周穎
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：剩余電流動作繼電器，作為主保護或者后備保護應用在低壓配電系統(tǒng)中，主要對于消除對人體的傷害或火災的隱患起著重要的作用，正確使用剩余電流動作繼電器和對其原理的了解，對保障電氣系統(tǒng)安全可靠運行具有重大意義。對于TT 系統(tǒng)，采用剩余電流動作繼電器對接地故障進行保護；而在TN 系統(tǒng)中，速斷和漏電保護已滿足對接地故障保護的靈敏度要求。
關(guān)鍵詞：剩余電流動作繼電器；接地故障；觸、漏電保護；用電安全
引言：
隨著我國低壓電氣系統(tǒng)及經(jīng)濟建設規(guī)模的不斷發(fā)展，人們對提高供電能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些用電使用場所中，存在監(jiān)管薄弱、維護人員安全得不到保障。常常出現(xiàn)線路設備觸、漏電事故和接地短路而引起火災等安全隱患和經(jīng)濟損失。因此創(chuàng)新智能漏電保護裝置已迫在眉睫。而剩余電流動作繼電器用來防止以上事故是一種較好的保護裝置，其主要作用是保護人身免受電擊傷亡、防止電氣設備或線路漏電大而引起的火災。
一、剩余電流繼電器的原理
剩余電流動作繼電器的基本原理如圖1 示，當電路處于正常運行時，利用電路學的電流定理, 網(wǎng)絡一端流進和流出的電流大小等，方向相反即和為零。所以原理圖中，在漏電保護器右側(cè)的電流總和應為零，即IL1+IL2+IL3+IN=0；此時，觸、漏電保護器處于靜止工作狀態(tài)，在本圖中，零序電流互感器作為此裝置檢測元件。各相電流的矢量和等于零( 對零序電流保護假定不考慮不平衡電流)，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號輸出，操作執(zhí)行機構(gòu)無動作。
當發(fā)生接地故障時的各相電流的矢量和不等于零，零序電流互感器由于故障電流使的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應電壓使操作執(zhí)行機構(gòu)做相應的動作，如帶動萬能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達到接地故障保護的目的；當有人觸電時，人作為導體，就會有部分電流IK 流經(jīng)過人體導入地下，
從而使觸、漏電保護器右側(cè)的電流總和不為零， 即IL1+IL2+IL3+IN ≠ 0，當漏電電流達到動作電流時，觸、漏電保護器的操作執(zhí)行機構(gòu)就會動作，這樣使流過人體的電流很小，控制在30mA 以內(nèi)，保護了觸電者的人身安全，并且可以達到不斷電的效果。假如現(xiàn)在又有人在同相觸電的話，也能保護觸電者的安全，因為通過操作執(zhí)行機構(gòu)的電抗R 控制流過觸電者的電流在30mA 以內(nèi)；如果是在異相發(fā)生二次觸電，那么通過操作執(zhí)行機構(gòu)的處理環(huán)節(jié)帶動萬能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達到保護觸電者的人身安全；同時，觸、漏電保護裝置可以實時監(jiān)測線路的漏電電流值，只要漏電電流大于危險值時，保護裝置立即發(fā)出聲音報警，并且及時自動通過GSM 通信網(wǎng)電話和短信通知提醒電工管理人員對有關(guān)線路和設備漏電情況進行排查，達到防患于未然。
二、剩余電流繼電器的主要用途
2.1 間接接觸電擊保護
間接接觸電擊保護的措施是自動切斷電源。GB 13955“對間接接觸電擊事故的防護"規(guī)定：“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，以防止由于電氣設備絕緣損壞發(fā)生損壞事故。當電路發(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，應安裝剩余電流保護裝置。"研究表明，人體接觸電壓的安全值為 50 V。為保證人身安全，電氣裝置的任何部分發(fā)生絕緣故障時，一旦接觸電壓超過 50 V 時，需要在規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷故障部分電源。過電流保護裝置受電氣線路和設備及自身動作值限制，不能自動切斷電源。剩余電流保護裝置不受負荷電流影響，可與過電流保護裝置配合使用，作間接接觸電擊保護。
2.2 接地故障保護
接地是帶電導體和大地、接地的金屬外殼或與地有聯(lián)系的構(gòu)件之間的接觸，其故障可能導致人身電擊傷亡和設備損壞，嚴重時可能引發(fā)電氣火災。接地故障保護過去通常采用過電流保護裝置進行保護，當接地故障電流大于過電流保護裝置定值時，由過電流保護裝置切斷故障電路。TT系統(tǒng)中額定電流較大、配電線路較長的線路，TN系統(tǒng)中帶電導線落地接地故障、不安全的金屬性接地故障、電弧性接地故障時，都有可能出現(xiàn)接地故障電流小于過電流保護動作整定電流，過電流保護裝置不動作的情況。剩余電流保護裝置，或帶接地故障保護的斷路器，能可靠地進行接地故障保護。
2.3 電氣火災保護
電氣火災通常由電氣短路引起，電氣短路包括金屬性短路和電弧性短路。前者是帶電導體間（如相與相之間、相與 N 線之間）短路，多以高溫熔焊金屬為通路，故障電流以千安計，高溫易使絕緣氧化而自燃，火災危險雖大，但可用帶短路保護的斷路器和熔斷器保護，由斷路器瞬時動作切斷電源，避免火災。后者是帶電導體對地短路，多以電弧為通路，故障電流雖小，但一方面電弧長時間延續(xù)，局部溫度高，很容易點燃周邊可燃物質(zhì)，引發(fā)火災；另一方面，又不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源。所以電弧性短路引起火災危險遠大于金屬性短路。帶剩余電流動作保護功能的斷路器可在過電流保護裝置不動作的情況下切斷保障電路，防止電弧性短路引發(fā)的電氣火災。
三、安科瑞ASJ系列剩余電流繼電器介紹
3.1 型號和功能
3.2 技術(shù)參數(shù)
注：①ASJ10L- LD1A額定剩余動作電流IΔn為10mA-30A連續(xù)可調(diào)；
②ASJ10L- LD1A極限不驅(qū)動時間Δn為0-10S連續(xù)可調(diào)。
四、 剩余電流繼電器的其他應用場合舉例
4.1 智能化住宅建筑及賓館客房
住宅及賓館中的電熨斗、電吹風、電熱水壺，使用頻率高，容易發(fā)生導線破損、水濺到插座等情況，嚴重危害人身安全，需要監(jiān)測漏電流并進行保護。智能化住宅建筑和賓館客房中安裝了剩余電流繼電器，可以在發(fā)生漏電或觸電的情況下切斷電源，保護人身安全。
4.2 智能化建筑中的游泳池
現(xiàn)代運動場、賓館多為帶有游泳池的智能化建筑，為了保證游泳池清潔，一般的游泳池都設有循環(huán)水泵系統(tǒng)。游泳池是人群密集的場所，為了保證人員的安全，游泳池的循環(huán)水泵系統(tǒng)都要裝設剩余電流繼電器。保證在循環(huán)水泵系統(tǒng)出現(xiàn)漏電故障時能及時跳閘，切斷電源，保護人身安全。
4.3 智能化建筑工地
智能化建筑施工工地常用到散裝水泥和混凝土攪拌機、塔式起重機等各種建筑機械，手鉆、切割機等各種移動式用電工具，需要向它們臨時供電。一般建筑工地環(huán)境潮濕，人員繁多，結(jié)構(gòu)復雜，用電設備多為移動式，且配電線路長而復雜，容易受到外力破壞，很容易造成漏電，危害人員的安全。因此，在建筑工地一般要設置額定剩余動作電流在30 mA左右的剩余電流繼電器。
五、 注意事項
5.1 剩余電流動作繼電器外部所有接線必須正確，否則可能導致誤動作和拒動作。
5.2 國際電工委員會標準 IEC4.79 確定，50Hz交流電流通過人體時，如果不超過30mA時，人體不會因發(fā)生心室纖維性顫動而死亡。因此，特殊場所剩余電流動作繼電器對于漏電電流的設置要達到人性化。
5.3 剩余電流式動作繼電器不對相與相、相與零線之間的觸電提供保護；被保護線路不得與未保護線路混用，中性保護線不得重復接地。
六、社會效益
剩余電流動作繼電器，是針對由獨立變壓器供電的低壓配電系統(tǒng)線路和設備絕緣的實時監(jiān)控，起到提前對漏電事故的預警和漏電保護作用，在一定條件下提供觸電后備保護，減少漏電開關(guān)因漏點突變引起的頻繁跳閘帶來的經(jīng)濟損失和造成的停電影響。
其特點是對系統(tǒng)線路和設備的絕緣和漏電情況提供持續(xù)實時監(jiān)測和監(jiān)控，用高科技手段提高安全管理水平，遠程監(jiān)控，漏電保護的同時不跳閘，提前預測, 預警和預排查，有效減少安全事故的發(fā)生。
產(chǎn)品有很強的針對性，提供一種全新的漏電保護方式方法，對保護國家財產(chǎn)，保障人民生命財產(chǎn)安全和建設和諧社會具有重要的現(xiàn)實意義。
目前，我國在建和已建的建筑物，違規(guī)使用不符標準的電氣線路及設備還時有發(fā)生，加上不文明和違章的電氣安裝施工，觸電事故及電氣火災險還時有發(fā)生。
同時在我國許多舊的大中型公共建筑包括古建筑中由于電纜老化和施工的不規(guī)范造成線路和裝置的絕緣性能下降，再加上原設計的載荷能力有限，而用電量逐年增加。剩余電流動作繼電器是有效的保護裝置。
七、小結(jié)
隨著工業(yè)及民用低壓電氣系統(tǒng)的安全問題越來越受到關(guān)注及重視，負荷也越來越重要，顯然杜絕或減少因電氣絕緣等問題發(fā)生各類電氣觸電事故，剩余電流動作繼電器將發(fā)揮積極作用。安科瑞電氣的ASJ系列剩余電流繼電器自推出以來，在工業(yè)、民用、地鐵、智能建筑等多種場合應用，起到了較好的保護效果，值得推廣使用。
參考文獻
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[4] 司徒興漢 . 觸電漏電保護電器及其應用 [M]. 廣東科技出版社：1990.
[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2020.06版
作者簡介：
周穎，女，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
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