2015年安全工程師考試《生產(chǎn)技術(shù)》考點:剩余電流動作保護(hù)

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　　剩余電流動作保護(hù)

　　剩余電流動作保護(hù)又稱漏電保護(hù)，是利用剩余電流動作保護(hù)裝置來防止電氣事故的一種安全技術(shù)措施。所謂剩余電流，是指流過剩余電流動作保護(hù)裝置主回路電流瞬時值的相量和(用有效值表示)。剩余電流動作保護(hù)裝置簡稱RCD，主要用于防止人身電擊，防止因接地故障引起的火災(zāi)和監(jiān)測一相接地故障。剩余電流動作保護(hù)裝置的主要功能是提供間接接觸電擊保護(hù)，而額定漏電動作電流不大于30mA的剩余電流動作保護(hù)裝置，在其他保護(hù)措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補(bǔ)充保護(hù)，但不能作為基本的保護(hù)措施。

　　(1)剩余電流動作保護(hù)裝置的工作原理

　　剩余電流動作保護(hù)裝置的組成參見圖2―11剩余電流動作保護(hù)裝置組成框圖。

　　剩余電流動作保護(hù)裝置由檢測元件、中間環(huán)節(jié)(包括放大元件和比較元件)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本環(huán)節(jié)及輔助電源和試驗裝置構(gòu)成。

　　1)檢測元件。是一個零序電流互感器，參見圖2―10。圖中，N1是互感器的一次邊，由被保護(hù)的主電路的相線和中性線穿過環(huán)行鐵心構(gòu)成;N2為互感器的二次邊，由均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成。檢測元件的作用是將漏電電流信號轉(zhuǎn)換為電壓或功率信號輸出給中間環(huán)節(jié)。

　　2)中間環(huán)節(jié)。通常含有放大器、比較器等，對來自零序電流互感器的漏電信號進(jìn)行處理。

　　3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。指漏電動作脫扣器等，用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號;實施動作。

　　4)輔助電源。是提供電子電路工作所需的低壓電源。

　　5)試驗裝置。由一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路構(gòu)成，模擬漏電的路徑，以試驗裝置是否能夠正常動作。

　　其工作原理見圖2―12。在電路正常的情況下，通過TA一次邊電流的相量和等于零，TA鐵心中磁通的相量和也為零，TA二次邊不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，剩余電流動作保護(hù)裝置不動作，系統(tǒng)保持正常供電。

　　當(dāng)電路發(fā)生漏電或有人觸電時，漏電電流的存在使通過TA一次邊各相負(fù)荷電流的相量和不再等于零，即產(chǎn)生了剩余電流。此時，TA鐵心中磁通的相量和也不再為零，即在鐵心中出現(xiàn)了交變磁通。由此，使TA二次邊線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即得到漏電信號。經(jīng)中間環(huán)節(jié)對此漏電信號進(jìn)行處理和比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時，漏電脫扣器動作，驅(qū)動主開關(guān)QF自動跳閘，從而迅速切斷被保護(hù)電路的供電電源，實現(xiàn)保護(hù)。

　　(2)剩余電流動作保護(hù)裝置的主要技術(shù)參數(shù)

　　剩余電流動作保護(hù)裝置最基本的技術(shù)參數(shù)包括額定剩余電流動作電流和分?jǐn)鄷r間。

　　1)額定剩余動作電流(I△n)

　　是制造廠對剩余電流動作保護(hù)裝置規(guī)定的剩余動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護(hù)裝置應(yīng)在規(guī)定的條件下動作。該值反映了剩余電流動作保護(hù)裝置的靈敏度。

　　我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定漏電動作電流值為：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、l、3、5、10、20、30A共13個等級。其中，0.03A及其以下者屬高靈敏度、主要用于防止各種人身觸電事故;0.03A以上至1A者屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi);1A以上者屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故。

　　2)額定剩余不動作電流(I△n0)

　　是制造廠對剩余電流動作保護(hù)裝置規(guī)定的剩余不動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護(hù)裝置應(yīng)在規(guī)定的條件下不動作。為了防止誤動作，剩余電流動作保護(hù)裝置的額定剩余不動作電流不得低于額定剩余動作電流的1/2。

　　3)分?jǐn)鄷r間

　　是指從突然施加剩余動作電流的瞬間起到所有極電弧熄滅瞬間，即被保護(hù)電路完全被切斷為止所經(jīng)過的時間。剩余電流動作保護(hù)裝置根據(jù)分?jǐn)鄷r間的不同，分為一般型和延時型兩種。延時型剩余電流動作保護(hù)裝置人為地設(shè)置于延時，以適應(yīng)分級保護(hù)的需要，主要用于分級保護(hù)的首端，僅適用于I△n>0.03A的間接接觸電擊防護(hù)。延時型剩余電流動作保護(hù)裝置的延時時間優(yōu)選值為：0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s.分級保護(hù)時，延時型剩余電流動作保護(hù)裝置延時時間的級差為0.2s。

　　我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的直接接觸電擊補(bǔ)充保護(hù)用剩余電流動作保護(hù)裝置的最大分?jǐn)鄷r間見表2---5。

　　(3)剩余電流動作保護(hù)裝置的防護(hù)要求

　　1)對直接接觸電擊事故的防護(hù)

　　在直接接觸電擊事故防護(hù)中，剩余電流保護(hù)裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護(hù)措施的補(bǔ)充保護(hù)措施。從剩余電流動作保護(hù)的機(jī)理可知，其保護(hù)并不包括對相與相、相與N線間形成的直接接觸電擊事故的防護(hù)。

　　2)對間接接觸電擊事故的防護(hù)

　　間接接觸電擊事故防護(hù)的主要措施是采用自動切斷電源的保護(hù)方式，以防止由于電氣設(shè)備絕緣損壞發(fā)生接地故障時，電氣設(shè)備的外露可接近導(dǎo)體持續(xù)帶有危險電壓而產(chǎn)生電擊事故。當(dāng)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(hù)裝置的動作電流值時，過電流保護(hù)裝置不動作，不能消除電擊危險，此時，需要依靠剩余電流動作保護(hù)裝置的動作來切斷電源，實現(xiàn)保護(hù)。

　　剩余電流動作保護(hù)裝置用于間接接觸電擊事故防護(hù)時，應(yīng)正確地與電網(wǎng)的系統(tǒng)接地型式相配合。在TN系統(tǒng)中，必須將TN―C系統(tǒng)改造為TN―C―S、TN―S系統(tǒng)或局部TT系統(tǒng)后，才可安裝使用剩余電流動作保護(hù)裝置。在TN―C―S系統(tǒng)中，剩余電流動作保護(hù)裝置只允許用在N線與PE線分開部分。

　　3)對電氣火災(zāi)的防護(hù)

　　為防止電氣設(shè)備或線路因絕緣損壞形成接地故障引起的電氣火災(zāi)，應(yīng)裝設(shè)當(dāng)接地故障電流超過預(yù)定值時，能發(fā)出報警信號或自動切斷電源的剩余電流動作保護(hù)裝置。

　　為防止電氣火災(zāi)發(fā)生而安裝剩余電流動作電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)時，應(yīng)對建筑物內(nèi)防火區(qū)域作出合理的分布設(shè)計，確定適當(dāng)?shù)目刂票Ｗo(hù)范圍。該電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的剩余電流動作的預(yù)定值和預(yù)定動作時間，應(yīng)滿足分級保護(hù)的動作特性相配合的要求。

　　(4)必須安裝剩余電流動作保護(hù)裝置的設(shè)備和場所

　　1)末端保護(hù)

　?、賹儆贗類的移動式電氣設(shè)備;

　?、谏a(chǎn)用的電氣設(shè)備;

　　③施工工地的電氣機(jī)械設(shè)備;

　　④安裝在戶外的電氣裝置;

　?、菖R時用電的電氣設(shè)備;

　?、迿C(jī)關(guān)、學(xué)校、賓館、飯店、企事業(yè)單位和住宅等除壁掛式空調(diào)電源插座外的其他電源插座或插座回路;

　?、哂斡境?、噴水池、浴池的電氣設(shè)備;

　?、噌t(yī)院中可能直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備;

　　⑨其他需要安裝剩余電流動作保護(hù)裝置的場所。

　　2)線路保護(hù)

　　低壓配電線路根據(jù)具體情況采用二級或三級保護(hù)時，在總電源端、分支線首端或線路末端(農(nóng)村集中安裝電能表箱、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的電源配電箱)安裝剩余電流動作保護(hù)裝置。

　　(5)剩余電流動作保護(hù)裝置的運(yùn)行和管理

　　為了確保剩余電流動作保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，必須加強(qiáng)運(yùn)行管理。剩余電流動作保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，運(yùn)行管理單位應(yīng)建立相應(yīng)的管理制度，并建立動作記錄。

　　1)對使用中的剩余電流動作保護(hù)裝置應(yīng)定期用試驗按鈕檢查其動作特性是否正常。

　　雷擊活動期和用電高峰期應(yīng)增加試驗次數(shù)。用于手持電動工具和移動式電氣設(shè)備和不連續(xù)使用剩余電流動作保護(hù)裝置，應(yīng)在每次使用前進(jìn)行試驗。因各種原因停運(yùn)的剩余電流動作保護(hù)裝置再次使用前，應(yīng)進(jìn)行通電試驗，檢查裝置的動作情況是否正常。對已發(fā)現(xiàn)的有故障的剩余電流動作保護(hù)裝置應(yīng)立即更換。

　　2)為檢驗剩余電流動作保護(hù)裝置在運(yùn)行中的動作特性及其變化，運(yùn)行管理單位應(yīng)配置專用測試儀器，并應(yīng)定期進(jìn)行動作特性試驗。動作特性試驗項目包括測試剩余動作電流值、測試分?jǐn)鄷r間、測試極限不驅(qū)動時間。進(jìn)行特性試驗時，應(yīng)使用經(jīng)國家有關(guān)部門檢測合格的專用測試設(shè)備，由專業(yè)人員進(jìn)行。嚴(yán)禁采用相線直接對地短路或利用動物作為試驗物的方法進(jìn)行試驗。

　　3)電子式剩余電流動作保護(hù)裝置，根據(jù)電子元器件有效工作壽命要求，工作年限一般為6年。超過規(guī)定年限應(yīng)進(jìn)行全面檢測，根據(jù)檢測結(jié)果;決定可否繼續(xù)使用。

　　4) 運(yùn)行中剩余電流動作保護(hù)器動作后，應(yīng)認(rèn)真檢查其動作原因，排除故障后再合閘送電。經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)動作原因時，允許試送電一次。如果再次動作，應(yīng)查明原因，找出故障，不得連續(xù)強(qiáng)行送電。必要時對其進(jìn)行動作試驗，經(jīng)檢查確認(rèn)剩余電流保護(hù)裝置本身發(fā)生故障時，應(yīng)在最短時間內(nèi)予以更換。嚴(yán)禁退出運(yùn)行、私自撤除或強(qiáng)行送電。

　　5)剩余電流動作保護(hù)裝置運(yùn)行中遇有異常現(xiàn)象，應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行檢查處理，以免擴(kuò)大事故范圍。剩余電流動作保護(hù)裝置損壞后，應(yīng)由專業(yè)單位進(jìn)行檢查維護(hù)。

　　6)在剩余電流動作保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生電擊傷亡事故，應(yīng)檢查剩余電流動作保護(hù)裝置的動作情況，分析未能起到保護(hù)作用的原因，在未調(diào)查前，不得拆動剩余電流動作保護(hù)裝置。

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