建筑低壓配電中的剩余電流保護(hù)

武文強(qiáng)

哈爾濱綜合開發(fā)建設(shè)有限公司

摘要：在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，進(jìn)行配電設(shè)備的安全保護(hù)是重中之重，其中依照剩余電流原理來采取配電保護(hù)措施是一種較為常見的方式。同時(shí)對(duì)于配電設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的安全運(yùn)行也起到一定的促進(jìn)作用。因此，本文主要對(duì)建筑低壓配電中的剩余電流保護(hù)問題進(jìn)行了深入闡述，旨在保護(hù)配電設(shè)備的安全。

關(guān)鍵詞：建筑配電；剩余電流；接地故障

所謂的剩余電流就是在低壓配電線路中，電流的矢量和不為零，根據(jù)剩余電流的原理來進(jìn)行電力設(shè)備的檢測(cè)主要是對(duì)電流的流量進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置。進(jìn)而保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，同時(shí)也能夠保證電力工作人員自身的安全。為了達(dá)到這一目的，國家已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)的法律來對(duì)剩余電流保護(hù)裝置進(jìn)行了明確地規(guī)定。

1、剩余電流保護(hù)原理

剩余電流保護(hù)原理在進(jìn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行測(cè)試中是較為常見的，主要是利用相關(guān)的感應(yīng)設(shè)備來對(duì)剩余電流值進(jìn)行測(cè)定。在具體的工作過程中，需要將電流互感器安裝在三相導(dǎo)線和中性線路上，測(cè)得三相導(dǎo)線和中性導(dǎo)線的電流矢量和。通常情況下會(huì)出現(xiàn)兩種情況：一是在沒有發(fā)生任何接地故障的時(shí)候，電流的矢量和為零，達(dá)到三相負(fù)荷的平衡狀態(tài)。一是當(dāng)出現(xiàn)接地故障的時(shí)候，故障電流數(shù)值不為零。如果現(xiàn)實(shí)的數(shù)值大于剩余電流保護(hù)器件的規(guī)定電流值時(shí)，就會(huì)使得保護(hù)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果過流保護(hù)和接地保護(hù)不一致的時(shí)候，需要及時(shí)應(yīng)用剩余電流動(dòng)作保護(hù)工作原理。

需要注意的是，剩余電流原理可以直接作為接地故障保護(hù)的措施，在具體的運(yùn)用過程中，主要是對(duì)電力火災(zāi)的檢測(cè)工作以及電擊防護(hù)工作兩方面進(jìn)行保護(hù)。

2、剩余電流保護(hù)器在電氣火災(zāi)監(jiān)控中的應(yīng)用

對(duì)電氣火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)控是剩余電流保護(hù)器的重要工作，主要是由于火災(zāi)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中發(fā)生的次數(shù)較多。而且接地故障產(chǎn)生的電弧是產(chǎn)生火災(zāi)的主要原因。無論在哪種系統(tǒng)中，接地故障電路的阻抗會(huì)明顯大于導(dǎo)體短路的電流阻抗，使得接地故障的電路阻抗相對(duì)較大。因此很容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，導(dǎo)體線路的局部地區(qū)出現(xiàn)高溫就會(huì)導(dǎo)致線路自燃。如果在配電線路上安裝相應(yīng)的參與電流保護(hù)器，就可以對(duì)電流量進(jìn)行及實(shí)地監(jiān)控，能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)接地故障，并采取科學(xué)合理的措施來對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

2.1剩余電流動(dòng)作報(bào)警器用于電氣火災(zāi)監(jiān)控的場(chǎng)所

通常情況下，居民的住宅樓、公寓很容易出現(xiàn)火災(zāi)的現(xiàn)象，因此需要安裝相應(yīng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器，人們一直以來都比較關(guān)注接地保護(hù)的剩余電流動(dòng)作報(bào)警器。在具體的安裝過程中主要安設(shè)在建筑物的電源進(jìn)線或者是配電干線的分支處。進(jìn)行此種報(bào)警器的安裝主要是針對(duì)二級(jí)建筑物。對(duì)于特級(jí)建筑物中的配電線路，需要對(duì)剩余電流監(jiān)控模塊進(jìn)行嚴(yán)格地控制，同時(shí)其余監(jiān)控的主機(jī)共同組成剩余電流報(bào)警系統(tǒng)，其防火功能得到了進(jìn)一步地完善。這種報(bào)警器也可以設(shè)置在以及建筑的配電線路中。從而做到對(duì)電氣火災(zāi)的有效監(jiān)控。

2.2電力火災(zāi)監(jiān)控剩余電流動(dòng)作報(bào)警器動(dòng)作電流值

剩余電流值應(yīng)該與線路的泄漏電流相適應(yīng)，如果電流量過小就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的誤動(dòng)作。如果電流量過大也會(huì)影響電流報(bào)警器的工作狀態(tài)，保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度也會(huì)受到損失。通常情況下，剩余電流報(bào)警器的電流應(yīng)該設(shè)置在規(guī)定的范圍之內(nèi)。如果電流的回路流量較大，就需要采用相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)來對(duì)自然電流進(jìn)行抵制，其中可以考慮剩余電流報(bào)警器或者是分段報(bào)警。可見，對(duì)電流值進(jìn)行監(jiān)控可以有效地對(duì)電氣火災(zāi)進(jìn)行檢測(cè)，保證電力線路的安全。

3、剩余電流保護(hù)器在電擊防護(hù)中的應(yīng)用

當(dāng)回路或設(shè)備發(fā)生帶電導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分或保護(hù)導(dǎo)體之間的故障時(shí)，防間接接觸保護(hù)電器必須切斷該回路或設(shè)備的供電，以防止人體同時(shí)觸及的可導(dǎo)電部分的預(yù)期接觸電壓值。當(dāng)接觸電壓超過交流50V，不能持續(xù)到對(duì)人體產(chǎn)生有害和危險(xiǎn)的病理、生理反應(yīng)的時(shí)間。

3.1防止電擊應(yīng)設(shè)置剩余電流保護(hù)器的設(shè)備

手持式及移動(dòng)式用電設(shè)備、室外工作場(chǎng)所的用電設(shè)備、環(huán)境特別惡劣或潮濕場(chǎng)所的電氣設(shè)備、家用電器回路或插座回路、由TT系統(tǒng)供電的用電設(shè)備、醫(yī)療電氣設(shè)備急救和手術(shù)用電設(shè)備等需設(shè)置。

3.2電擊防護(hù)對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的要求

首先，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，在用作直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)或間接接觸防護(hù)時(shí)，剩余動(dòng)作電流不應(yīng)超過30mA，通常此保護(hù)器設(shè)置在末端用電回路和插座回路中，此電流值可以保證人身安全。其次，剩余電流保護(hù)器切斷故障回路的時(shí)間也有明確的規(guī)定，通常狀況下一般不大于5s，在某些回路中不大于0.4s。

4、電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)與電擊防護(hù)對(duì)剩余電流保護(hù)裝置要求的異同

4.1電氣布線系統(tǒng)中接地故障對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的基本要求

電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)與電擊防護(hù)都是發(fā)生接地故障利用監(jiān)測(cè)剩余電流使動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作，它們本質(zhì)都是剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置對(duì)接地故障的保護(hù)，所以二者基本保護(hù)原理是相同的，二者對(duì)接地故障保護(hù)的基本要求也是相同的。

（1）電氣布線系統(tǒng)中接地故障電流的額定剩余電流動(dòng)作值不應(yīng)超過500mA。

（2）PE導(dǎo)體嚴(yán)禁穿過剩余電流動(dòng)作保護(hù)器中電流互感器的磁回路。

（3）對(duì)于多級(jí)裝設(shè)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，其時(shí)限和剩余電流動(dòng)作值應(yīng)有選擇性配合。

（4）當(dāng)裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)電器時(shí)，應(yīng)能將其所保護(hù)的回路所有帶電導(dǎo)體斷開。即保護(hù)中性線也應(yīng)該斷開，三相系統(tǒng)中應(yīng)使用4P開關(guān)裝置，單相系統(tǒng)中應(yīng)使用2P開關(guān)裝置。

（5）剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的選擇和回路劃分，應(yīng)做到在主要回路所接的負(fù)荷正常運(yùn)行時(shí)，其預(yù)期可能出現(xiàn)的任何對(duì)地泄漏電蕊均不致引起保護(hù)電器的誤動(dòng)作。

4.2電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)與電擊防護(hù)的要求不同

電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)與電擊防護(hù)的最終防護(hù)目的不同，所以對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置具體設(shè)置要求也有所不同。

（1）設(shè)置場(chǎng)所和位置不同。用于電氣火災(zāi)檢測(cè)的設(shè)置場(chǎng)所是按照建筑的使用性質(zhì)和火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)來劃分的，而電擊防護(hù)是按照設(shè)備的性質(zhì)和使用環(huán)境來規(guī)定是否需要設(shè)置保護(hù)器。電氣火災(zāi)檢測(cè)通常在建筑低壓配電一二級(jí)配電的進(jìn)線處設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置；而電擊防護(hù)是根據(jù)設(shè)備劃分的，設(shè)備通常處在配電末端，所以電擊防護(hù)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器常設(shè)置在末端分支回路中。

（2）動(dòng)作電流不同。由電氣火災(zāi)剩余電流保護(hù)器處在一二級(jí)配電處的進(jìn)線處，動(dòng)作電流的設(shè)置應(yīng)避開配電系統(tǒng)正常的泄露電流，所以不應(yīng)過小，通常為300mA至500mA。而電擊防護(hù)是為了保證人身安全，且通常處于配電末端回路中，所以動(dòng)作電流不大于30mA。

（3）動(dòng)作時(shí)間不同。剩余電流動(dòng)作保護(hù)器監(jiān)控電氣火災(zāi)，保護(hù)器件能發(fā)出報(bào)警或切斷回路即可，在動(dòng)作時(shí)間上沒有嚴(yán)格的規(guī)定，可根據(jù)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的上下級(jí)配合設(shè)置動(dòng)作時(shí)間。用于電擊防護(hù)的保護(hù)器件有嚴(yán)格的動(dòng)作時(shí)間規(guī)定，以免造成人身傷害，如在TN系統(tǒng)的插座回路和IT系統(tǒng)中，要求動(dòng)作時(shí)間不大于0.4s，其他情況的動(dòng)作時(shí)間通常不大于5s。

（3）動(dòng)作類型不同。用于火災(zāi)監(jiān)控通常只要求發(fā)出報(bào)警信號(hào)，而電擊防護(hù)需要切斷故障回路。

5、結(jié)語

綜上所述，剩余電流保護(hù)原理在建筑的低壓配電中應(yīng)用較為廣泛，在具體的應(yīng)用過程中取得了明顯的效果。但是在進(jìn)行剩余電流保護(hù)的過程中，對(duì)于工作人員提出了較高的要求。其中，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)和施工人員來說，只有在充分理解剩余電流保護(hù)原理的基礎(chǔ)上，才能正確設(shè)置與安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，保證配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

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