2014年注册安全工程师《安全生产事故案例分析》教材基础精讲辅导电子书(免费版)

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   剩余电流动作保护

   剩余电流动作保护又称漏电保护,是利用剩余电流动作保护装置来防止电气事故的一种安全技术措施。所谓剩余电流,是指流过剩余电流动作保护装置主回路电流瞬时值的相量和(用有效值表示)。剩余电流动作保护装置简称RCD,主要用于防止人身电击,防止因接地故障引起的火灾和监测一相接地故障。剩余电流动作保护装置的主要功能是提供间接接触电击保护,而额定漏电动作电流不大于30mA的剩余电流动作保护装置,在其他保护措施失效时,也可作为直接接触电击的补充保护,但不能作为基本的保护措施。

  (1)剩余电流动作保护装置的工作原理

  剩余电流动作保护装置的组成参见图2—11剩余电流动作保护装置组成框图。

  剩余电流动作保护装置由检测元件、中间环节(包括放大元件和比较元件)、执行机构三个基本环节及辅助电源和试验装置构成。

  1)检测元件。是一个零序电流互感器,参见图2—10。图中,N1是互感器的一次边,由被保护的主电路的相线和中性线穿过环行铁心构成;N2为互感器的二次边,由均匀缠绕在环行铁心上的绕组构成。检测元件的作用是将漏电电流信号转换为电压或功率信号输出给中间环节。

  2)中间环节。通常含有放大器、比较器等,对来自零序电流互感器的漏电信号进行处理。

  3)执行机构。指漏电动作脱扣器等,用于接收中间环节的指令信号;实施动作。

  4)辅助电源。是提供电子电路工作所需的低压电源。

  5)试验装置。由一只限流电阻和检查按钮相串联的支路构成,模拟漏电的路径,以试验装置是否能够正常动作。

  其工作原理见图2—12。在电路正常的情况下,通过TA一次边电流的相量和等于零,TA铁心中磁通的相量和也为零,TA二次边不产生感应电动势,剩余电流动作保护装置不动作,系统保持正常供电。

  当电路发生漏电或有人触电时,漏电电流的存在使通过TA一次边各相负荷电流的相量和不再等于零,即产生了剩余电流。此时,TA铁心中磁通的相量和也不再为零,即在铁心中出现了交变磁通。由此,使TA二次边线圈产生感应电动势,即得到漏电信号。经中间环节对此漏电信号进行处理和比较,当达到预定值时,漏电脱扣器动作,驱动主开关QF自动跳闸,从而迅速切断被保护电路的供电电源,实现保护。

  (2)剩余电流动作保护装置的主要技术参数

  剩余电流动作保护装置最基本的技术参数包括额定剩余电流动作电流和分断时间。

  1)额定剩余动作电流(I△n)

  是制造厂对剩余电流动作保护装置规定的剩余动作电流值,在该电流值时,剩余电流动作保护装置应在规定的条件下动作。该值反映了剩余电流动作保护装置的灵敏度。

  我国标准规定的额定漏电动作电流值为:0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、l、3、5、10、20、30A共13个等级。其中,0.03A及其以下者属高灵敏度、主要用于防止各种人身触电事故;0.03A以上至1A者属中灵敏度,用于防止触电事故和漏电火灾;1A以上者属低灵敏度,用于防止漏电火灾和监视一相接地事故。

  2)额定剩余不动作电流(I△n0)

  是制造厂对剩余电流动作保护装置规定的剩余不动作电流值,在该电流值时,剩余电流动作保护装置应在规定的条件下不动作。为了防止误动作,剩余电流动作保护装置的额定剩余不动作电流不得低于额定剩余动作电流的1/2。

  3)分断时间

  是指从突然施加剩余动作电流的瞬间起到所有极电弧熄灭瞬间,即被保护电路完全被切断为止所经过的时间。剩余电流动作保护装置根据分断时间的不同,分为一般型和延时型两种。延时型剩余电流动作保护装置人为地设置于延时,以适应分级保护的需要,主要用于分级保护的首端,仅适用于I△n>0.03A的间接接触电击防护。延时型剩余电流动作保护装置的延时时间优选值为:0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s.分级保护时,延时型剩余电流动作保护装置延时时间的级差为0.2s。

  我国标准规定的直接接触电击补充保护用剩余电流动作保护装置的最大分断时间见表2—5。

  (3)剩余电流动作保护装置的防护要求

  1)对直接接触电击事故的防护

  在直接接触电击事故防护中,剩余电流保护装置只作为直接接触电击事故基本防护措施的补充保护措施。从剩余电流动作保护的机理可知,其保护并不包括对相与相、相与N线间形成的直接接触电击事故的防护。

  2)对间接接触电击事故的防护

  间接接触电击事故防护的主要措施是采用自动切断电源的保护方式,以防止由于电气设备绝缘损坏发生接地故障时,电气设备的外露可接近导体持续带有危险电压而产生电击事故。当电路发生绝缘损坏造成接地故障,其故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时,过电流保护装置不动作,不能消除电击危险,此时,需要依靠剩余电流动作保护装置的动作来切断电源,实现保护。

  剩余电流动作保护装置用于间接接触电击事故防护时,应正确地与电网的系统接地型式相配合。在TN系统中,必须将TN—C系统改造为TN—C—S、TN—S系统或局部TT系统后,才可安装使用剩余电流动作保护装置。在TN—C—S系统中,剩余电流动作保护装置只允许用在N线与PE线分开部分。

  3)对电气火灾的防护

  为防止电气设备或线路因绝缘损坏形成接地故障引起的电气火灾,应装设当接地故障电流超过预定值时,能发出报警信号或自动切断电源的剩余电流动作保护装置。

  为防止电气火灾发生而安装剩余电流动作电气火灾监控系统时,应对建筑物内防火区域作出合理的分布设计,确定适当的控制保护范围。该电气火灾监控系统的剩余电流动作的预定值和预定动作时间,应满足分级保护的动作特性相配合的要求。

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