所屬欄目:電力論文 發布日期:2014-09-28 16:12 熱度:
漏電保護開關目前在建筑電氣領域得到了廣泛的應用,為有效地防止電氣火災和保護人身安全發揮了很大的作用。漏電保護開關從最初的備受爭議到現在為業界廣泛接受,一方面是因為我國規范的完善,另一方面也是因為產品本身質量的提高和可選擇范圍的加大。
[摘要]我國現時廣泛采用的電子式漏電保護開關,在供電系統發生故障時有拒絕動作的可能,可靠性比電磁式漏電保護開關低。
[關鍵詞]電力工程論文,電子式漏電保護,電磁式漏電保護,電位差,TN-C-S系統,TN-S系統
漏電保護開關選擇的正確與否,也直接影響到設計的效果與用電的安全。實際應用中,有設置了漏電保護開關起不到作用的情況,也有因為漏電保護開關未設置,而造成人員傷亡的案例;還有因為漏電動作電流設定不合理給管理和使用造成很大麻煩的情況;另外,也經常碰到施工人員由于對產品不熟悉而造成錯接的情況,這些都是我們電氣設計人員應當引起重視的。
漏電保護開關分為電子式和電磁式兩種,電子式漏電保護開關是我國現階段廣泛采用的漏電保護開關形式,其原理是在發生接地故障時,主要是利用火線與零線的電位差原理,借助電子線路板運算放大器的輔助電壓的變動,來起動電子感應線圈,以實現漏電保護的作用;當接線端子處電源電壓的故障殘壓過低,能量不足時,它將拒絕動作。下面就電子式漏電保護開關在某些特殊情況下,存在拒絕動作的情況,談談電子式漏電保護開關的局限性。
1.在TN-C-S供電系統中,電子式漏電保護開關存在拒絕動作的可能性
在我國漏電開關產品標準《剩余電流動作保護器的一般要求》(GB/Z 6829-2008)中的第8.3.3.3條有如下一段規定:“對I△n≤0.03A的剩余電流保護器,在電源電壓降低到50V(相對地電壓)時,如出現大于或等于額定剩余動作電流的剩余電流應能自動動作”。
圖1是電子式漏電保護開關保護的一臺TN-C-S系統供電的電氣設備,當發生碰外殼接地故障時,設接地故障回路阻抗為ZS,則:ZS= ZL+ ZL’+ ZPE +ZPEN
故障電流為:Id= U0/ ZS
= U0/ (ZL+ ZL’+ ZPE +ZPEN)
Id在設備外殼上產生的接觸電壓為:Ut=Id ( ZPE +ZPEN)
而電子式漏電保護開關端子上的電源故障殘壓為:URCD=Id (ZL’+ ZPE)
因此,Ut ≠URCD,漏電開關越靠近設備,URCD越小,以至小于50V。而人體接觸電壓則仍為Ut=Id ( ZPE +ZPEN)不變。當Ut>50V時發生電擊事故而電子式漏電保護開關則拒絕動作。所以,應注意防止電子式漏電保護開關的這一拒動問題。
2.在潮濕場所內,電子式漏電保護開關可能出現拒絕動作情況
在游泳池、浴室等潮濕或特別潮濕的場所內,防電擊的接觸電壓UL不是50V而是24V或12V,此時,電子式漏電開關將不能可靠防電擊。在潮濕場所,電氣設備如碰外殼接地故障而帶低于50V的接觸電壓,例如24V,而URCD也可能低至50V以下,這時,很可能發生電擊事故而電子式漏電開關卻拒動。所以,在潮濕場所內電子式漏電開關的應用更具局限性。
3.中性線故障斷開時,設備在碰外殼接地的情況下,電子式漏電開關會導致拒絕動作的情況
圖2所示為單相TN-S系統,當中性線因斷線或連接不良而導致斷路時,如果電氣設備存在碰外殼接地事故,這時,接觸電壓Ut將為全部PE線上故障電流 Id產生的電壓降,電擊致死危險很大。但,由于中性線不導通,電子式漏電開關卻因端子處電源電壓為0而拒動,后果將十分嚴重;對于TN-C-S系統,情況相同。
4.出現雷擊現象或操作過電壓,電子元件對電壓的敏感,造成電子式漏電保護開關動作的困難
電子式漏電保護開關是借助電子線路板運算放大器的輔助電壓的變動,來起動電子感應線圈,以實現漏電保護的作用,當出現雷擊或操作過電壓現象,電子元件對電壓的敏感,造成電子線路失靈,容易造成漏電保護開關拒絕動作。
5、出現高頻電磁波,造成提高脫扣電流,容易導致電子式漏電保護開關產生誤動作,出現頻繁跳閘的情況
結論:盡管電子式漏電保護開關存在一定的局限性,但,由于成本較電磁式漏電保護開關低廉很多,現階段在我國還是得到廣泛的應用;歐洲發達國家普遍采用電磁式漏電保護開關,美國、日本等國家則更多采用電子式漏電保護開關。歐洲和我國一樣,配電回路采用220V供電電壓;設備發生碰外殼接地故障時,接觸電壓約為110V左右,電擊危險性較大,因此,歐洲較多采用電磁式漏電保護開關,以確保可靠切斷電源。而美國、日本配電回路采用 110V供電電壓,設備發生碰外殼接地故障時,其接觸電壓約為50V,即使電子式漏電保護開關不動作,電擊致死危險性也不大,因此,他們大多采用電子式漏電保護開關,也是有科學根據的。隨著我國人民生活水平的不斷提高,“以人為本”的理念越來越深入人心;如何有效地保護人身和財產的安全,越來越為規范的制定者所重視,相信不久將來,電磁式漏電保護開關將會逐漸替代電子式漏電保護開關。
參考文獻:
[1]《民用建筑電氣設計規范》(JGJ 16-2008)
[2]漏電開關產品標準《剩余電流動作保護器的一般要求》(GB/Z 6829-2008)
文章標題:電力工程論文漏電保護開關在建筑電氣設計中的局限性
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