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首(shǒu)頁 > 技(jì)術(shù)文章 > 淺談(tán)剩餘電流動(dòng)作斷(duàn)路器(qì)在(zài)鋼鐵(tiě)廠(chǎng)供(gōng)電(diàn)係統(tǒng)改造中的應用

淺談剩餘電流(liú)動(dòng)作斷(duàn)路(lù)器在鋼鐵廠(chǎng)供電係統(tǒng)改造中(zhōng)的(dí)應(yīng)用(yòng)

2023-12-22 [1851]

安科瑞(ruì) 鮑(bào)靜君 劉邁(mài)

  【摘要(yào)】鋼(gāng)鐵(tiě)廠(chǎng)為了(liǎo)實現(xiàn)節(jié)能降碳(tàn),安(ān)全運行(háng),在不斷升級改造現有生(shēng)產設備。針(zhēn)對(duì)鋼鐵廠(chǎng)改造中對剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流動(dòng)作(zuò)斷(duàn)路器(qì)的(dí)設(shè)計應(yīng)用方(fāng)案進(jìn)行(háng)探討(tǎo),解析了剩餘電流(liú)動(dòng)作斷(duàn)路器在電網(wǎng)供電係統(tǒng)中對(duì)設備和綫路(lù)的漏/觸(chù)電(diàn)保護應用方案。該方案(àn)設計(jì)可為鋼(gāng)鐵廠電網供電提供安全可靠的運行保障。

  【關(guān)鍵詞(cí)】剩(shèng)餘電流(liú)動作(zuò)斷(duàn)路器;漏/觸(chù)電保(bǎo)護;鋼鐵廠;電網(wǎng)供電

  0引言

  某鋼(gāng)鐵(tiě)廠的(dí)電(diàn)網供電係統始(shǐ)建(jiàn)於(yú)20世紀(jì)60年代,經歷了不(bù)同(tóng)年(nián)代的建設改(gǎi)造(zào)。由於鋼鐵廠存在各種不同用電(diàn)場合(hé)的供電(diàn)需求(qiú),目(mù)前(qián)有不(bù)同年(nián)代(dài)建設的電(diàn)網(wǎng)供(gōng)電係統在運(yùn)行。受當(dāng)時不同(tóng)年代經(jīng)濟條(tiáo)件和電器設備技(jì)術(shù)發(fā)展的(dí)製(zhì)約(yuē),在電(diàn)網供(gōng)電係(xì)統(tǒng)中(zhōng)部分(fēn)沒(méi)有(yǒu)設(shè)計安(ān)裝剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流動(dòng)作(zuò)斷路器(CBR),即使後續(xù)在(zài)部(bù)分電網供(gōng)電係(xì)統中改造安裝(zhuāng)了剩(shèng)餘(yú)電流動作斷(duàn)路(lù)器(qì),但(dàn)由(yóu)於(yú)CBR類(lèi)型和電(diàn)網供電係統(tǒng)不(bù)匹(pǐ)配(pèi),CBR的(dí)設計安裝(zhuāng)接綫不合理(lǐ),導致(zhì)CBR拒動和誤動作情況時有發生。電(diàn)網供(gōng)電係統(tǒng)沒有(yǒu)安(ān)裝(zhuāng)CBR時,若(ruò)設備電綫絕緣老化(huà),會(huì)引(yǐn)起電氣火災事故,人(rén)為(wéi)誤(wù)接(jiē)綫操作也經(jīng)常會導致(zhì)漏/觸電傷(shāng)人(rén),嚴(yán)重(zhòng)影(yǐng)響生命安(ān)全。因(yīn)此(cǐ),該(gāi)鋼(gāng)鐵廠提(tí)出(chū)了全麵對老舊(jiù)電網供(gōng)電(diàn)係(xì)統(tǒng)進行改造(zào),安(ān)裝漏電保護裝置的(dí)需求,綫路重新(xīn)布(bù)局,綫路中(zhōng)增(zēng)加(jiā)剩餘(yú)電流動作斷路器(qì)。根(gēn)據鋼鐵(tiě)廠(chǎng)的(dí)改進(jìn)技術(shù)要求(qiú),本(běn)文針對(duì)鋼鐵(tiě)廠的不(bù)同供(gōng)電係統,提(tí)出(chū)了(liǎo)設(shè)計(jì)改造安裝CBR的解決方案(àn),並(bìng)對(duì)存(cún)在錯(cuò)誤(wù)設(shè)計(jì)的接綫圖進(jìn)行分析(xī)說(shuō)明(míng)。歷(lì)經(jīng)6個月的(dí)設計改(gǎi)造(zào),解決(jué)了該鋼(gāng)鐵廠老(lǎo)舊電網係統中(zhōng)綫路和(hé)設(shè)備的漏電保護(hù)安(ān)全問題(tí)。改(gǎi)造加(jiā)裝的CBR經過1年多(duō)的(dí)運行(háng),現場漏電(diàn)事故事件(jiàn)明顯減少(shǎo),有效地防止(zhǐ)了漏(lòu)/觸電(diàn)事(shì)故的(dí)發生(shēng),預防了漏電引(yǐn)起的(dí)電氣火(huǒ)災,保障了(liǎo)綫路和設備的用電安全,確(què)保了(liǎo)人身安全。

  1CBR在電網供(gōng)電(diàn)綫路中的(dí)作用

  剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)動(dòng)作(zuò)斷路器(qì)俗(sú)稱(chēng)漏電斷路器,其(qí)不但對(duì)用電(diàn)設備(bèi)和綫(xiàn)路進行(háng)過(guò)電(diàn)流故(gù)障(zhàng)保護(hù),同(tóng)時(shí)可對(duì)用電設備和綫路中出現的(dí)漏(lòu)電流(liú)故障進(jìn)行保護(hù),在低壓電網供(gōng)電係(xì)統中(zhōng)起到非常重要的(dí)保(bǎo)護作用。綫路(lù)中安(ān)裝CBR後,可確保人身安全(quán),避免漏/觸(chù)電造(zào)成的致命事(shì)故(gù)。當(dāng)綫路中存(cún)在漏電電流時,可能(néng)會(huì)引(yǐn)起(qǐ)綫路(lù)電氣(qì)火災,CBR也(yě)可(kě)預(yù)防(fáng)因(yīn)漏(lòu)電(diàn)引起的火(huǒ)災事(shì)故(gù)。可見CBR可以消(xiāo)除(chú)電網供電(diàn)係統(tǒng)綫路(lù)中(zhōng)的各種不安全因素,成為(wéi)提(tí)高電(diàn)網(wǎng)供電係統綫(xiàn)路(lù)中(zhōng)安全用電的(dí)有效(xiào)預防(fáng)措施的保(bǎo)護元器件。

  在低(dī)壓(yā)電網供(gōng)電係統中,按(àn)照(zhào)漏/觸電(diàn)保(bǎo)護綫路(lù)級別(bié)可分(fēn)為(wéi)三級(jí)漏(lòu)電(diàn)保護。配(pèi)電負(fù)載(zǎi)側作(zuò)為(wéi)配電(diàn)係統中(zhōng)的一級總保(bǎo)護,安裝在低(dī)壓(yā)配電總(zǒng)電(diàn)源側,一般(bān)漏(lòu)電保護(hù)值(zhí)為500mA以上,並設置一定的(dí)延(yán)時(shí)動(dòng)作(zuò)時間,以(yǐ)防(fáng)三(sān)級(jí)或二(èr)級綫路(lù)發生(shēng)漏/觸電故(gù)障(zhàng)時(shí),造成一級綫路停電(diàn)。主幹(gān)分(fēn)支(zhī)綫路側為二級(jí)保護,實現(xiàn)分(fēn)支綫路到(dào)終(zhōng)端(duān)側之間(jiān)綫(xiàn)路的漏/觸電(diàn)保(bǎo)護,同(tóng)時(shí)作(zuò)為(wéi)終端(duān)漏(lòu)/觸(chù)電保護的後(hòu)備(bèi)保護(hù),一般漏(lòu)電(diàn)保護(hù)值(zhí)為100~500mA,總(zǒng)漏(lòu)電電流(liú)小於(yú)一(yī)級漏電(diàn)保護值,大(dà)於三(sān)級(jí)終端側(cè)漏(lòu)電(diàn)保護(hù)值,既(jì)可保護(hù)漏/觸(chù)電(diàn)故(gù)障,又(yòu)可(kě)防(fáng)止漏電火(huǒ)災的發生(shēng)。用戶終端側為(wéi)三級(jí)保護,終(zhōng)端(duān)三(sān)級漏/觸電保護係統(tǒng)中,人(rén)觸(chù)電事故(gù)絕大(dà)部(bù)分都(dū)發生在該終端(duān)的(dí)用電設(shè)備和綫(xiàn)路(lù)上,對一(yī)些(xiē)存(cún)在危(wēi)險的設備(bèi)需加(jiā)CBR,如(rú)移(yí)動(dòng)式(shì)用(yòng)電設(shè)備,焊接設備等(děng),作為用(yòng)電係(xì)統(tǒng)綫路的(dí)末端保(bǎo)護,靈(líng)敏度(dù)高(gāo),響應快(kuài)速,漏(lòu)電(diàn)動(dòng)作值(zhí)不能(néng)大於30mA,且無動(dòng)作延時時間,如(rú)在水(shuǐ)池(chí),浴(yù)池等(děng)潮(cháo)濕易(yì)漏電(diàn)的(dí)場(cháng)合(hé),則漏(lòu)電電(diàn)流(liú)保護值(zhí)為15mA以下。三級(jí)保護*大(dà)的好處是縮小停(tíng)電(diàn)範(fàn)圍,防(fáng)止(zhǐ)發生大麵(miàn)積(jī)停(tíng)電(diàn)。以(yǐ)上三(sān)級保護綫路中任何(hé)一級發生漏/觸電(diàn)故(gù)障(zhàng)時,都(dū)會給人們(mén)的生(shēng)命財產造成嚴(yán)重的(dí)損失(shī),所以電網供(gōng)電係(xì)統綫路中(zhōng)安裝(zhuāng)CBR的重要性是不(bù)言而(ér)喻的(dí)。

  2CBR的保護(hù)工作原理(lǐ)

  觸(chù)電(diàn)方式有直接(jiē)觸電和間接觸(chù)電(diàn)兩(liǎng)種(zhǒng)。直(zhí)接(jiē)觸電為(wéi)人(rén)體(tǐ)直接接(jiē)觸(chù)帶(dài)電(diàn)的裸露導電部位(wèi),漏電(diàn)電(diàn)流(liú)從(cóng)接(jiē)觸(chù)處經過人體心髒,再經(jīng)腳(jiǎo)底(dǐ)流(liú)入(rù)大地(dì),當漏(lòu)電電(diàn)流(liú)超過(guò)人體所能承(chéng)受(shòu)的(dí)一定值(zhí)時,對人(rén)體(tǐ)造成(chéng)傷害(hài),嚴(yán)重時會造成人觸電(diàn)死亡(wáng)。間接(jiē)觸(chù)電為人體接(jiē)觸(chù)到(dào)因設(shè)備(bèi)內部的絕(jué)緣(yuán)損壞而產(chǎn)生漏(lòu)電的設備(bèi)金(jīn)屬外(wài)殼造(zào)成的觸(chù)電(diàn)。例如電機設備的(dí)金屬(shǔ)外殼與接地(dì)綫(xiàn)連接(jiē),當電(diàn)機內(nèi)部(bù)繞組(zǔ)的絕(jué)緣損壞產(chǎn)生(shēng)漏電(diàn)時,漏(lòu)電(diàn)流會(huì)經(jīng)過設(shè)備(bèi)金(jīn)屬(shǔ)外(wài)殼接地(dì)綫流(liú)入大(dà)地(dì),流回電(diàn)源(yuán)中(zhōng)性點(diǎn)。當(dāng)人(rén)體觸摸(mō)到電(diàn)機金屬外殼時(shí),漏(lòu)電(diàn)流(liú)會經(jīng)人體流回電(diàn)源中性(xìng)點(diǎn),對人體造(zào)成傷(shāng)害(hài)。CBR的基(jī)本保(bǎo)護工(gōng)作原理如(rú)圖(tú)1所示。圖1綫(xiàn)路(lù)中在(zài)設(shè)備(bèi)和人(rén)員(yuán)無(wú)漏(lòu)/觸電(diàn)的(dí)情況下,A,B,C,N相電流的矢量和為零,即(jí)IA+IB+IC+IN=IΔ=0,這時在零序電流(liú)互感(gǎn)器(qì)TA的鐵芯(xīn)中所感應的磁通(tōng)的矢量(liáng)和Φ為(wéi)零,即Φ=ΦA+ΦB+ΦC+ΦN=0,磁通(tōng)的矢(shǐ)量和在零序電流(liú)互(hù)感器TA的二(èr)次繞組(zǔ)感應的電動勢E2為(wéi)零(líng)。當(dāng)有漏(lòu)/觸(chù)電(diàn)發(fā)生時,A,B,C,N相(xiāng)電流的(dí)矢(shǐ)量和(hé)不為零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,這時(shí)在零序(xù)電流互感器(qì)TA的(dí)鐵芯中所(suǒ)感應(yīng)的磁通(tōng)的(dí)矢(shǐ)量和Φ不為零(líng),即Φ=ΦA+ΦB+ΦC+ΦN≠0,磁通的(dí)矢(shǐ)量(liáng)和(hé)在零序(xù)電(diàn)流(liú)互感器TA二次(cì)繞組感(gǎn)應的(dí)電(diàn)動(dòng)勢(shì)E2不為零,電(diàn)動勢(shì)E2經過控製單元A的運算(suàn)控(kòng)製(zhì),當漏電流(liú)IΔ達(dá)到一(yī)定(dìng)的(dí)值後(hòu),控(kòng)製(zhì)單元A驅(qū)動(dòng)脫(tuō)扣器TR動(dòng)作(zuò),脫扣(kòu)器(qì)TR驅(qū)動斷路(lù)器QF跳(tiào)閘(zhá)快速切(qiē)斷(duàn)電源(yuán),實現(xiàn)漏/觸電保護的功能(néng)。

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3改造(zào)前的(dí)電網供電(diàn)係統設(shè)備運(yùn)行狀態分(fēn)析

  為(wéi)了解決該鋼鐵廠供(gōng)電(diàn)係統中(zhōng)存(cún)在(zài)的(dí)各種漏/觸電(diàn)不(bù)安全因(yīn)素(sù),供(gōng)電係(xì)統設計安裝CBR已成(chéng)為*有效(xiào)的保(bǎo)護措施。當發生漏/觸電接地(dì)故(gù)障時,CBR能(néng)夠快(kuài)速(sù)切(qiē)斷(duàn)電(diàn)源,保護(hù)設備(bèi)和人(rén)身(shēn)安全。該(gāi)鋼鐵(tiě)廠生產設(shè)備較(jiào)多(duō),站用電源變壓器多(duō),電源變(biàn)壓器建(jiàn)設(shè)年代不(bù)同,有不(bù)同(tóng)的低壓(yā)電網(wǎng)供電係統,既有IT電網(wǎng)供(gōng)電(diàn)係統,又有(yǒu)TT電網(wǎng)供(gōng)電係(xì)統(tǒng)和TN電網供(gōng)電係(xì)統。

  IT電(diàn)網(wǎng)供(gōng)電係統(tǒng)主要(yào)應用(yòng)在該(gāi)鋼(gāng)鐵(tiě)廠的礦井(jǐng)等場合,該供電(diàn)係統(tǒng)為電源(yuán)變壓(yā)器(qì)二次(cì)側中性(xìng)點不(bù)接地(dì)或(huò)經高(gāo)阻(zǔ)抗(kàng)接地(dì),電(diàn)氣(qì)設(shè)備(bèi)的(dí)金屬外(wài)殼接地。該係(xì)統中電源變壓(yā)器(qì)中(zhōng)性(xìng)點不接地或經高(gāo)阻抗(kàng)接地(dì)是其保護(hù)性(xìng)能(néng)的核心,其保(bǎo)護(hù)機製(zhì)為盡量(liáng)加(jiā)大漏/觸(chù)電(diàn)回路的(dí)阻抗(kàng),避(bì)免(miǎn)漏/觸電電流(liú)達到(dào)危(wēi)害(hài)值。IT供電係統(tǒng)一般采用(yòng)設(shè)備(bèi)外殼接地保護法(fǎ),用特殊(shū)的檢(jiǎn)漏繼電器進行漏電保護。因為(wéi)IT供係統電(diàn)源變(biàn)壓(yā)器中(zhōng)性點不接地(dì),所以(yǐ)當設(shè)備(bèi)發(fā)生漏(lòu)/觸電(diàn)故障事故時,漏電(diàn)流和電源(yuán)變壓器二次(cì)側無(wú)法(fǎ)構成(chéng)回(huí)路(lù)電流,其(qí)漏(lòu)電流僅(jǐn)為非(fēi)故(gù)障相(xiāng)對地(dì)構成的(dí)電(diàn)容電流(liú)的(dí)相量(liáng)和(hé),流(liú)經人體的(dí)漏電流很小(xiǎo),相對(duì)是(shì)安(ān)全(quán)的。人體單相觸(chù)電(diàn)時,所(suǒ)處(chǔ)環境容抗大(dà),流向(xiàng)大地的(dí)泄漏(lòu)電流很小,電源(yuán)變壓器二次側(cè)電壓平(píng)衡基本(běn)不會破壞(huài),泄漏(lòu)電(diàn)流不會影響電(diàn)氣設備(bèi)的正(zhèng)常運(yùn)行。由(yóu)於漏阻抗較大,人體單(dān)相(xiāng)觸(chù)電時流(liú)經(jīng)人體的(dí)電(diàn)流(liú)很(hěn)小,漏電(diàn)流(liú)小於(yú)1mA,因此(cǐ)不會(huì)造成(chéng)人體(tǐ)傷害。因此(cǐ),IT供(gōng)電(diàn)係(xì)統(tǒng)相(xiāng)對(duì)來說(shuō)是一(yī)種(zhǒng)比(bǐ)較(jiào)安全(quán)的供電方式,其可靠(kào)性(xìng)高(gāo),安全性(xìng)好。但其(qí)缺點(diǎn)是該供電係統綫(xiàn)路不宜過(guò)長,隻能(néng)應用在一些特(tè)殊(shū)用(yòng)電的小(xiǎo)範(fàn)圍的(dí)場合,使用(yòng)範圍受到一定(dìng)的(dí)限製。常(cháng)規型的CBR為電流動作(zuò)式,需要(yào)故障點(diǎn)與(yǔ)電(diàn)源變壓器(qì)二(èr)次側(cè)接(jiē)地中性(xìng)點構(gòu)成(chéng)漏(lòu)電流回(huí)路,工作原理(lǐ)如圖1所(suǒ)示。在(zài)IT電網供電係統(tǒng)中電源(yuán)變壓器二次側(cè)沒(méi)有中(zhōng)性(xìng)點接地(dì),因此該係統不能適(shì)應電流型(xíng)的剩(shèng)餘電(diàn)流動(dòng)作(zuò)斷路器(qì)。對於該(gāi)鋼(gāng)鐵廠(chǎng)早些年(nián)代建(jiàn)造(zào)的TT供電係統和(hé)TN供(gōng)電係(xì)統,由於(yú)受當時經(jīng)濟(jì)條(tiáo)件(jiàn)和電器

  設備技術發(fā)展的製(zhì)約(yuē),低(dī)壓電網(wǎng)供電係(xì)統中(zhōng)部分設(shè)備仍(réng)然采用單一的(dí)接(jiē)地(dì)接(jiē)零保護方(fāng)式,這種(zhǒng)單一(yī)的接地接(jiē)零保(bǎo)護方式(shì)已(yǐ)不能滿足(zú)安全保護(hù)要(yào)求。在電(diàn)網係(xì)統中大(dà)部分沒(méi)有設(shè)計(jì)安裝CBR,即使後續(xù)在一些電(diàn)網係統(tǒng)改造中增(zēng)加(jiā)了(liǎo)CBR,但由(yóu)於CBR類型和(hé)電(diàn)網(wǎng)係統不匹(pǐ)配,CBR的接(jiē)綫不合理,上級和下(xià)級(jí)漏(lòu)電的保護參(cān)數(shù)設置(zhì)不(bù)合理,導(dǎo)致剩餘(yú)電流(liú)動(dòng)作斷路器拒動(dòng)和誤動作情況時有發(fā)生(shēng),沒(méi)有達到漏(lòu)電(diàn)保(bǎo)護的功(gōng)能,反(fǎn)而(ér)造成(chéng)了綫路跳閘停(tíng)電停工(gōng)現(xiàn)象(xiàng),給用電安全(quán)帶(dài)來一(yī)隱患(huàn)。因此(cǐ)以(yǐ)下針(zhēn)對(duì)TT和TN供(gōng)電(diàn)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)CBR的正確(què)設計(jì),接綫(xiàn)方案(àn)進(jìn)行分析說明(míng)。

  4應用方案分析

  4.1TT係統保護方案

  該(gāi)鋼(gāng)鐵廠部分用(yòng)電設備供(gōng)電距(jù)離(lí)較遠,負(fù)荷布局相對分(fēn)散,因此(cǐ)部分(fēn)電(diàn)網供電(diàn)係統綫(xiàn)路采(cǎi)用(yòng)了TT供電(diàn)係統。TT供電(diàn)係統中電(diàn)源(yuán)變(biàn)壓器二(èr)次(cì)側(cè)中(zhōng)性(xìng)點(diǎn)直(zhí)接接(jiē)地,設備(bèi)外殼直接接地,采用三相三(sān)綫製接綫方式(shì)。三相三綫(xiàn)製係(xì)統(tǒng)電源(yuán)隻(zhī)引出三根相綫,該(gāi)電網供電(diàn)係(xì)統中,沒(méi)有(yǒu)單獨引(yǐn)出(chū)中性綫N,係統的負載側(cè)中(zhōng)性綫N也全部(bù)直接(jiē)接入(rù)大(dà)地,大(dà)地(dì)相(xiāng)當於N綫,PE綫也(yě)是直(zhí)接(jiē)接入大地。TT供電(diàn)係(xì)統原理如圖(tú)2所(suǒ)示。

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  在TT供電係統中(zhōng),電力係統(tǒng)的中性點直接接地,電器(qì)設備的(dí)金(jīn)屬(shǔ)部分(fēn)直接(jiē)接綫漏/觸電(diàn)保護,這(zhè)個(gè)接(jiē)地與電力係(xì)統中的中性點的接(jiē)地沒(méi)有關係。當該供(gōng)電係(xì)統綫路中既有(yǒu)AC380V三(sān)相(xiāng)負載,又(yòu)有AC220V單相(xiāng)負(fù)載時(shí),混合負(fù)載導致(zhì)CBR負載端中(zhōng)性綫(xiàn)N需要(yào)重(zhòng)復接地(dì),當(dāng)負載不平衡時,中(zhōng)性綫(xiàn)N上(shàng)的(dí)電(diàn)流通過接地(dì)綫(xiàn)流入(rù)大(dà)地(dì),引(yǐn)起(qǐ)CBR誤(wù)動作(zuò)。該(gāi)係統使用(yòng)CBR時,如果(guǒ)設(shè)計(jì)不當(dāng)或(huò)安裝不合理,很(hěn)容(róng)易造成CBR誤(wù)動作跳閘故障(zhàng)。

  TT供電係統(tǒng)中,三極(jí)CBR和(hé)四(sì)極CBR要(yào)根據(jù)實(shí)際綫路負載情況(kuàng)進(jìn)行設計接綫(xiàn),如存(cún)在單相AC220V負(fù)載(zǎi),則選(xuǎn)用(yòng)二極(jí)漏(lòu)電斷(duàn)路器(qì),如(rú)存在AC380V和(hé)單(dān)相AC220V混合負(fù)載,則(zé)選用四極CBR。單相AC220V負(fù)載中性綫(xiàn)N不能直接接(jiē)入(rù)大地,否(fǒu)則(zé)CBR頻(pín)繁(fán)跳(tiào)閘無(wú)法合閘(zhá),中性綫N接地從斷路器(qì)的(dí)進綫(xiàn)端(duān)N極接(jiē)入大地,不能(néng)從(cóng)出(chū)綫(xiàn)端接(jiē)入(rù)大地(dì)。三(sān)極CBR正確(què)的接(jiē)綫設(shè)計(jì)方案(àn)如(rú)圖3所示。電網(wǎng)為三(sān)綫製(zhì)TT係統(tǒng),設備為(wéi)AC380V的單一負載,CBR設計為(wéi)三(sān)極CBR,設(shè)備外(wài)殼接大(dà)地,當出(chū)現漏(lòu)/觸電時,綫路(lù)中(zhōng)出(chū)現電流矢量(liáng)和IΔ不為零,即IΔ=IA+IB+IC≠0電(diàn)源變(biàn)壓器(qì)側中性(xìng)點(diǎn)和(hé)安全接(jiē)地綫PE形成漏電回(huí)路,剩餘(yú)電(diàn)流(漏電(diàn)流)為IΔ,三極CBR可以(yǐ)起到漏/觸(chù)電保護的作用。

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  混合(hé)負載中三極CBR錯誤(wù)的接綫設(shè)計(jì)方案(àn)如圖(tú)4所示(shì)。電(diàn)網(wǎng)為(wéi)三(sān)綫(xiàn)製TT係統,設備為(wéi)AC380V和(hé)AC220V的(dí)混合負(fù)載(zǎi),選用三極(jí)CBR,中性綫N接(jiē)大(dà)地。綫(xiàn)路中的(dí)問(wèn)題(tí)就是中性綫(xiàn)N錯(cuò)誤(wù)地接(jiē)入大地,錯誤地選用了三極CBR,在(zài)無(wú)漏(lòu)/觸電情況下(xià),綫(xiàn)路(lù)中(zhōng)出(chū)現了(liǎo)沒有(yǒu)經(jīng)過三極(jí)CBR的旁路電流(liú),綫路(lù)中(zhōng)出現(xiàn)的(dí)剩(shèng)餘(yú)電流矢量和IΔ不(bù)為(wéi)零,即(jí)IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,負(fù)載端接地,安全綫(xiàn)PE和(hé)電源(yuán)變壓(yā)器(qì)中性(xìng)點接(jiē)地(dì)構(gòu)成了剩餘(yú)電流(liú)IΔ的回(huí)路電路(lù),因(yīn)此(cǐ)三(sān)極(jí)CBR跳閘(zhá)無法(fǎ)正常(cháng)運(yùn)行。混(hùn)合負載改正設計(jì)後正(zhèng)確的(dí)接綫設計方(fāng)案如圖(tú)5所示(shì)。該綫路中三(sān)極CBR跳閘設計更(gēng)改為四極(jí)CBR,在無(wú)漏/觸電情況下(xià),係統綫路中(zhōng)電(diàn)流矢量和IΔ始終為零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ=0,當(dāng)有(yǒu)漏/觸電(diàn)故(gù)障(zhàng)發(fā)生時,綫(xiàn)路中出現(xiàn)的(dí)電流矢(shǐ)量(liáng)和(hé)IΔ不(bù)為(wéi)零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,負載端接地,安全(quán)綫(xiàn)PE和(hé)電源(yuán)變(biàn)壓(yā)器中性(xìng)點(diǎn)接地構成了剩(shèng)餘電流IΔ的回(huí)路電路,四極CBR快(kuài)速跳閘(zhá)斷開(kāi)綫路(lù)電源(yuán),起到漏/觸電保(bǎo)護作(zuò)用。

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四極(jí)CBR進(jìn)出(chū)端(duān)錯(cuò)誤(wù)接地的設(shè)計(jì)接綫方案

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  如圖(tú)6所示(shì),電(diàn)網(wǎng)為三(sān)綫製TT係統,設(shè)計為四極CBR,負(fù)載(zǎi)為AC380V和AC220V的混(hùn)合負(fù)載。綫路(lù)中出(chū)現(xiàn)了(liǎo)單(dān)相AC220V負載的中性綫(xiàn)N多點接地的(dí)錯(cuò)誤設(shè)計,在(zài)無漏/觸電(diàn)情況(kuàng)下(xià),綫(xiàn)路中的(dí)中(zhōng)性綫N電(diàn)流(liú)IN從旁(páng)路流(liú)入大(dà)地(dì),負載(zǎi)端接地(dì)和電源(yuán)變壓器(qì)中性點(diǎn)接地(dì)構(gòu)成(chéng)了剩餘(yú)電(diàn)流IΔ的回路(lù)電(diàn)路,導致綫路中(zhōng)出(chū)現電流矢量和IΔ不(bù)為(wéi)零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,因(yīn)此(cǐ)四極(jí)CBR會出現跳(tiào)閘(zhá)誤動(dòng)作(zuò)情況。更(gēng)改(gǎi)正確的設計(jì)方(fāng)案(àn)是(shì)將四極CBR的出綫端N綫(xiàn)不(bù)接(jiē)地,隻保(bǎo)留四(sì)極(jí)CBR的(dí)進綫(xiàn)端(duān)N綫接(jiē)地,正(zhèng)確接地的(dí)設(shè)計接綫方(fāng)案(àn)如(rú)圖(tú)5所(suǒ)示(shì)。

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  中性綫(xiàn)N錯(cuò)誤(wù)接(jiē)地(dì)的(dí)接(jiē)綫設計方(fāng)案(àn)如(rú)圖7所示。電(diàn)網為三綫(xiàn)製(zhì)TT係(xì)統(tǒng),通過CBR對綫(xiàn)路(lù)進行分級保(bǎo)護,一(yī)級(jí)漏電保護(hù)采用三(sān)極CBR,二級漏電保護采(cǎi)用三極CBR和(hé)二極CBR,設備為AC380V和(hé)AC220V的混(hùn)合負載,綫路(lù)中的單相AC220V負載的中性(xìng)綫N接入大地。在無漏電情(qíng)況(kuàng)下,當(dāng)單相(xiāng)AC220V負載工作(zuò)時,單相(xiāng)AC220V負載中性(xìng)綫(xiàn)N相電(diàn)流IN2從一(yī)級漏電保護(hù)端的三極CBR旁路(lù)流入(rù)大(dà)地(dì),IN2流(liú)回(huí)到電(diàn)源變壓器的中性點,形成(chéng)了(liǎo)漏電電流,導(dǎo)致綫路(lù)中出現電流(liú)矢(shǐ)量(liáng)和(hé)IΔ不為零(líng),即IA+IB+IC=IΔ≠0,因此一(yī)級綫(xiàn)路保護(hù)端的三極CBR會出(chū)現(xiàn)頻(pín)繁跳閘(zhá)故(gù)障(zhàng),造成綫路(lù)無(wú)法(fǎ)正(zhèng)常(cháng)工作供電(diàn)。

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  混(hùn)合負載(zǎi)中多(duō)點接地(dì)的(dí)錯(cuò)誤(wù)設(shè)計(jì)方(fāng)案(àn)如圖8所示。設備(bèi)為(wéi)AC380V和AC220V的(dí)混合負載(zǎi),CBR對(duì)綫路(lù)進(jìn)行分級保(bǎo)護(hù),一(yī)級采用三極(jí)CBR,末端采用(yòng)三(sān)極CBR和(hé)二極(jí)CBR,綫(xiàn)路(lù)中(zhōng)的中性(xìng)綫N錯(cuò)誤(wù)地(dì)進行(háng)多點接(jiē)地,在(zài)無漏/觸電情(qíng)況下(xià),當(dāng)AC220V負載(zǎi)工作時,四極CBR和二極CBR會出(chū)現(xiàn)對地的旁(páng)路(lù)電流(liú)IΔ1和IΔ2,負(fù)載端大(dà)地和電(diàn)源變壓(yā)器中(zhōng)性點大(dà)地之間形成了漏電(diàn)電流,在(zài)負載無(wú)漏/觸(chù)電(diàn)情況下,綫(xiàn)路(lù)中形成的(dí)電(diàn)流(liú)矢量和IΔ不(bù)為(wéi)零,即IA+IB+IC+IN≠0,IC2+IN2≠0,因(yīn)此四極CBR和(hé)二極CBR會出現頻繁跳閘,出現綫路無法(fǎ)正常(cháng)供電故(gù)障(zhàng)。

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  混合(hé)負(fù)載正(zhèng)確的接(jiē)綫計方案如(rú)圖9所(suǒ)示。圖7和(hé)圖8可按圖9改進設(shè)計(jì)方(fāng)案(àn)。圖9中將(jiāng)四(sì)極(jí)CBR的(dí)進綫(xiàn)端中性綫N接大(dà)地(dì),其出(chū)綫(xiàn)端中(zhōng)性綫(xiàn)N不(bù)允許接入(rù)大地,並要求一(yī)級綫(xiàn)路(lù)中的(dí)CBR的(dí)漏電動作(zuò)值要(yào)大(dà)於二級綫(xiàn)路中CBR的漏電動作(zuò)值(zhí),否則將造成越級跳閘故(gù)障(zhàng)。在(zài)無漏/觸電正(zhèng)常情況下(xià),綫路(lù)中電流(liú)IN始終從(cóng)四(sì)極(jí)CBR和(hé)三(sān)極(jí)CBR的(dí)中性綫(xiàn)N中流(liú)入和流出,CBR無旁路電流產生(shēng),四(sì)極CBR綫路(lù)中的(dí)電流矢(shǐ)量(liáng)和(hé)IΔ為(wéi)零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ=0;三(sān)極CBR綫路中的電流矢(shǐ)量(liáng)和IΔ為零,即IA1+IB1+IC1=IΔ=0;二極(jí)CBR綫路(lù)中的(dí)電流矢量和IΔ為零(líng),即(jí)IC2+IN2=IΔ=0。當(dāng)三(sān)極CBR保護的(dí)支路(lù)發生(shēng)漏/觸(chù)電時(shí),綫路(lù)中出(chū)現(xiàn)電流矢(shǐ)量(liáng)和(hé)IΔ不為(wéi)零(líng),即IA1+IB1+IC1=IΔ≠0,三極CBR跳(tiào)閘(zhá)保護(hù);當(dāng)二(èr)極(jí)CBR保護的(dí)支路發生(shēng)漏(lòu)/觸(chù)電時,綫(xiàn)路(lù)中出(chū)現(xiàn)電流(liú)矢量和IΔ不為(wéi)零,即IC+IN2=IΔ≠0,二(èr)極CBR迅(xùn)速跳閘(zhá)斷開(kāi)綫(xiàn)路,起到漏電(diàn)保(bǎo)護(hù)的(dí)作用(yòng)。當(dāng)一(yī)級(jí)保護(hù)和二(èr)級末端支(zhī)路(lù)之間發生漏(lòu)/觸(chù)電時,綫(xiàn)路中(zhōng)出現電流(liú)矢量和IΔ不(bù)為(wéi)零,即IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,四極CBR跳(tiào)閘(zhá)動作(zuò)。

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4.2TN係統(tǒng)防(fáng)護(hù)方(fāng)案(àn)

  該電網(wǎng)供電(diàn)係(xì)統(tǒng)的中性(xìng)綫接(jiē)地,電(diàn)氣裝備的(dí)金屬外(wài)殼(ké)通過PE保(bǎo)護(hù)綫與(yǔ)該接(jiē)地中性點連(lián)接。該(gāi)係統有工作(zuò)零(líng)綫N和保護(hù)零綫(xiàn)PE,工作(zuò)零綫(xiàn)N和(hé)保護零綫PE可(kě)以合(hé)並使用,可(kě)分(fēn)離(lí)使用,TN⁃C係(xì)統(tǒng),保護零綫(xiàn)PE和(hé)工作零(líng)綫(xiàn)N合(hé)並(bìng)為(wéi)一起;TN⁃S係(xì)統中(zhōng)工作(zuò)零(líng)綫(xiàn)N和保護零綫(xiàn)PE嚴格(gé)分離;TN⁃C⁃S係統(tǒng)中(zhōng)部分綫路(lù)工作零綫(xiàn)N和保(bǎo)護(hù)零綫PE合(hé)並(bìng)為(wéi)一(yī),部分(fēn)綫(xiàn)路的工作零綫N和(hé)保(bǎo)護零綫(xiàn)PE分(fēn)離(lí)。TN⁃C係統中(zhōng)不正確(què)接(jiē)綫設計方案(àn)如(rú)圖(tú)10所示。電網(wǎng)為三相四綫(xiàn)製TN⁃C係(xì)統,設(shè)備為(wéi)AC380V和AC220V混合負載,係(xì)統綫(xiàn)路中將保護綫NPE接到(dào)四極CBR的出(chū)綫端,當綫(xiàn)路(lù)設備發生(shēng)漏電時,漏(lòu)電(diàn)流IΔ經過(guò)保護綫NPE和四極CBR的N極流入電源變(biàn)壓器(qì)的中性(xìng)綫端(duān),四極(jí)CBR中綫路中的電流矢(shǐ)量(liáng)和(hé)IΔ始終為零,即IA+IB+IC+IN=IΔ=0,造(zào)成四(sì)極CBR拒動(dòng)跳閘(zhá),失去漏(lòu)電保護作(zuò)用(yòng),會(huì)造(zào)成(chéng)安全事故。對圖10的(dí)方案進行更(gēng)改後,TN⁃C係(xì)統中正確(què)接(jiē)綫(xiàn)設計方案如(rú)圖11所(suǒ)示(shì)。

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  當(dāng)綫(xiàn)路中設備(bèi)發生(shēng)漏(lòu)電(diàn)時,漏電流IΔ經過(guò)安全綫NPE經四(sì)極CBR旁路流(liú)回到電(diàn)源(yuán)變壓(yā)器的中(zhōng)性(xìng)端,四(sì)極CBR綫路中電流矢量和IΔ不為零(líng),即IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,當漏(lòu)電(diàn)電流(liú)達到(dào)動(dòng)作值時,四(sì)極CBR跳(tiào)閘(zhá)斷(duàn)開綫路電源(yuán),起到漏電(diàn)保護作用。

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  TN⁃S係統中(zhōng)正確(què)的接綫(xiàn)設計方案如(rú)圖12所(suǒ)示(shì)。電網為(wéi)三(sān)相五(wǔ)綫製(zhì)TN⁃S係統,設備(bèi)為AC380V和AC220V混(hùn)合負載,設(shè)備金屬(shǔ)外殼通過保護綫(xiàn)PE連(lián)接到電(diàn)源變壓器(qì)中性(xìng)端綫路,當綫路設(shè)備發生(shēng)漏電(diàn)時,四極CBR綫路中的(dí)電流矢(shǐ)量(liáng)和IΔ不為零(líng),即(jí)IA+IB+IC+IN=IΔ≠0,四(sì)極(jí)CBR跳(tiào)閘(zhá)斷(duàn)開(kāi)電源(yuán),起到漏電(diàn)保護(hù)作用。

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5安科(kē)瑞ASJ係列產品(pǐn)介紹

  安(ān)科(kē)瑞(ruì)ASJ係列(liè)剩餘電(diàn)流(liú)動作繼(jì)電器和(hé)多回路剩餘電流(liú)監測儀可(kě)與(yǔ)低(dī)壓(yā)斷(duàn)路器(qì)或低(dī)壓接觸器等(děng)組(zǔ)成(chéng)組合式剩餘電流(liú)保(bǎo)護裝(zhuāng)置(zhì),主要適(shì)用於交流(liú)50Hz,額定(dìng)電壓(yā)400V及以下(xià)的TT和(hé)TN係(xì)統配電綫(xiàn)路,用(yòng)來(lái)對電氣綫(xiàn)路(lù)進(jìn)行接(jiē)地故障保(bǎo)護(hù),防(fáng)止接地故(gù)障(zhàng)電(diàn)流引起的設(shè)備損(sǔn)壞和電(diàn)氣火災(zāi)事(shì)故,也可(kě)用來(lái)對(duì)人(rén)身觸電(diàn)危(wēi)險提供間(jiān)接(jiē)接(jiē)觸保護。




ASJ10/20係列剩餘電(diàn)流動(dòng)作繼(jì)電器(qì)


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ASJ60係(xì)列剩(shèng)餘電(diàn)流監測儀

  5.1功(gōng)能(néng)介紹(shào)

  ASJ10/20係列剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)動作繼電器具(jù)有(yǒu)以下功能(néng):A型或(huò)者(zhě)AC型(xíng)剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流測量,剩(shèng)餘電流(liú)越限(xiàn)報(bào)警(jǐng)指(zhǐ)示,額(é)定剩餘(yú)動作(zuò)電(diàn)流可設定,極限不驅(qū)動時間(jiān)可(kě)設定(dìng),兩(liǎng)組繼電器(qì)輸出(chū),具有就(jiù)地(dì),遠(yuǎn)程(chéng)“測試(shì)",“復(fù)位(wèi)"功能(néng);

  ASJ60係(xì)列剩餘電(diàn)流監測儀具有以下功能(néng):16路(lù)剩(shèng)餘(yú)電流監測,1路預警(jǐng)繼電器(qì)輸(shū)出,16路(lù)報警繼電(diàn)器輸出,2路DI輸(shū)入(rù),自(zì)動重合(hé)閘功(gōng)能,遠程(chéng)通訊(xùn)功(gōng)能,遠程(chéng)分合(hé)閘(zhá)功能(néng)。

  5.2技(jì)術指標(biāo)

  ASJ10/20係列(liè)剩(shèng)餘(yú)電流動作(zuò)繼(jì)電器技術(shù)指標

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  ASJ60係(xì)列剩餘電流(liú)監測(cè)儀(yí)技術指標

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  5.3選(xuǎn)用說明(míng)

  剩餘電流動(dòng)作(zuò)繼(jì)電器(qì)在應(yīng)用(yòng)時應(yīng)注意低(dī)壓係統的(dí)接綫型(xíng)式。

  係統形(xíng)式係(xì)統(tǒng)接(jiē)綫說(shuō)明

 

  其(qí)餘(yú)接綫(xiàn)型式(shì)需要改(gǎi)造成以(yǐ)上兩種(zhǒng)型(xíng)式(shì)使用,防止出綫(xiàn)誤動(dòng)作或者不動作(zuò)的情(qíng)況(kuàng)。剩餘電(diàn)流(liú)互感(gǎn)器的選擇應根(gēn)據主回路(lù)的(dí)額定電流為(wéi)參考(kǎo)選擇,

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實(shí)際應(yīng)如(rú)圖所示,互感(gǎn)器(qì)安裝(zhuāng)在主回路或(huò)者(zhě)支路(lù)上(shàng),通過(guò)測量剩餘電流(liú)判斷是(shì)否驅動斷(duàn)路器(qì)動作。

ASJ10/20剩餘(yú)電流繼電器典型應用(yòng)

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ASJ60剩(shèng)餘電流監(jiān)測儀典(diǎn)型應用

  5.4注意事項

  當(dāng)采(cǎi)用(yòng)剩餘電流動(dòng)作保(bǎo)護(hù)器(RCD)作(zuò)為電(diàn)擊防護(hù)附(fù)加防(fáng)護措施(shī)時,應(yīng)符合(hé)下(xià)列規(guī)定(dìng):

  額(é)定(dìng)剩餘電流動作值不(bù)應(yīng)大(dà)於(yú)30mA;

  額定電流不超(chāo)過(guò)32A的下列(liè)回路應(yīng)裝(zhuāng)設剩餘電流(liú)動作保(bǎo)護(hù)器(RCD):

  供一(yī)般人員使用的電源插座(zuò)回路;

  室(shì)內移動電(diàn)氣設備;

  人員可觸及(jí)的室外電(diàn)氣設(shè)備。

  剩(shèng)餘電流(liú)動(dòng)作(zuò)保(bǎo)護(hù)器(RCD)不(bù)應作為保護(hù)措(cuò)施(shī);

  采用剩餘電(diàn)流(liú)動(dòng)作(zuò)保護器(RCD)時(shí)應(yīng)裝(zhuāng)設(shè)保護接地導(dǎo)體(PE)。

  6結語

  一(yī)個國家或地區(qū)的(dí)漏/觸電發(fā)生率(shuài)是衡量其(qí)安全(quán)用電的重(zhòng)要標(biāo)誌。我(wǒ)國的漏(lòu)/觸電(diàn)事(shì)故基本(běn)發生(shēng)在(zài)AC380V以下的(dí)低壓電網側綫路(lù),由(yóu)於我國(guó)的低壓(yā)電(diàn)網絕大部分采用(yòng)變壓器二次(cì)側(cè)中性(xìng)點直(zhí)接接地方(fāng)式,一旦發(fā)生(shēng)漏/觸(chù)電事(shì)故(gù)其(qí)後果十(shí)分嚴(yán)重。因(yīn)此在(zài)電網供電係統(tǒng)中(zhōng)設計(jì)安裝CBR是預防(fáng)發生(shēng)漏(lòu)/觸電事(shì)故(gù)的(dí)重要(yào)技術措(cuò)施(shī),同(tóng)時(shí)剩(shèng)餘電流動作斷路器(qì)也可預(yù)防因漏電(diàn)引(yǐn)起的火災事故(gù),可見剩餘電(diàn)流動作(zuò)斷路(lù)器可(kě)以消(xiāo)除(chú)電網係統綫路中(zhōng)的(dí)各種不(bù)安(ān)全(quán)因(yīn)素(sù)。在TN和TT供(gōng)電係(xì)統(tǒng)中(zhōng),如果設(shè)計(jì)安裝剩餘(yú)電流動作斷(duàn)路器與(yǔ)其電網(wǎng)供電係統不相匹(pǐ)配,剩(shèng)餘電(diàn)流動(dòng)作斷路器將起不(bù)到漏電保護(hù)功(gōng)能(néng),也會影響正常的供電(diàn)。科學合理地(dì)設計應(yīng)用剩餘(yú)電(diàn)流動作(zuò)斷路器(qì)是提高電(diàn)網(wǎng)供電係統(tǒng)中安全(quán)用電(diàn)的有效預防措施(shī),該設計(jì)方(fāng)案(àn)可以作為(wéi)鋼(gāng)鐵廠等工(gōng)礦(kuàng)企業(yè)對(duì)電網(wǎng)綫路(lù)改(gǎi)造和(hé)設計的理(lǐ)論實(shí)踐參(cān)考依(yī)據(jù)。

  參(cān)考(kǎo)文(wén)獻(xiàn):

  [1]艾(ài)精文,謝(xiè)智(zhì)敏,趙宇明(míng),等(děng).剩(shèng)餘電流(liú)動作保護器(qì)研究綜述[J].電器與(yǔ)能效管理技術(shù)

  [2]楊東,張(zhāng)應龍(lóng),林叢,等.觸/漏(lòu)電(diàn)保護(hù)器[M].北京(jīng):化(huà)學工業(yè)出(chū)版(bǎn)社,2008

  [3]何建(jiàn)文,馬鐵(tiě)峰.剩(shèng)餘電流動作斷(duàn)路器在鋼鐵(tiě)廠改(gǎi)造中的應用(yòng).

  [4]安科(kē)瑞(ruì)企業微電(diàn)網設計(jì)與(yǔ)應用(yòng)手(shǒu)冊(cè).2022.06版