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浅谈剩余电流动作保护装置在防接地短路火灾的应用

更新时间:2024-01-31      点击次数:295

吴柯霓

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】国家标准GB13955《漏电保护器的安装和运行》中明确规定为防止电气设备和线路因绝缘损坏引起的电气火灾,宜装设当漏电电流超过预定值时能发出声光信号报警或自动切断电源的漏电保护器。

【关键词】剩余电流动作保护装置;电气火灾防范;

1接地短路是电气火灾的重要原因

国家标准GB13955《漏电保护器的安装和运行》中明确规定为防止电气设备和线路因绝缘损坏引起的电气火灾,宜装设当漏电电流超过预定值时能发出声光信号报警或自动切断电源的漏电保护器。

近年来,我国火灾事故形势严竣,就发生火灾的原因分析,其中电气火灾占火灾总数的25%~30%,占火灾事故原因中*位。电气火灾事故的原因包括电器设备或导线过载、电器设备安装或使用不当,而造成温度升高至危险温度,引起设备本身或周围物体燃烧等,而由于短路引起的事故,达电气火灾事故的40%。短路可分为相间短路和单相短路(接地短路),在对北京地区因电气短路引起的火灾事故分析中,大部分是接地短路起火。接地短路是指相线对大地、接地的金属管道或架构以及设备的金属外壳的短路。接地短路起火危险大都是因为它的短路电流比较小,不足以使过流保护(断路器、熔断器)及时动作切断电源,但在短路处可以产生高温足以引燃近旁可燃物起火。而相间短路的保护齐全,一旦发生短路,短路电流足以使断路器及时断开,切断故障,所以相对而言,引起火灾的危险小得多。

通过分析可知接地短路比一般短路的起火危险大得多。接地短路发生的机率也比一般短路大得多,这一论点不仅见于国外文献,也为我国许多电气火灾事故所证实。其原因是导线对地绝缘水平总比线间绝缘水平要低,形成这种情况的原因有:

线路安装不规范、乱拉乱接;

房屋装修时,忽视电气线路的布置;

电气设备或导线绝缘老化损伤;

施工工艺不良,导线或保护线接触不良;

由于气候条件造成的自然泄漏电流过大。

上述这些原因在电气火灾事故的分析中或安全检查中经常发现,尤其是在公共场所、娱乐设施、服务场所更为突出。由此可见防范电气接地短路是防火灾事故的*点。

2安装剩余电流动作保护装置是防接地短路火灾的有效措施

防范接地短路引起火灾事故在技术上并不困难,国内、外的有效经验是在用电场所的电源进线上装设剩余电流动作保护装置。

防接地短路引起火灾事故可以采用带有剩余电流动作的自动空气断路器,在原有的短路保护、过载保护等保护功能外,还具有接地短路保护功能。在接地短路故障电流即使很小时能及时动作,切断电源。对一旦发生接地短路切断电源,会造成事故或重大损失影响的电气装置或场所,可以在接地短路故障时接入声光报警装置,及时发出危险信号。

带有接地短路保护功能装置的选型,应注意:

(1)接地短路保护装置是剩余电流动作保护装置分级保护中的一个节点,应合理选择在用电系统内的安装位置。

(2)保护装置的剩余动作电流应根据线路的具体条件如线路安装方式、线路绝缘老化程度、线路的环境条件、线路的自然泄漏电流等确定。一般应大于*大自然泄漏电流值的2倍。

(3)为了做好各级保护器的动作配合,接地短路保护装置,应采用延时动作型。

(4)对于通过剩余电流动作继电器配合框架式(DW)大型断路器的接地短路保护装置,由于零序电流互感器变比过大和铁芯磁饱和等原因,其动作电流*小不少于断路器额定电流的20%(0.2IN)。采用这种方式实现接地短路防火灾保护时,只能靠接地短路电流动作而不能通过剩余电流动作继电器动作,实现防止接地短路防火功能。因此,在负荷电流大的用电系统应考虑将剩余电流动作保护器的接地短路保护装置分装在分支线上。

3安科瑞ASJ系列产品介绍

安科瑞ASJ系列剩余电流动作继电器和多回路剩余电流监测仪可与低压断路器或低压接触器等组成组合式剩余电流保护装置,主要适用于交流50Hz,额定电压400V及以下的TT和TN系统配电线路,用来对电气线路进行接地故障保护,防止接地故障电流引起的设备损坏和电气火灾事故,也可用来对人身触电危险提供间接接触保护。

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ASJ10/20系列剩余电流动作继电器

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ASJ60系列剩余电流监测仪

3.1功能介绍

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器具有以下功能:A型或者AC型剩余电流测量,剩余电流越限报警指示,额定剩余动作电流可设定,*限不驱动时间可设定,两组继电器输出,具有就地,远程“测试”、“复位”功能;

ASJ60系列剩余电流监测仪具有以下功能:16路剩余电流监测,1路预警继电器输出,16路报警继电器输出,2路DI输入,自动重合闸功能,远程通讯功能,远程分合闸功能。

3.2技术指标

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器技术指标

项目

指标

AC型

A型

辅助电源

电压

AC110/220V(±10%)

AC/DC85~270V

 

功耗

<5W

<5W

 

输入

额定剩余动作

电流In

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)

 

*限不驱动时间△t

0.1、0.5(s)

0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s)

 

额定剩余不动作

电流Ino

50%In

50%In

动作特性

AC正弦交流电流

AC正弦交流电流、

脉动直流电流

频率

50Hz±5Hz

50Hz±5Hz

动作误差

-20% ~ -10%In

-20% ~ -10%In

输出

输出方式

一组常开、一组转换

一组常闭或常开、一组转换

触点容量

5A 250VAC

5A 30VDC

AL1:8A 250VAC; 5A 30VDC

AL2:6A 250VAC; 5A 30VDC

复位方式

就地、远程

就地、远程、自动

环境

工作温度

运行温度:-20℃ ~ +55℃,存储温度:-30℃ ~ +70℃

工作湿度

≤95%RH,不结露,无腐蚀性气体场所

海拔高度

≤2000m

污染等级

3级

安装类别

Ⅲ类

 

ASJ60系列剩余电流监测仪技术指标

项目

指标

电源

电压范围

AC/DC85V~265V

*大功耗

≤10VA

输入

*大测量支路数

16路

剩余电流测量范围

1mA~30A

额定剩余动作电流I△n

1 mA ~30A连续可调

动作特性

AC正弦交流电流及脉动直流电流

频率

50Hz±5Hz

动作延时

0~10s可设

开关量

2路无源干接点输入

输出

输出方式

1路水浸报警继电器(常开)

16路剩余电流报警继电器(常开)

触点容量

AC 250V/3A DC 30V/3A

重合闸

次数

0~99连续可设

间隔时间

0~999秒连续可设

通讯

方式1

RS485通讯,Modbus-RTU协议

方式2(可选)

4G无线通讯

环境要求

温度

工作温度:-10℃~55℃,存储温度:-30℃~70℃

湿度

≤95%,不结露

海拔

≤2500m

平均***工作时间

≥50000小时

 

3.3选用说明

剩余电流动作继电器在应用时应注意低压系统的接线型式。

系统形式

系统接线

说明

TT系统

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采用ASJ。因为当发生单相接地故障时,故障电流很小,且较难估计,达不到开关的动作电流,外壳上将出现危险电压。

TN-S系统

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可采用ASJ。更快速灵敏切断故障,以提高安全可靠性,此时PE线不得穿过互感器,N线要穿互感器,且不得重复接地。

其余接线型式需要改造成以上两种型式使用,防止出线误动作或者不动作的情况。剩余电流互感器的选择应根据主回路的额定电流为参考选择,

型号

孔径

主回路额定电流

变比

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

实际应如图所示,互感器安装在主回路或者支路上,通过测量剩余电流判断是否驱动断路器动作。

ASJ10/20剩余电流继电器典型应用

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ASJ60剩余电流监测仪典型应用


3.4注意事项

当采用剩余电流动作保护器(RCD)作为电击防护附加防护措施时,应符合下列规定:


参考文献:

  1. 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.06版

  2. 剩余电流动作保护装置在防接地短路火灾的应用


作者简介:吴柯霓,女,安科瑞电气股份有限公司,主要从事剩余电流动作保护器的研发与应用