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漏电保护器(RCD)应用中应注意的几点问题

2020-01-09叶文顺

四川水泥 2019年11期
关键词:电子式电击配电

叶文顺

(厦门市特房海湾投资有限公司, 福建 厦门 361000)

0 引言

在工程建设管理中,人身安全保障尤为重要,为了避免间接电击现象的发生,往往选择漏电保护器进行保护。随着更多新型产品使用,导致配电回路中电压波形异常,不是纯净正弦波形;或是在设备运转过程中产生泄漏电流等都可能引起RCD 拒动作或误动作,导致设备使用异常。

1 RCD 拒动作

当RCD 额定动作电流I△n为30mA 时能保证人体在遭到间接接触电击情况下的安全,额定不动作电流(I△n0=0.5I△n)应当保证在泄漏电流之上并根据使用预留余量,有效保障用电设备提升的负荷、压力、绝缘电阻降低、电压出现正偏差和气候环境变化情况下导致的泄漏电流增加。在进行RCD 设计施工过程中应当限制其保护设备的数量,保证正常泄漏电流I△在0.3I△n范围内。

有些人员对RCD 存在误解,认为出现故障情况下在瞬间切断电源,不出现安全事故,但是这种情况在现实中基本难以避免,RCD 在保护设备的过程中存在一定局限性。RCD 有电磁式和电子式两类。电磁式RCD 是靠故障电流自身能量工作,电子式RCD 是靠故障残余压力的能量工作,当残压过低时可能拒动作。由此可见后者的工作稳定性较差,在使用过程中需要注意。

(1)TN 系统:相线触碰到设备外壳出现接地故障时,RCD 会出现故障残压:

配电线路过长时即表明RCD 与故障设备距离很近,此时L'、PE 线较短会影响URCD值较小,但其小到一定值时,所提供的能量不足以使RCD 正常运行,RCD将出现拒动(图1)。国内RCD 产品标准规定当URCD小到50V 时,电子式RCD 还能保证动作,这一要求提高了电子式RCD 的动作可靠性。据分析若用电设备离RCD过近,RCD 处故障残压小于50V,接触电压过大仍存在电击危险。

图1 故障残压过低电子式RCD 可能拒动

(2)TN 系统:N 线中断时电子式RCD 将无法工作。技术人员在进行检修和维护时应当随身携带便携式插座盒,能够最大限度的保障其在工作时不会因为使用手持工具而受到电击风险。如图2 电源拖线在地面上易受损使线芯折断,若L线中断不招致危险,但若N 线中断而使用的电动工具又碰外壳,则检修人员将遭受电击危险,而RCD 却因URCD为0V 而拒动。因此便携式RCD 必须为电磁式。

2 RCD 误动作

低压配电系统对地阻抗无穷大并不存在,故不可避免会在线路和地之间存在一定的泄露电流。对泄露电流有影响的有线路长短、导线截面大小以及敷设方式等。

(1)对配电线路进行保护时,一般使用RCD 保护,设计时往往重视配电线路的短路、过负荷的保护,而忽视了配电线路和用电设备间出现泄露电流对设备的影响。这将导致配电线路用电设备频繁使用时跳闸断电,影响设备的正常使用。

(2)配电线路和用电设备正常工作时,都存在一定的泄漏电流,其泄漏电流估值参考《工业与民用供配电设计手册》第四版1017 页的配电线路泄漏电流值、《住宅建筑电气设计规范》55 页的常用电器正常泄露电流参考值。当设备在使用的过程中出现泄露电流时,应当确保RCD 在工作过程中不跳闸。

(3)高次谐波的影响。RCD 在使用的过程中可能受高次谐波影响,因被保护回路与地之间存在电容C,当电网高次谐波成分过多时,其对谐波电流的容抗因f增大而使XC=1/2πfc 变小,对地电容泄露电流随之增大。当超过额定不动作电流I时,RCD 可能误动作。

(4)瞬态雷电冲击电压的影响。在装有RCD 的配电线路上感应的瞬态雷电冲击过电压,其波头也是高频,容抗减小、泄露电流增加可能引起RCD 误动。但这种瞬态冲击电压作用时间极短,选用带短延时的RCD 就可避免误动作。

对此,我国配电相关设计规范中明确规定,在电源自动切断的基础上,需采取总等电位联结措施,才能确保人身遭到电击事故时有效降低接触电压,使安全水平得到提高。在选择保护电器时,一般选择断路器或熔断器,务必结合总等电位联结措施,二者密不可分。等电位联结措施目的并不在于使动作时间变短,而是让人能触碰到的外露可导电部分间的电位相当,如果能选取到合适的参数,有可能将接触电压降到小于安全值,就算比安全电压大,也能起到一定的降低作用。

3 电源进线处应装设防接地故障火灾的RCD

根据《住宅建筑电气设计规范》第8.7.2.6 条规定:每栋住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。一般来说电弧性短路的起火危险较大,并且一旦起火很难在一般过流保护电器的作用下及时断开连接,但是针对电弧性接地故障来说,却能运用漏电保护器进行有效断开,因电弧性接地故障电流通常是以安计,而RCD 以毫安计,故RCD 能够防止接地故障火灾现象的发生。

RCD 在我国上世纪80 年代开始被逐渐应用,但主要是安装在插座回路上,用来防范人体被电击现象,而并没有相应的漏电保护装设在建筑物内插座回路以外的配电线路上面,因此上述接地故障类型火灾极其容易发生。为此,应按IEC 60364-4-482(火灾防护)、全国民用建筑工程设计技术措施2009—电气和《低压配电设计规范》要求:在一般室内正常环境下,第一级为通常的末端线路(插座)上安装的30mA 或100mA 的普通型瞬动RCD,其5 倍I△n的最大动作时间为0.04s;第二级为建筑物电源进线(母线插接箱、电缆转接箱或总进线动力箱)处安装的延时动作500mA 或300mA 的选择型RCD,其最大切断时间为0.15s,最小不动作时间为0.05s。两级RCD 在动作时间及电流上都满足了选择性要求。第二级RCD作为第一级防间接接触电击和防接地电弧火灾的后备保护。

在大型建筑物内可设三级RCD。第三级RCD 为固定延时型,如取1s 的延时,I△n取1A。此级RCD 可采用分离式单独的电流互感器,经继电器动作于火灾信号以避免切断电源引起大面积停电,当然也可作用于开关的跳闸。从发生接地电弧到烤燃附近可燃物起火以至火势蔓延成灾需相当长的时间。在发出报警信号后完全有足够的时间查出故障,切断电源。

漏电保护器可有效的预防用电设备在使用过程中出现火灾、伤亡等严重事故的发生,也可以通过其它方式进行预防,例如:保持配电线路和设备之间规定的绝缘水平,提高PE、PEN 线的连接质量,实施等电位联结等等。

4 结语

在工程建设管理中,需要秉承“以人为本”的原则,确保电气线路经济实用且科学合理,不仅要让人们生活需要得到充分满足,同时也要在生活质量不断提升的背景下,充分考虑智能化技术的推广及应用,确保为业主们提供理想的居住家园。所以我们应当在管理过程中不断总结经验教训,用心去做设计管理,为用户提供更多便利,创造更好的生活环境。

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