周穎 

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：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)已滿足對(duì)接地故障保護(hù)的靈敏度要求。

關(guān)鍵詞：剩余電流動(dòng)作繼電器；接地故障；觸、漏電保護(hù)；用電安全

引言：

      隨著我低壓電氣系統(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高的要求，尤其在一些用電使用場(chǎng)所中，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)作繼電器用來防止以上事故是一種的保護(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)備或線路漏電大而引起的火災(zāi)。

一、剩余電流繼電器的原理

      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。所以原理圖中，在漏電保護(hù)器右側(cè)的電流總和應(yīng)為，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，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( 對(duì)序電流保護(hù)假定不考慮不平衡電流)，因此，序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號(hào)輸出，操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)無動(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，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，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， 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，這樣使流過人體的電流很小，控制在30mA 以內(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，也能保護(hù)觸電者的安全，因?yàn)橥ㄟ^操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電抗R 控制流過觸電者的電流在30mA 以內(nèi)；如果是在異相發(fā)生二次觸電，那么通過操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的處理環(huán)節(jié)帶動(dòng)萬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GSM 通信網(wǎng)電話和短信通知提醒電工管理人員對(duì)有關(guān)線路和設(shè)備漏電情況進(jìn)行排查，達(dá)到防患于未然。

二、剩余電流繼電器的主要用途

2.1 間接接觸電擊保護(hù)

      間接接觸電擊保護(hù)的措施是自動(dòng)切斷電源。GB 13955“對(duì)間接接觸電擊事故的防護(hù)"規(guī)定：“間接接觸電擊事故防護(hù)的主要措施是采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)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(hù)裝置的動(dòng)作電流值時(shí)，應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)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(shí)，一旦接觸電壓超過 50 V 時(shí)，需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷故障部分電源。過電流保護(hù)裝置受電氣線路和設(shè)備及自身動(dòng)作值限制，不能自動(dòng)切斷電源。剩余電流保護(hù)裝置不受負(fù)荷電流影響，可與過電流保護(hù)裝置配合使用，作間接接觸電擊保護(hù)。

2.2 接地故障保護(hù)

      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(yán)重時(shí)可能引發(fā)電氣火災(zāi)。接地故障保護(hù)過去通常采用過電流保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)接地故障電流大于過電流保護(hù)裝置定值時(shí)，由過電流保護(hù)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(zhǎng)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(shí)，都有可能出現(xiàn)接地故障電流小于過電流保護(hù)動(dòng)作整定電流，過電流保護(hù)裝置不動(dòng)作的情況。剩余電流保護(hù)裝置，或帶接地故障保護(hù)的斷路器，能可靠地進(jìn)行接地故障保護(hù)。

2.3 電氣火災(zāi)保護(hù)

      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。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(jì)，高溫易使絕緣氧化而自燃，火災(zāi)危險(xiǎn)雖大，但可用帶短路保護(hù)的斷路器和熔斷器保護(hù)，由斷路器瞬時(shí)動(dòng)作切斷電源，避免火災(zāi)。后者是帶電導(dǎo)體對(duì)地短路，多以電弧為通路，故障電流雖小，但一方面電弧長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)，局部溫度高，很容易點(diǎn)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(dòng)作跳閘切斷電源。所以電弧性短路引起火災(zāi)危險(xiǎn)遠(yuǎn)大于金屬性短路。帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)功能的斷路器可在過電流保護(hù)裝置不動(dòng)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)。

三、安科瑞ASJ系列剩余電流繼電器介紹

3.1 型號(hào)和功能

3.2 技術(shù)參數(shù)

注：①ASJ10L- LD1A額定剩余動(dòng)作電流IΔn為10mA-30A連續(xù)可調(diào)；

②ASJ10L- LD1A極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間Δn為0-10S連續(xù)可調(diào)。

四、 剩余電流繼電器的其他應(yīng)用場(chǎng)合舉例

4.1 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，容易發(fā)生導(dǎo)線破損、水濺到插座等情況，嚴(yán)重危害人身安全，需要監(jiān)測(cè)漏電流并進(jìn)行保護(hù)。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(hù)人身安全。

4.2 智能化建筑中的游泳池

      現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、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(chǎng)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(shí)能及時(shí)跳閘，切斷電源，保護(hù)人身安全。

4.3 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(jī)、塔式起重機(jī)等各種建筑機(jī)械，手鉆、切割機(jī)等各種移動(dòng)式用電工具，需要向它們臨時(shí)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(dòng)式，且配電線路長(zhǎng)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(dòng)作電流在30 mA左右的剩余電流繼電器。

五、 注意事項(xiàng) 

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

5.2  際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) IEC4.79 確定，50Hz交流電流通過人體時(shí)，如果不超過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，特殊場(chǎng)所剩余電流動(dòng)作繼電器對(duì)于漏電電流的設(shè)置要達(dá)到人性化。 

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

六、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)線路和設(shè)備絕緣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，起到提對(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)，減少漏電開關(guān)因漏點(diǎn)突變引起的頻繁跳閘帶來的經(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)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，我在建和已建的建筑物，違規(guī)使用不符標(biāo)準(zhǔn)的電氣線路及設(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。

七、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(fù)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(dòng)作繼電器將發(fā)揮積極作用。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(chǎng)合應(yīng)用，起到了的保護(hù)效果，值得推廣使用。

參考文獻(xiàn) 

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

作者簡(jiǎn)介：

周穎，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電