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淺談剩余電流動作保護裝置在防接地短路火災的應(yīng)用

更新時間：2024-01-31

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吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

【摘要】國家標準GB13955《漏電保護器的安裝和運行》中明確規(guī)定為防止電氣設(shè)備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災，宜裝設(shè)當漏電電流超過預定值時能發(fā)出聲光信號報警或自動切斷電源的漏電保護器。

【關(guān)鍵詞】剩余電流動作保護裝置；電氣火災防范；

1接地短路是電氣火災的重要原因

國家標準GB13955《漏電保護器的安裝和運行》中明確規(guī)定為防止電氣設(shè)備和線路因絕緣損壞引起的電氣火災，宜裝設(shè)當漏電電流超過預定值時能發(fā)出聲光信號報警或自動切斷電源的漏電保護器。

近年來，我國火災事故形勢嚴竣，就發(fā)生火災的原因分析，其中電氣火災占火災總數(shù)的25%～30%，占火災事故原因中*位。電氣火災事故的原因包括電器設(shè)備或?qū)Ь€過載、電器設(shè)備安裝或使用不當，而造成溫度升高至危險溫度，引起設(shè)備本身或周圍物體燃燒等，而由于短路引起的事故，達電氣火災事故的40%。短路可分為相間短路和單相短路(接地短路)，在對北京地區(qū)因電氣短路引起的火災事故分析中，大部分是接地短路起火。接地短路是指相線對大地、接地的金屬管道或架構(gòu)以及設(shè)備的金屬外殼的短路。接地短路起火危險大都是因為它的短路電流比較小，不足以使過流保護(斷路器、熔斷器)及時動作切斷電源，但在短路處可以產(chǎn)生高溫足以引燃近旁可燃物起火。而相間短路的保護齊全，一旦發(fā)生短路，短路電流足以使斷路器及時斷開，切斷故障，所以相對而言，引起火災的危險小得多。

通過分析可知接地短路比一般短路的起火危險大得多。接地短路發(fā)生的機率也比一般短路大得多，這一論點不僅見于國外文獻，也為我國許多電氣火災事故所證實。其原因是導線對地絕緣水平總比線間絕緣水平要低，形成這種情況的原因有：

線路安裝不規(guī)范、亂拉亂接；

房屋裝修時，忽視電氣線路的布置；

電氣設(shè)備或?qū)Ь€絕緣老化損傷；

施工工藝不良，導線或保護線接觸不良；

由于氣候條件造成的自然泄漏電流過大。

上述這些原因在電氣火災事故的分析中或安全檢查中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，尤其是在公共場所、娛樂設(shè)施、服務(wù)場所更為突出。由此可見防范電氣接地短路是防火災事故的*點。

2安裝剩余電流動作保護裝置是防接地短路火災的有效措施

防范接地短路引起火災事故在技術(shù)上并不困難，國內(nèi)、外的有效經(jīng)驗是在用電場所的電源進線上裝設(shè)剩余電流動作保護裝置。

防接地短路引起火災事故可以采用帶有剩余電流動作的自動空氣斷路器，在原有的短路保護、過載保護等保護功能外，還具有接地短路保護功能。在接地短路故障電流即使很小時能及時動作，切斷電源。對一旦發(fā)生接地短路切斷電源，會造成事故或重大損失影響的電氣裝置或場所，可以在接地短路故障時接入聲光報警裝置，及時發(fā)出危險信號。

帶有接地短路保護功能裝置的選型，應(yīng)注意：

(1)接地短路保護裝置是剩余電流動作保護裝置分級保護中的一個節(jié)點，應(yīng)合理選擇在用電系統(tǒng)內(nèi)的安裝位置。

(2)保護裝置的剩余動作電流應(yīng)根據(jù)線路的具體條件如線路安裝方式、線路絕緣老化程度、線路的環(huán)境條件、線路的自然泄漏電流等確定。一般應(yīng)大于*大自然泄漏電流值的2倍。

(3)為了做好各級保護器的動作配合，接地短路保護裝置，應(yīng)采用延時動作型。

(4)對于通過剩余電流動作繼電器配合框架式(DW)大型斷路器的接地短路保護裝置，由于零序電流互感器變比過大和鐵芯磁飽和等原因，其動作電流*小不少于斷路器額定電流的20%(0.2IN)。采用這種方式實現(xiàn)接地短路防火災保護時，只能靠接地短路電流動作而不能通過剩余電流動作繼電器動作，實現(xiàn)防止接地短路防火功能。因此，在負荷電流大的用電系統(tǒng)應(yīng)考慮將剩余電流動作保護器的接地短路保護裝置分裝在分支線上。

3安科瑞ASJ系列產(chǎn)品介紹

安科瑞ASJ系列剩余電流動作繼電器和多回路剩余電流監(jiān)測儀可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)備損壞和電氣火災事故，也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護。

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀

3.1功能介紹

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器具有以下功能：A型或者AC型剩余電流測量，剩余電流越限報警指示，額定剩余動作電流可設(shè)定，*限不驅(qū)動時間可設(shè)定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠程“測試"、“復位"功能；

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀具有以下功能：16路剩余電流監(jiān)測，1路預警繼電器輸出，16路報警繼電器輸出，2路DI輸入，自動重合閘功能，遠程通訊功能，遠程分合閘功能。

3.2技術(shù)指標

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器技術(shù)指標

項目		指標
		AC型		A型
輔助電源	電壓	AC110/220V（±10%）		AC/DC85~270V
	功耗	<5W		<5W
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)
	*限不驅(qū)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、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	一組常開、一組轉(zhuǎn)換	一組常閉或常開、一組轉(zhuǎn)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
環(huán)境	工作溫度	運行溫度：-20℃ ~ +55℃，存儲溫度：-30℃ ~ +70℃
	工作濕度	≤95%RH，不結(jié)露，無腐蝕性氣體場所
	海拔高度	≤2000m
	污染等級	3級
	安裝類別	Ⅲ類

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀技術(shù)指標

項目		指標
電源	電壓范圍	AC/DC85V~265V
電源	*大功耗	≤10VA
輸入	*大測量支路數(shù)	16路
	剩余電流測量范圍	1mA~30A
	額定剩余動作電流I△n	1 mA ~30A連續(xù)可調(diào)
	動作特性	AC正弦交流電流及脈動直流電流
	頻率	50Hz±5Hz
	動作延時	0~10s可設(shè)
	開關(guān)量	2路無源干接點輸入
輸出	輸出方式	1路水浸報警繼電器（常開） 16路剩余電流報警繼電器（常開）
輸出	觸點容量	AC 250V/3A DC 30V/3A
重合閘	次數(shù)	0~99連續(xù)可設(shè)
重合閘	間隔時間	0~999秒連續(xù)可設(shè)
通訊	方式1	RS485通訊，Modbus-RTU協(xié)議
通訊	方式2（可選）	4G無線通訊
環(huán)境要求	溫度	工作溫度：-10℃~55℃，存儲溫度：-30℃~70℃
	濕度	≤95%，不結(jié)露
	海拔	≤2500m
平均***工作時間		≥50000小時

3.3選用說明

剩余電流動作繼電器在應(yīng)用時應(yīng)注意低壓系統(tǒng)的接線型式。

系統(tǒng)形式	系統(tǒng)接線	說明
TT系統(tǒng)		采用ASJ。因為當發(fā)生單相接地故障時，故障電流很小，且較難估計，達不到開關(guān)的動作電流，外殼上將出現(xiàn)危險電壓。
TN-S系統(tǒng)		可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時PE線不得穿過互感器，N線要穿互感器，且不得重復接地。

其余接線型式需要改造成以上兩種型式使用，防止出線誤動作或者不動作的情況。剩余電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)主回路的額定電流為參考選擇，

型號	孔徑	主回路額定電流	變比
AKH-0.66L45	45mm	80A	1A:1mA
AKH-0.66L80	80mm	250A	1A:1mA
AKH-0.66L100	100mm	400A	1A:1mA
AKH-0.66L150	150mm	630A	1A:1mA
AKH-0.66L200	200mm	1000A	1A:1mA
AKH-0.66L-260*100II	265*104mm	1000A	1A:1mA

實際應(yīng)如圖所示，互感器安裝在主回路或者支路上，通過測量剩余電流判斷是否驅(qū)動斷路器動作。

ASJ10/20剩余電流繼電器典型應(yīng)用

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ASJ60剩余電流監(jiān)測儀典型應(yīng)用

3.4注意事項

當采用剩余電流動作保護器（RCD）作為電擊防護附加防護措施時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

額定剩余電流動作值不應(yīng)大于30mA；
額定電流不超過32A的下列回路應(yīng)裝設(shè)剩余電流動作保護器（RCD）：
供一般人員使用的電源插座回路；
室內(nèi)移動電氣設(shè)備；
人員可觸及的室外電氣設(shè)備。
剩余電流動作保護器（RCD）不應(yīng)作為*一的保護措施；
采用剩余電流動作保護器（RCD）時應(yīng)裝設(shè)保護接地導體（PE）。

參考文獻：

安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.06版
剩余電流動作保護裝置在防接地短路火災的應(yīng)用

作者簡介：吳柯霓，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事剩余電流動作保護器的研發(fā)與應(yīng)用