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剩余电流保护就是接地故障保护吗?本文来给你梳理一下概念!

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收录于话题 看到标题,很多朋友都会觉得它们不都是接地故障保护吗?都可以用!真是如此吗?注意了!我们这里说的是“断路器”的这两种保护。还有,剩余电流保护就是接地故障保护吗?是!但并不全是!那么,我们应该怎么看待它呢?来梳理下概念。 今天我们就来讲 讲,关于断路器中的接地故障保护和剩余电流保护的准确认识,以及它们的用途。 断路器中的接地故障保护 Ig 和剩余电流保护 I△n


看到标题,很多朋友都会觉得它们不都是接地故障保护吗?都可以用!真是如此吗?注意了!我们这里说的是“断路器”的这两种保护。还有,剩余电流保护就是接地故障保护吗?是!但并不全是!那么,我们应该怎么看待它呢?来梳理下概念。



今天我们就来讲 讲,关于断路器中的接地故障保护和剩余电流保护的准确认识,以及它们的用途。


断路器中的接地故障保护 Ig 和剩余电流保护 I△n


(1)断路器接地故障保护

全称应该是“单相接地故障保护”,就是某一相对地的短路故障,与三相短路或两相短路类似,也属于短路保护的一种。

只是它有一定的特殊性 ,三相短路和两相短路因为线芯导体的极小阻抗和线电压(380V),短路电流很大;而单相接地故障的短路阻抗较前两者要复杂些,只会更大,且短路电压仅为相电压(220V),所以短路电流相对较小。

因此,对于接地故障的保护会根据不同的短路电流大小采用不同的方案,而三相短路、两相短路则简单粗暴些, 唯有努力 用过电流保护去实现它。



TN系统的接地故障保护措施有以下几种方式:

1)当过电流保护满足动作灵敏度要求时,用 过电流保护 的短路瞬时或短路短延时保护。

2)当过电流保护不满足灵敏度要求时,可采用 零序电流保护 。TN 系统的接地故障电流相对较大(大于几十、上百安倍),采用零序电流保护是可以胜任的。对于此,带有电子脱扣器的断路器可选择四段保护功能,即长延时Ir、短延时Isd、短路瞬时Ii、 接地故障保护Ig 其实这个 Ig 就是零序电流保护(记住这个 Ig,后面我们会提到它)

3)当过电流保护不满足灵敏度要求时,也可采用 剩余电流保护 (RCD动作于切除,RCM动作于报警)。 选用剩余电流保护主要是提高了动作灵敏度, 但它的作用并不止于此,还有更深层次的用意 (可看下面)。

4)以上几种方式的保护动作灵敏度在一步步提高(百安倍级以上 → 十几安倍级以上 → 毫安级以上)。

而对于 TT 系统的接地故障保护,因为接地故障电流较小(小于十几安倍),过电流保护和零序电流保护无法满足动作灵敏度要求,唯有通过剩余电流保护来实现。


所以说,接地故障保护中的过电流保护和零序电流保护措施,本质上来说是切除线路中的大故障电流,只为保护配电线路因发热而导致的绝缘损坏问题,以及因此引发的次生灾害火灾。

这里需再次说明,断路器中的接地故障保护实际上是零序电流保护的概念。它并不能防接地电弧火灾,也不能防人身电击。

而剩余电流保护只是以上几种接地故障保护方式的一种。那么,它究竟是用于哪里呢?


(2)断路器剩余电流保护

剩余电流保护用于保护“人身安全”和“财产安全“两方面,即用于防止直接接触和间接接触电击事故,和用于防建筑物电气火灾事故。

RCD 的主要用途


具体保护措施如下:

1)当用于防直接接触时,其保护动作值应 ≤ 30mA(高灵敏度)。直接接触电击是假定故障电流以人体为通路而回到电源中性点的,所以必须要不大于 30mA 动作,且应立即切断电源,时间越快越好。

2)当用于防间接接触时,保护动作值可在 30~3000mA(中灵敏度)。 这里需指出的是,用于防间接接触的 RCD 动作整定值是可以大于 30mA 的 。因为间接接触电击防护是假定设备在运行过程中绝缘损坏了,为防电击,正常环境中当预期接触电压超过50V时,应提前在规定时间内切断故障回路。

对于 TN 系统 ,仅要求 RCD 的动作整定值 Ia ≤ 220/Zs(接地故障回路阻抗很小,仅为线芯导体阻抗,2 欧姆以内),很显然 Ia 的整定值可以是几十安倍,并不是 30mA。 对于 TT 系统 ,则要求 Ia ≤ 50/Ra(设备端保护接地电阻值,一般情况下 ≤ 10欧姆),同样 Ia 也可以大于30mA。

3)当用于防电气火灾时,保护动作值通常可在 100~300mA,对于框架断路器 ACB 的剩余电流保护整定范围可在 0.5~30A(低灵敏度),塑壳断路器 MCCB 也在 0.1~30A(低灵敏度)。


ACB 断路器中接地故障保护和剩余电流保护的整定范围


此处要说明一下,《低压配电设计规范》GB50054-2011 第 6.4.3 条指出:为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的剩余电流监测或保护电器,其动作电流不应大于300mA。

也正因为规范中的要求,很多人将 RCD 用于防电气火灾时,往往整定电流设定在不大于 300mA 的范围内。也确实,在 IEC-TC64 的技术文件中指出了 300mA 以上的电弧能量才能引起火灾。但我们忽略了它的条件设定,即场景是 火灾危险场所

哪些是火灾危险场所呢?是生产、加工、储存木材、纸张、棉花之类的可燃物以及多粉尘的火灾危险场所(BE2场所,可参见《建筑物电气装置第5-51部分:电气设备的选择和安装通用规则》GB/T 16895.18-2010表51A)。

而《低压配电设计规范》第 6.4.3 条文说明中指出, 一般场所并不受 300mA 限制,可根据实际情况调整动作电流值。

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