切斷電源。GB 13955“對間接接觸電擊事故的防護”規(guī)定：“間接接觸電擊事故防護的主要措施是采用自動切斷電源的保護方式，以防止由于電氣設(shè)備絕緣損壞發(fā)生損壞事故。當(dāng)電路發(fā)生絕緣損壞造成接地故障。其故障電流值小于過電流保護裝置的動作電流值時，應(yīng)安裝剩余電流保護裝置。”研究表明，人體接觸電壓的安全值為 50 V。為保證人身安全，電氣裝置的任何部分發(fā)生絕緣故障時，一旦接觸電壓超過 50 V 時，需要在規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷故障部分電源。過電流保護裝置受電氣線路和設(shè)備及自身動作值限制，不能自動切斷電源。剩余電流保護裝置不受負荷電流影響，可與過電流保護裝置配合使用，作間接接觸電擊保護。
 

　　1.2 接地故障保護
 

　　接地是帶電導(dǎo)體和大地、接地的金屬外殼或與地有聯(lián)系的構(gòu)件之間的接觸，其故障可能導(dǎo)致人身電擊傷亡和設(shè)備損壞，嚴重時可能引發(fā)電氣火災(zāi)。接地故障保護過去通常采用過電流保護裝置進行保護，當(dāng)接地故障電流大于過電流保護裝置定值時，由過電流保護裝置切斷故障電路。TT系統(tǒng)中額定電流較大、配電線路較長的線路，TN系統(tǒng)中帶電導(dǎo)線落地接地故障、不安全的金屬性接地故障、電弧性接地故障時，都有可能出現(xiàn)接地故障電流小于過電流保護動作整定電流，過電流保護裝置不動作的情況。剩余電流保護裝置，或帶接地故障保護的斷路器，能可靠地進行接地故障保護。
 

　　1.3 電氣火災(zāi)保護
 

　　電氣火災(zāi)通常由電氣短路引起，電氣短路包括金屬性短路和電弧性短路。前者是帶電導(dǎo)體間(如相與相之間、相與 N 線之間)短路，多以高溫熔焊金屬為通路，故障電流以千安計，高溫易使絕緣氧化而自燃，火災(zāi)危險雖大，但可用帶短路保護的斷路器和熔斷器保護，由斷路器瞬時動作切斷電源，避免火災(zāi)。后者是帶電導(dǎo)體對地短路，多以電弧為通路，故障電流雖小，但一方面電弧長時間延續(xù)，局部溫度高，很容易點燃周邊可燃物質(zhì)，引發(fā)火災(zāi)；另一方面，又不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源。所以電弧性短路引起火災(zāi)危險遠大于金屬性短路。帶剩余電流動作保護功能的斷路器可在過電流保護裝置不動作的情況下切斷保障電路，防止電弧性短路引發(fā)的電氣火災(zāi)。
 

　　二、ASJ系列剩余電流繼電器
 

　　2.1 型號和功能
 

2.2 技術(shù)參數(shù)
 

2.3 典型應(yīng)用
 

三、 剩余電流繼電器的應(yīng)用場合舉例
 

　　3.1 智能化住宅建筑及賓館客房
 

　　住宅及賓館中的電熨斗、電吹風(fēng)、電熱水壺，使用頻率高，容生導(dǎo)線破損、水濺到插座等情況，嚴重危害人身安全，需要監(jiān)測漏電流并進行保護。智能化住宅建筑和賓館客房中安裝了剩余電流繼電器，可以在發(fā)生漏電或觸電的情況下切斷電源，保護人身安全。
 

　　3.2 智能化建筑中的游泳池
 

　　現(xiàn)代運動場、賓館多為帶有游泳池的智能化建筑，為了保證游泳池清潔，一般的游泳池都設(shè)有循環(huán)水泵系統(tǒng)。游泳池是人群密集的場所，為了保證人員的安全，游泳池的循環(huán)水泵系統(tǒng)都要裝設(shè)剩余電流繼電器。保證在循環(huán)水泵系統(tǒng)出現(xiàn)漏電故障時能及時跳閘，切斷電源，保護人身安全。
 

　　3.3 智能化建筑工地
 

　　智能化建筑施工工地常用到散裝水泥和混凝土攪拌機、塔式起重機等各種建筑機械，手鉆、切割機等各種移動式用電工具，需要向它們臨時供電。一般建筑工地環(huán)境潮濕，人員繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用電設(shè)備多為移動式，且配電線路長而復(fù)雜，容易受到外力破壞，很容易造成漏電，危害人員的安全。因此，在建筑工地一般要設(shè)置額定剩余動作電流在30 mA左右的剩余電流繼電器。
 

　　四、 注意事項
 

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

　　4.2  國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) IEC4.79 確定，50Hz交流電流通過人體時，如果不超過30mA時，人體不會因發(fā)生心室纖維性顫動而死亡。因此，特殊場所剩余電流動作繼電器對于漏電電流的設(shè)置要達到人性化。
 

　　4.3 剩余電流式動作繼電器不對相與相、相與零線之間的觸電提供保護；被保護線路不得與未保護線路混用，中性保護線不得重復(fù)接地。
 

　　五、小結(jié)
 

　　隨著工業(yè)及民用低壓電氣系統(tǒng)的安全問題越來越受到關(guān)注及重視，負荷也越來越重要，顯然杜絕或減少因電氣絕緣等問題發(fā)生各類電氣觸電事故，剩余電流動作繼電器將發(fā)揮積作用。安科瑞電氣的ASJ系列剩余電流繼電器自推出以來，在工業(yè)、民用、地鐵、智能建筑等多種場合應(yīng)用，起到了較好的保護效果，值得推廣使用。
 

　　參考文獻
 

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

　　[2] GB 13955—2005 . 剩余電流動作保護裝置安裝和運行 [S].
 

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

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

　　[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊，2020.06版