優秀的漏電保護器應用分析論文
優秀的漏電保護器應用分析論文
摘要：漏電保護器(以下簡稱rcd)是現時有效防止接地故障引起人身電擊和電氣火災的保護電器，但應用不當往往不能發揮應有的作用。本文擬對此陳述一些淺見。
關鍵詞：漏電保護器rcd電氣火災
1防人身電擊只需裝用動作電流為30mA的rcd
國際電工委員會標準IEC4.79(電流透過人體的效應)確定，透過人體的交流50Hz電流不超過30mA時，人體不會因發生心室纖維性顫動而死亡，它與人體潮溼程度、接觸電壓高低無直接關係。因此，國際電工標準在所有防人身電擊的條文中，都規定採用動作電流不大於30mA的rcd。據此在醫院手術室、浴室等電擊危險大的場所都可裝用動作電流為30mA的rcd來防人身電擊。
農村用電不必裝用靈敏度更高的rcd，例如10mA的rcd。因為10mA的rcd和30mA的rcd在防人身電擊的效果上是相同的，都可以使人免於發生心室纖顫而死亡。10mArcd的`價格很貴，不適於廣泛採用，而其額定不動作電流僅5mA，農村低壓電網裝置因常處於戶外和潮溼場所，正常洩漏電流較大，容易引起誤動作。頻繁的誤動作停電的後果往往是將rcd短接或拆除，使線路失去接地故障保護，導致危險的後果。
2只有手握式和移動式電氣裝置才需裝用30mA高靈敏度的rcd
手握式和移動式電氣裝置的電擊危險大。這是因為這些裝置使用中經常挪動，絕緣容易破損而發生碰外殼接地故障，握持裝置的手掌肌肉通電收縮使人無法甩脫外殼帶電的裝置，人體通電時間稍長即易發生心室纖顫致死。固定安裝的裝置較少發生碰外殼接地故障，人的手掌抓握不住裝置外殼，在遭電擊時可立即甩脫，與帶電裝置外殼脫離接觸。不論有無裝用30mArcd，固定式裝置發生電擊事故時都可使人站立不穩摔倒，但不會因發生心室纖顫而電擊致死。因此對手握式和移動式裝置必須裝用30mA瞬動rcd，而對固定式裝置如吊燈、固定安裝的戶內水泵則無此要求。國際電工標準對兩者加以區分是避免濫裝30mA瞬動rcd，以節省不必要的投資和減少因裝用不當而招致rcd的誤動停電。
3常用的兩級漏電保護
線上路短路中大部分是接地故障，即相線與大地、電氣裝置外殼、金屬結構管道之間的短路。接地故障既能引起人身電擊事故，也比相間短路、單相短路容易引起電氣火災。我國《低壓配電設計規範》(GB50054－95)規定，配電線路都應有接地故障保護，而rcd是最有效的接地故障保護電器。當發生電弧性接地故障起火時，因電弧電流小，斷路器、熔斷器往往不能在火災發生前切斷電源，而rcd則能立即動作切斷電源。因此，除在手握式、移動式裝置終端線路上安裝30mA瞬動rcd外，還應在電源總幹線上安裝帶少許延時的漏電保護功能的斷路器，如圖1所示。它主要用於防接地故障引起的電氣火災和線路對地電位升高事故，保護範圍無死區。
圖中rcd1和rcd2的動作應有選擇性，以避免越級跳閘擴大停電面。選擇性不能靠rcd動作電流的大小來提供。如果rcd1和rcd2的動作電流差2～3倍，但如果都是瞬時動作，當線路末端發生故障電流為幾十安的接地故障時，故障電流都超過動作電流的百倍以上，兩級rcd都瞬時動作，無法保證選擇性。因此各個級次rcd間的動作選擇性只能靠動作時間的長短不同來保證，即圖1中的rcd2的動作應帶有適當的延時，例如圖中所示rcd1的動作時間t1≤0.04s，rcd2的動作時間t2=0.3s。
4帶延時漏電保護的斷路器的技術要求
裝設在電源幹線上帶延時漏電保護的斷路器其接線如圖2所示。由圖可知，這種斷路器只是在原用作短路保護和過載保護的斷路器的下端，增裝一變比為1∶1的零序電流互感器和脫扣器。當被保護迴路內發生接地故障時，互感器檢測出剩餘電流(俗稱漏電電流)，由脫扣器使斷路器跳閘。
我國《低壓配電設計規範》規定，此級rcd的動作電流不大於500mA最為安全，因500mA以下電弧的能量不足以引燃起火。但當線路正常洩漏電流大時也可取為大於500mA，以免發生不必要的跳閘停電。此斷路器漏電動作延時一般取為0.3s左右。因從發生接地電弧到引燃近旁可燃物質起火有一較長時間過程，這一0.3s左右的延時，既能有效防止起火，又不擴大停電面，也不致引起所保護線路的過熱燒損。
這一級保護不能採用一般的漏電保護器，也不能採用漏電繼電器與接觸器組合的漏電保護，因為電源幹線上金屬性接地故障電流可能以千安計，接觸器和斷流能力為300A的一般rcd是難以切斷如此大的電流的。
我國不少廠家生產這種帶延時漏電保護功能的塑殼式斷路器，其額定電流為100～400A，漏電保護動作電流為30mA～2A，延時動作時間0.2～0.8s，短路電流開斷能力為3～6.5kA，可以滿足前述的一般要求。
5三級漏電保護的應用
當供電範圍和電源幹線電流較大時，有時需裝用三級漏電保護，即在圖2中的rcd2前再加一級rcd3如圖3所示。它由分離的零序電流互感器、漏電繼電器和斷路器(或訊號器)組成。互感器的變比也為1∶1。它透過的迴路電流受迴路4根導線透過的互感器貫穿孔直徑的限制。漏電繼電器檢測的電流即一次側的剩餘電流，其動作電流和延時均可調整。
我國現時已生產附裝漏電繼電器的漏電保護零序電流互感器，其貫穿孔直徑為25～100mm，相應迴路電流為100～800A，所帶漏電繼電器的動作電流為50mA～3A，延時為0.2～2s。這種互感器也適宜於在現有線路上補加漏電保護。
對供電範圍大的電源幹線上的漏電保護往往不希望所保護範圍內發生電弧性接地故障時立即跳閘，以避免大面積的停電。這時可將漏電繼電器作用於訊號，以便找出故障迴路，區域性切斷電源。迴路內如出現金屬性短路的大短路電流，則由斷路器內的電磁脫扣器動作來切斷電源，以保護線路。
6漏電保護的檢驗
現時施工驗收時常用撳按rcd試驗按鈕或模擬接地故障的辦法來檢驗rcd是否能動作，這兩種方法不十分可靠。因前者只能說明rcd本身能動作，不能說明安裝是否正確，保證發生接地故障時也肯定能動作；而後者只是定性檢測而非定量檢測。隨著我國電氣技術的發展，我國已生產出能測定rcd的動作電流、動作時間以及線路和裝置正常洩漏電流的儀表，使用這種儀表檢測得出的結果將更為可靠和準確。