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[行业技术文章]漏电保护器在民用建筑物电气设计中应用
更新时间:2013-06-01 发布:www.1024sj.com

      摘要:以国家现行规范为根蒂根基,对中小型平易近用建筑物电气设计中漏电庇护器运用的需要性进行了分析,对漏电庇护器在现实工程运用中设计设置装备摆设方式进行了论述。另外提出了使用电子式漏电庇护器应注重的事项  

  漏电庇护器(RCD)在我国运用已多年,堆集了很多经验。可是在中小型平易近用建筑物,出格是室第的电气设计中,运用尚不够重视。由于强制性国家尺度《室第设计规范》(GB50096-1999)自1999年6月1日起实施,进一步强调了居平易近用电的平安性和靠得住性。是以,我们应重视中小型平易近用建筑物供配电线路设计中对漏电的庇护。

     1、安装漏电庇护器的需要性

  接地故障(接地短路)有金属性和电弧性两种形式。故障点熔焊,故障点阻抗可疏忽不计的接地故障为金属性接地故障。这时候装备外壳对地故障电压Uf为PEN线和PE线上电压降之和△U

    Uf=△U=Id(ZPEN+ZPE)
     =(ZPEN+ZPE)U0/Zs
     =[U0(ZPEN+ZPE)]/[ZL+ZPEN+ZPE]

    式中Id——接地故障电流(A);

      U0——相电压(220V);

      ZL、ZPEN、ZPE——各为相线、PEN线、PE线阻抗(Ω)

      ZS——接地故障回路总阻抗(Ω)

    计较中疏忽了变压器阻抗。若是相线和PEN线截面不异,则ZPEN+ZPE=ZL

      Uf=0.5U0=110V

  斟酌建筑物内等电位联络削减触电压的作用,按IEC61200-413间接接触防护-自动切断电源)尺度,一般情况下,可削减约20%的接触电压,则接触电压UC为:
 
  UC=0.8Uf=0.8*110=88V>50V;此UC足以引发人身电击事故。是以,金属性接地故障能使装备外壳带危险接触电压,其主要后果是人身电击。 

    当故障电流Id足够年夜时,回路首真个过流庇护器(断路器、熔断器)也能瞬间动作,避免事故的发生。但Id值不仅与线路截面、长度有关,也与线路毗连、布线方式和维护经管水平等难以估的身分有关,所以靠过流庇护电源其实不靠得住。这就是非论TT系统仍是TN系统,要求在手握式、移动式装备供电的插座回路上必需安装额定动作电流I△n年夜于30mA的瞬动漏电庇护器的缘由所在。

  发生接地故障时,故障点不熔焊而是发生电弧、电火花(密集的电火花即是电弧)的接地故障为电弧性接地故障,如图2所示。电弧、电火花具有很年夜的阻抗,它限制了接地故障电流Id,使过流庇护电器不能动作或延缓许久才能动作,但故障点或毗连不良的PE线接头上经由过程Id时迸发的电弧、电火花的局部高温可高达2000-3000℃,很容易引燃近旁可燃物资,引发电气火灾。 

   由于故障电弧的阻抗年夜,220V相电压年夜部门降落在电弧上,分配在线路上的电压降年夜年夜削减,其成效是UC和Uf年夜年夜小于50V,是以电弧性接地故障只能引发电气火灾而不会招致人身电击事故。

      2、安装两级漏电庇护器

  只在插座回路上安装漏电庇护器的做法不能防范插座回路之外电气线路和装备电弧性接地故障引发的电气火灾,为此应按IEC60364-4-482(火灾防护)和我国《低压配电设计规范》(GB50054-95)要求,在电源进线上再安装一级漏电庇护器,其额定动作电流通常是300mA,并带有约0.15s的延时,以与插座回路上的漏电庇护器有选择性配合。增加这一级漏电庇护器对电气投资虽略有增加,但对防范常见多发的危险接地电弧火灾却是相当重要的。另外不成实现地建筑物配电线路电弧性和金属性的接地故障进行庇护。

      3、四极和二极漏电庇护器的运用 

    电气平安的一个基本要求是尽削减开关电器的级数和触头数和线路的毗连点。开关触头之类的勾当毗连和线路的固定毗连由于种种缘由都可能因导电不良而成为事故原由,而三相回路中的中性线导电不良危险尤甚,这是由于中性线导电不良时装备依然运转,隐患不容易被发现,当三相负荷严重不服衡时将致使三相电压也严重不服衡而烧坏单相装备。所以,应尽限制在中性线增加触头。

  今朝存在一种误解,即认为由于三相负荷不服衡,而中性线截面又小于相线截面,为防中性线过截而装四极开关。但IEC364-4-473(过电流防护措施)尺度和我国低压配电设计规范都划定没必要为此断开中性线,只需在中性线上装设过流检测元件来断来三根相线,使中性线不再有电流,过载问题自然水到渠成了。另外一种误解,即认为带有单相负荷的三相漏电庇护器应采用四极的。其实漏电庇护器的尺度名称是“残剩电流动作庇护器”,它只能在回路中泛起残剩电流(如尽缘损坏引发的对地泄漏电流)时动作,而与回路不服衡电流绝不相关。是以,这些误解造成了现时一些四级漏电庇护器的运用过滥。

  四极(单相为二极)漏电庇护器主要用于TT系统,这可用图3来说明。TT系统回路有一相发生接地故障,故障电流Id在电源接地电阻Rb上发生电压降,使中性线带故障电压Uf=Id*Rb,因中性线是尽缘的,此Uf一时其实不引发事故,但此时若电气装备又发生碰外壳接地故障,漏电庇护器跳闸,Uf将沿着图中虚线所示路径传导至装备外壳。因中性线未被切断,若是Uf年夜于50V,则漏电庇护器跳闸后仍难免发生电击事故。若是TT系统采用的是四极或二极漏电庇护器,则在断开线的同时中性线也被断开,从而切断Uf的传导路径,事故就不致发生。TN-C系统因不允许PEN线经由过程漏电庇护器而没法装设漏电庇护器。TN-S和TN-C-S系统内装备外壳与N线相连通,不存在上述漏电庇护器动作后外壳反而泛起故障电压的问题。由此可知,四极或二极漏电庇护器的运用与被庇护回路三相负荷是否平衡无关,而与回路接地系统类型有关。

      4、采用电子式漏电庇护器应注重的事项 

  电子式漏电庇护器建造简单,价格低廉,是我国普遍采用的漏电庇护器类型。但它分歧于电磁式漏电庇护器类型。电磁式漏电庇护器用故障电流的能来脱扣,而电子式漏电庇护器是用故障回路的残压来脱扣(发生接地故障时,回路电压下降,此残压指故障时漏电庇护器接线端子上的电压,不是指公用电网的电压负误差)。当接地故障点靠近漏电庇护器时,其值太低,不能使漏电庇护器动作来避免事故的发生。是以,当采用电子式漏电庇护器时,应注重漏电庇护器的安装位置不能离插座太近,以保证漏电庇护器处有足够的故障残压。另外,当回路的中性线断线时,回路上的电子式漏电庇护器也将因失压而不能动作,这时候如手持尽缘损坏的手握式和移动式装备将是十分危险的。是以,在使用电子式漏电庇护器时,要斟酌上述身分。

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