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技術文章

剩余電流動作繼電器結合帶重合閘功能斷路器的一種綜合應用

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摘要:本文通過介紹剩余電流動作繼電器的功能特點,以及結合帶有重合閘功能的斷路器配合使用的方法研究,探討了剩余電流動作繼電器在電機場所中一種綜合使用方法。既可以保障產品用電安全,又可以將臨時故障造成的斷路器跳閘進行重合閘復位,為設備正常運行提供保障。

 

關鍵詞:剩余電流動作繼電器;帶重合閘功能的斷路器;用電安全

 

引言:

隨著我國低壓電氣系統及經濟建設規模的不斷發展,人們對提高供電能力及安全也提出了更高的要求,尤其在一些用電使用場所中,常常出現線路設備觸、漏電事故和接地短路而引起火災等安全隱患和經濟損失。因此創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、防止電氣設備或線路漏電大而引起的火災。

 

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。

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。

1.2 接地故障保護

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。

1.3 電氣火災保護

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。

二、ASJ系列剩余電流繼電器

2.1 型號和功能

型號

基本功能

安裝方式

圖片

ASJ10-LD1C

AC型剩余電流測量;電流越限報警指示;額定剩余動作電流可設定;極限不驅動時間可設定;兩組繼電器輸出;

具有就地,遠程“測試"、“復位"功能。

導軌

(DIN35mm)

 

ASJ10-LD1A

A型剩余電流測量;電流百分比光柱顯示;額定剩余動作電流可設定;極限不驅動時間可設定;兩組繼電器輸出(通過面板撥碼開關);具有就地,遠程“測試"、“復位"功能。

 

ASJ10L- LD1A

A型剩余電流測量;額定剩余動作電流可設定;極限不驅動時間可設定;兩組繼電器輸出;互感器斷線報警可設;預報警值可設;返回值可設;可選功能:RS485通訊;具有就地,遠程“測試"、“復位"功能;25條事件記錄。

 

ASJ20-LD1C

AC型剩余電流測量;電流越限報警指示;額定剩余動作電流可設定;極限不驅動時間可設定;兩組繼電器輸出;

具有就地,遠程“測試"、“復位"功能。

屏裝式

(48方形)

 

ASJ20-LD1A

A型剩余電流測量;電流百分比光柱顯示;額定剩余動作電流可設定;極限不驅動時間可設定;兩組繼電器輸出(可設定) ;具有就地,遠程“測試"、“復位"功能。

 

 

2.2 技術參數

技術參數

指標

AC型

A型

輸入

額定剩余動作電流I△n

0.03、0.1、0.3、0.5(A)

0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、30(A)

極限不驅動時間△t

0.1、0.5(s)

0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s)

額定剩余不動作電流I△no

50%I△n

50%I△n

動作特性

AC正弦交流電流

AC正弦交流電流及脈動直流電流

頻率

50Hz±5Hz

50Hz±5Hz

動作誤差

-20% ~ -10%I△n

-20% ~ -10%I△n

輸出

輸出方式

一組常閉、一組轉換

一組常閉或常開、一組轉換

觸點容量

5A 250VAC  

5A 30VDC

AL1:8A 250VAC  5A 30VDC

AL2:6A 250VAC  5A 30VDC

復位方式

就地、遠程

就地、遠程、自動

電源

電壓范圍

AC110V、AC220V

(允許誤差±10%)

AC/DC85 ~270V

功耗

≤5W

工頻耐壓

電源//輸入//輸出之間交流有效值2kV/1min

正常工作條件

溫度

運行溫度:-20℃ ~ +55℃,存儲溫度:-30℃ ~ +70℃

濕度

≤95%RH,不結露,無腐蝕性氣體場所

海拔

≤2000m

污染等級

3級

安裝類別

Ⅲ類

 

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

ASJ10L- LD1A極限不驅動時間Δn為0-10S連續可調。

 

三、 剩余電流繼電器和帶重合閘功能斷路器配合使用的介紹

 

                      

 配合使用原理圖

 

通常情況下,用電設備只要漏電電流達到了設定值,那么剩余電流動作繼電器就會響應報警并對漏電斷路器發出信號,驅使漏電斷路器進行跳閘保護。理論上該方式可以有效保護用電設備及其線路安全。但有些特殊情況下,該方式也會帶來其他不便。例如雷暴或者其他短暫瞬間接觸也會產生設備表面帶電,并使漏電斷路器跳閘,這種故障只是偶爾瞬發的,并不是真正的漏電故障,這種情況下,斷路器跳閘會使設備停止運行,帶來巨大經濟損失。針對這種情況,如果漏電斷路器附帶重合閘復位功能,則可解決這種情況。瞬間故障,斷路器跳閘后,剩余電流動作繼電器對故障線路持續實時監測和監控,對重合閘裝置發出重合閘指令,驅使漏電斷路器第一時間進行重合閘復位,不需要人工花費大量時間進行線路排查復位。這種搭配組合既可以有效對低壓配電系統線路和設備絕緣的實時監控,起到提前對漏電事故的預警和漏電保護作用,繼電器可以提供持續實時監測和監控,也可避免因瞬時故障導致斷路器跳閘造成設備停止運行,帶來巨大損失。剩余電流動作繼電器結合帶重合閘功能斷路器的綜合使用有很強的針對性,是對剩余電流動作繼電器更加靈活的運用,對保護國家財產,保障人民生命財產安全和建設和諧社會具有重要的現實意義。

 

 

三、 剩余電流繼電器的其他應用場合舉例

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、電熱水壺,使用頻率高,容易發生導線破損、水濺到插座等情況,嚴重危害人身安全,需要監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,一般的游泳池都設有循環水泵系統。游泳池是人群密集的場所,為了保證人員的安全,游泳池的循環水泵系統都要裝設剩余電流繼電器。保證在循環水泵系統出現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。一般建筑工地環境潮濕,人員繁多,結構復雜,用電設備多為移動式,且配電線路長而復雜,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,否則可能導致誤動作和拒動作。

4.2  國際電工委員會標準 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接地。

五、小結

 

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


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