2015年安全工程師考試《生產(chǎn)技術(shù)》考點:剩余電流動作保護

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　　剩余電流動作保護

　　剩余電流動作保護又稱漏電保護，是利用剩余電流動作保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施。所謂剩余電流，是指流過剩余電流動作保護裝置主回路電流瞬時值的相量和(用有效值表示)。剩余電流動作保護裝置簡稱RCD，主要用于防止人身電擊，防止因接地故障引起的火災(zāi)和監(jiān)測一相接地故障。剩余電流動作保護裝置的主要功能是提供間接接觸電擊保護，而額定漏電動作電流不大于30mA的剩余電流動作保護裝置，在其他保護措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補充保護，但不能作為基本的保護措施。

　　(1)剩余電流動作保護裝置的工作原理

　　剩余電流動作保護裝置的組成參見圖2―11剩余電流動作保護裝置組成框圖。

　　剩余電流動作保護裝置由檢測元件、中間環(huán)節(jié)(包括放大元件和比較元件)、執(zhí)行機構(gòu)三個基本環(huán)節(jié)及輔助電源和試驗裝置構(gòu)成。

　　1)檢測元件。是一個零序電流互感器，參見圖2―10。圖中，N1是互感器的一次邊，由被保護的主電路的相線和中性線穿過環(huán)行鐵心構(gòu)成;N2為互感器的二次邊，由均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成。檢測元件的作用是將漏電電流信號轉(zhuǎn)換為電壓或功率信號輸出給中間環(huán)節(jié)。

　　2)中間環(huán)節(jié)。通常含有放大器、比較器等，對來自零序電流互感器的漏電信號進行處理。

　　3)執(zhí)行機構(gòu)。指漏電動作脫扣器等，用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號;實施動作。

　　4)輔助電源。是提供電子電路工作所需的低壓電源。

　　5)試驗裝置。由一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路構(gòu)成，模擬漏電的路徑，以試驗裝置是否能夠正常動作。

　　其工作原理見圖2―12。在電路正常的情況下，通過TA一次邊電流的相量和等于零，TA鐵心中磁通的相量和也為零，TA二次邊不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，剩余電流動作保護裝置不動作，系統(tǒng)保持正常供電。

　　當(dāng)電路發(fā)生漏電或有人觸電時，漏電電流的存在使通過TA一次邊各相負(fù)荷電流的相量和不再等于零，即產(chǎn)生了剩余電流。此時，TA鐵心中磁通的相量和也不再為零，即在鐵心中出現(xiàn)了交變磁通。由此，使TA二次邊線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即得到漏電信號。經(jīng)中間環(huán)節(jié)對此漏電信號進行處理和比較，當(dāng)達到預(yù)定值時，漏電脫扣器動作，驅(qū)動主開關(guān)QF自動跳閘，從而迅速切斷被保護電路的供電電源，實現(xiàn)保護。

　　(2)剩余電流動作保護裝置的主要技術(shù)參數(shù)

　　剩余電流動作保護裝置最基本的技術(shù)參數(shù)包括額定剩余電流動作電流和分?jǐn)鄷r間。

　　1)額定剩余動作電流(I△n)

　　是制造廠對剩余電流動作保護裝置規(guī)定的剩余動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護裝置應(yīng)在規(guī)定的條件下動作。該值反映了剩余電流動作保護裝置的靈敏度。

　　我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定漏電動作電流值為：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、l、3、5、10、20、30A共13個等級。其中，0.03A及其以下者屬高靈敏度、主要用于防止各種人身觸電事故;0.03A以上至1A者屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi);1A以上者屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故。

　　2)額定剩余不動作電流(I△n0)

　　是制造廠對剩余電流動作保護裝置規(guī)定的剩余不動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護裝置應(yīng)在規(guī)定的條件下不動作。為了防止誤動作，剩余電流動作保護裝置的額定剩余不動作電流不得低于額定剩余動作電流的1/2。

　　3)分?jǐn)鄷r間

　　是指從突然施加剩余動作電流的瞬間起到所有極電弧熄滅瞬間，即被保護電路完全被切斷為止所經(jīng)過的時間。剩余電流動作保護裝置根據(jù)分?jǐn)鄷r間的不同，分為一般型和延時型兩種。延時型剩余電流動作保護裝置人為地設(shè)置于延時，以適應(yīng)分級保護的需要，主要用于分級保護的首端，僅適用于I△n>0.03A的間接接觸電擊防護。延時型剩余電流動作保護裝置的延時時間優(yōu)選值為：0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s.分級保護時，延時型剩余電流動作保護裝置延時時間的級差為0.2s。

　　我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的直接接觸電擊補充保護用剩余電流動作保護裝置的最大分?jǐn)鄷r間見表2---5。

　　(3)剩余電流動作保護裝置的防護要求

　　1)對直接接觸電擊事故的防護

　　在直接接觸電擊事故防護中，剩余電流保護裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護措施的補充保護措施。從剩余電流動作保護的機理可知，其保護并不包括對相與相、相與N線間形成的直接接觸電擊事故的防護。

　　2)對間接接觸電擊事故的防護

　　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(shè)備絕緣損壞發(fā)生接地故障時，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體持續(xù)帶有危險電壓而產(chǎn)生電擊事故。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裝置的動作電流值時，過電流保護裝置不動作，不能消除電擊危險，此時，需要依靠剩余電流動作保護裝置的動作來切斷電源，實現(xiàn)保護。

　　剩余電流動作保護裝置用于間接接觸電擊事故防護時，應(yīng)正確地與電網(wǎng)的系統(tǒng)接地型式相配合。在TN系統(tǒng)中，必須將TN―C系統(tǒng)改造為TN―C―S、TN―S系統(tǒng)或局部TT系統(tǒng)后，才可安裝使用剩余電流動作保護裝置。在TN―C―S系統(tǒng)中，剩余電流動作保護裝置只允許用在N線與PE線分開部分。

　　3)對電氣火災(zāi)的防護

　　為防止電氣設(shè)備或線路因絕緣損壞形成接地故障引起的電氣火災(zāi)，應(yīng)裝設(shè)當(dāng)接地故障電流超過預(yù)定值時，能發(fā)出報警信號或自動切斷電源的剩余電流動作保護裝置。

　　為防止電氣火災(zāi)發(fā)生而安裝剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，應(yīng)對建筑物內(nèi)防火區(qū)域作出合理的分布設(shè)計，確定適當(dāng)?shù)目刂票Ｗo范圍。該電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的剩余電流動作的預(yù)定值和預(yù)定動作時間，應(yīng)滿足分級保護的動作特性相配合的要求。

　　(4)必須安裝剩余電流動作保護裝置的設(shè)備和場所

　　1)末端保護

　?、賹儆贗類的移動式電氣設(shè)備;

　　②生產(chǎn)用的電氣設(shè)備;

　?、凼┕すさ氐碾姎鈾C械設(shè)備;

　　④安裝在戶外的電氣裝置;

　?、菖R時用電的電氣設(shè)備;

　　⑥機關(guān)、學(xué)校、賓館、飯店、企事業(yè)單位和住宅等除壁掛式空調(diào)電源插座外的其他電源插座或插座回路;

　?、哂斡境亍娝?、浴池的電氣設(shè)備;

　　⑧醫(yī)院中可能直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備;

　?、崞渌枰惭b剩余電流動作保護裝置的場所。

　　2)線路保護

　　低壓配電線路根據(jù)具體情況采用二級或三級保護時，在總電源端、分支線首端或線路末端(農(nóng)村集中安裝電能表箱、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的電源配電箱)安裝剩余電流動作保護裝置。

　　(5)剩余電流動作保護裝置的運行和管理

　　為了確保剩余電流動作保護裝置的正常運行，必須加強運行管理。剩余電流動作保護裝置投入運行后，運行管理單位應(yīng)建立相應(yīng)的管理制度，并建立動作記錄。

　　1)對使用中的剩余電流動作保護裝置應(yīng)定期用試驗按鈕檢查其動作特性是否正常。

　　雷擊活動期和用電高峰期應(yīng)增加試驗次數(shù)。用于手持電動工具和移動式電氣設(shè)備和不連續(xù)使用剩余電流動作保護裝置，應(yīng)在每次使用前進行試驗。因各種原因停運的剩余電流動作保護裝置再次使用前，應(yīng)進行通電試驗，檢查裝置的動作情況是否正常。對已發(fā)現(xiàn)的有故障的剩余電流動作保護裝置應(yīng)立即更換。

　　2)為檢驗剩余電流動作保護裝置在運行中的動作特性及其變化，運行管理單位應(yīng)配置專用測試儀器，并應(yīng)定期進行動作特性試驗。動作特性試驗項目包括測試剩余動作電流值、測試分?jǐn)鄷r間、測試極限不驅(qū)動時間。進行特性試驗時，應(yīng)使用經(jīng)國家有關(guān)部門檢測合格的專用測試設(shè)備，由專業(yè)人員進行。嚴(yán)禁采用相線直接對地短路或利用動物作為試驗物的方法進行試驗。

　　3)電子式剩余電流動作保護裝置，根據(jù)電子元器件有效工作壽命要求，工作年限一般為6年。超過規(guī)定年限應(yīng)進行全面檢測，根據(jù)檢測結(jié)果;決定可否繼續(xù)使用。

　　4) 運行中剩余電流動作保護器動作后，應(yīng)認(rèn)真檢查其動作原因，排除故障后再合閘送電。經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)動作原因時，允許試送電一次。如果再次動作，應(yīng)查明原因，找出故障，不得連續(xù)強行送電。必要時對其進行動作試驗，經(jīng)檢查確認(rèn)剩余電流保護裝置本身發(fā)生故障時，應(yīng)在最短時間內(nèi)予以更換。嚴(yán)禁退出運行、私自撤除或強行送電。

　　5)剩余電流動作保護裝置運行中遇有異常現(xiàn)象，應(yīng)由專業(yè)人員進行檢查處理，以免擴大事故范圍。剩余電流動作保護裝置損壞后，應(yīng)由專業(yè)單位進行檢查維護。

　　6)在剩余電流動作保護裝置的保護范圍內(nèi)發(fā)生電擊傷亡事故，應(yīng)檢查剩余電流動作保護裝置的動作情況，分析未能起到保護作用的原因，在未調(diào)查前，不得拆動剩余電流動作保護裝置。

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