有關剩余電流動作繼電器在農畜房屋中的應用方案

      摘要：介紹了農畜房屋的環境特點，以及剩余電流保護器，作為一種漏電保護器，在農畜房屋中的應用。 

關鍵詞：農畜房屋；剩余電流動作繼電器 

      引言：

      農畜房屋指牛棚、馬廄、豬圈、雞舍之類對電擊敏感的動物飼養場所和干草、麥秸等可燃物的堆儲庫房等建筑物，它屬畜禽電擊和火災危險場所。隨著我國電氣化飼養場的發展和農業電氣化水平的提高，農畜房屋的電氣事故也隨之增多。飼養設備，如飼料槽、自動飲水槽、糞便自動清除槽和各類管道多為導電的大型金屬導電件，容易傳導故障電壓。畜禽較人更易受電的傷害,接觸電壓大于25V 往往就可電擊致死。一些大牲畜的首尾和前后腳的距離大，容易同時接觸兩不同電位而招致電擊危險。如圖1一牛棚內自動清除糞便的電動機因絕緣故障帶危險電壓Uf。如圖中虛線所示，此電壓經一金屬傳動桿傳導至糞便槽的金屬槽框上。圖23-14中的乳牛后腳與帶電壓的金屬槽框接觸，而其嘴鼻則與帶地電位的金屬飲水槽接觸。電位差Uf將使被拴鎖的乳牛因無法掙脫，電擊致死 。

     

      農畜房屋不少為易燃的木質結構，而庫房內堆放的麥秸、稻草之類也多為可燃物，容易被電氣高溫或電弧、電火花引燃起火。這類房屋被劃為BE2 類火災危險場所。

      農畜房屋內可能被畜禽同時觸及的裝置外導電部分和外露導電部分，諸如金屬的飼料槽、飲水槽、糞便自動清除槽、擠奶設備、拴系金屬桿、門窗金屬框架、管道、欄桿等大型導電物體都需通過PE 線和聯結線互相連通以實現局部等電位聯結。需要注意的是大牲畜對電位差敏感外，由于簽好腳間距大，雷擊時承受的跨步電壓也大于人體，為此需重視地面電位的平衡，被拴鎖的奶牛之類的大牲畜的豢養處的地面下，應鋪150mmX150mm 的金屬網格并與局部等電位聯結相連通。 

      另外，畜禽飼養場所常需要用水沖洗和清掃，因此裝用的電氣設備應具備防噴水保護功能，其防護等級不得低于IP35.開關電器的安裝位置應使它不受畜禽的碰撞，畜禽所處位置應使它不妨礙管理人員對電氣設備進行操作和維護。

      白熾燈之類正常工作時能產生高溫的設備應隔離干草、麥秸堆垛等可燃物足夠的距離。如采用電熱設備，應將其固定安裝，使其不能輕易挪動，且安裝位置應距畜禽豢養處和可燃物適當距離，以防傷害畜禽和烤燃可燃物起火。如果裝用多臺紅外線采暖器，其相互間距應不小于0.5m。

      剩余電流繼電器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準值相比較，當剩余電流值超過基準值時，發出一個機械開閉信號（使機械開關電器脫扣或聲光報警裝置發出報警）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，因而可以在智能建筑供配電系統中廣泛應用。

      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，以防止由于電氣設備絕緣損壞發生損壞事故。當電路發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生絕緣故障時，一旦接觸電壓超過 50 V 時，需要在規定的時間內自動切斷故障部分電源。過電流保護裝置受電氣線路和設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。

      接地是帶電導體和大地、接地的金屬外殼或與地有聯系的構件之間的接觸，其故障可能導致人身電擊傷亡和設備損壞，嚴重時可能引發電氣火災。接地故障保護過去通常采用過電流保護裝置進行保護，當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系統中額定電流較大、配電線路較長的線路，TN系統中帶電導線落地接地故障、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。

      電氣火災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。后者是帶電導體對地短路，多以電弧為通路，故障電流雖小，但一方面電弧長時間延續，局部溫度高，很容易點燃周邊可燃物質，引發火災；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的電氣火災。

注：①ASJ10L- LD1A額定剩余動作電流IΔn為10mA-30A連續可調；

②ASJ10L- LD1A極限不驅動時間Δn為0-10S連續可調。

      4.1 剩余電流動作繼電器外部所有接線要正確，否則可能導致誤動作和拒動作。

      4.2 通農畜房屋內的末端插座回路上應裝設IO不大于30mA 的瞬動RCD。老版 IEC 標準建議如果回路的正常泄漏電流IS 不大，裝設Iom小于30mA 的RCD(如IO為10mA 或6mA 的RCD),以更好適應畜禽對電擊敏感的特點。堆集麥秸、稻草等可燃物的房屋屬BE2 類火災危險場所，IEC 標準規定其電源進線處防接地火災RCD 的IO值不應大于300mA,動作時間不宜大于1S。 

      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接地。

      中國是一個農業大國,畜禽業是農業的重要組成部分，畜禽業安全良性發展對我國經濟民生有著重要作用，剩余電流動作繼電器安裝使用在農畜豢養場所中，可以起到較好的保護作用，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] 王厚余 . 低壓電氣裝置的設計安裝和檢驗 [M]. 中國電力出版社出版社. 

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

      [5] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2020.06版