在民用和工業建築的用電過程中,設備的安全運作與操作人員的安全不可忽視,除了監測常規的電壓和電流之外,還需要關注漏電流的情況。漏電流是一種電路異常現象,指電源啟動後,部分電流意外地流向地線或其他非預期路徑,而不是通過設定的負載或元件。如果不及時處理,漏電流可能對人身安全和設備造成嚴重危害。因此,控制漏電流的風險非常重要。
一、漏電產生原因及控制方法
1、漏電產生原因
* 絕緣材料老化或破損:絕緣材料在長時間受到電場壓力、電流和溫度等因素的影響後,可能會發生老化或損壞,這會導致器件的使用壽命縮短。
* 線路設計問題:電器線路的設計可能導致漏電流的產生。例如,線路內部如果出現開路、短路或漏電現象,電壓就會流向地面或其他非設定的路徑,從而導致漏電流的形成。
* 器件加工製造不良:在電子器件的生產過程中,如果出現錫掛、焊接質量差、銀漿印刷不完全等問題,會導致電路中局部電流無法正常流動,從而造成漏電流。
·在使用電器時,因操作不當可能會造成漏電流的發生。例如,插座和插頭接觸不良,或接線方式不正確等。此外,如果使用電器時接地不良,也會引起漏電流和感應電流等問題。
2、控制漏電產生的方法
* 正確使用接地線:在使用電器時,應盡量選擇帶有接地線的設備,並將電器機殼等部分接地,這樣可以避免電荷積聚和意外漏電等問題。
* 設備維護:電子設備使用一段時間後,需要及時進行檢查和保養。如發現損壞或老化情況,應立即修復或更換,以確保電子設備正常運行。
* 選擇遵循標準的產品:
GB 51348-2019 民用建築電氣設計標準
GB/T 22387-2016 剩餘電流動作繼電器
GB/T 13955-2017 剩餘電流動作保護裝置安裝和運行
GB 19214-2008 / IEC 62020: 2003 電器附件 家用和類似用途剩餘電流監視器
GB 16895.24-2005 / IEC 60364-7-710: 2002 繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法
二、漏電流監測方法及零序電流監測方法
1、漏電流(剩餘電流)
具體做法是在被測的三相線路上與N線上各裝一個CT,或讓三相導線與N線一起穿過一個剩餘電流CT,得到三相導線與中性線N的電流矢量和IA*+IB*+IC*+IN*,當沒有發生單相接地故障時,無論三相負荷平衡與否,則此矢量和為零;當發生某一相接地故障時,故障電流中會通過保護PE及與地相關連的金屬構件回到電源,即IA*+IB*+IC*+IN*,此時數值為接地故障電流Id。
2、零序電流
在三相線路中各裝一個電流互感器(CT),或讓三相線路一起穿過一個零序CT,也可在中性線N上安裝一個零序CT,利用這些CT來檢測三相電流的矢量和,即零序電流Io*,IA*+IB*+IC*=Io*,當線路上所接的三相負荷完全平衡時(無接地故障,且不考慮線路、電器設備的泄漏電流),Io*=0;當線路上所接的三相負荷不平衡,則零序電流為不平衡電流。
三、剩餘電流動作繼電器的作用
1、對直接接觸電擊事故的防護
直接接觸電擊:直接接觸電擊是觸及設備和線路正常運行時的帶電體發生的電擊(如誤觸接線端子發生的電擊),也稱為正常狀態下的電擊。
對直接接觸電擊事故的防護中,剩餘電流繼電器(RCD)只作為直接接觸電擊事故基本防護措施的補充保護措施(不包括對相與相、相與N線間形成的直接接觸電擊事故的保護)。
用於直接接觸電擊事故防護時,應選用無延時的RCD,額定動作電流不超過30mA。
2、對間接接觸電擊事故的防護
間接接觸電擊:間接接觸電擊是觸及正常狀態下不帶電,而當設備或線路故障時意外帶電的導體發生的電擊(如觸及漏電設備的外殼發生的電擊),也稱為故障狀態下的電擊。人體承受小於正常的工作電壓,如人體電壓<相壓220V,接觸帶電的外殼等。其危險性也較大。
間接接觸電擊事故防護的主要措施是採用自動切斷電源的保護方式,以防止由於電氣設備絕緣損壞發生接地故障時,電氣設備的外露可接近導體持續帶有危險電壓而產生有害影響或者電氣設備損壞事故,當電路發生絕緣損壞造成接地故障,接地故障電流值小於過電流保護裝置的動作電流值時,應安裝RCD。
總結:能夠大大減少用電事故,保障人民的生命及財產安全。
間接接觸電擊防護說明
1中,正常情況下, Ix和In大小相等,方向相反,漏電流互感器不會出現磁通,Id=0;當用電設備出現相線碰到外殼,Ix+In=Id≠0,漏電流互感器產生磁通,監測到漏電流,繼電器正常動作。
2中,未接地線的情況下,Ix=In,剩餘電流互感器的磁通一直為0,當用電設備出現相線碰到外殼,外殼帶危險電壓,此時人觸摸帶電壓外殼,電流從人體經過到大地,繼電器動作。
以上屬於間接接觸電擊防護。
四、剩餘電流動作繼電器應用的場所及位置
1、末端保護
下列設備和場所應安裝末端保護剩餘電流繼電器:
1)移動式電氣設備及手持式電動工具;
2)工業生產用的電氣設備;
3)施工工地的電氣機械設備;
4)安裝在戶外的電氣設備;
5)臨時用電的電氣設備;
6)機關、學校、賓館、飯店、企事業單位和住宅等除壁掛式空調電源插座外的其他電源插座或插座迴路;
7)游泳池、噴水池、浴室、浴池的電氣設備;
8)安裝在水中的供電線路和設備;
9)醫院中可能直接接觸人體的醫用電氣設備;
10)農業生產用的電氣設備;
11)水產品加工用電;
12)其他需要安裝RCD的場所。
2、線路保護
低壓配電線路根據具體情況採用二級或者三級保護時,在電源端、負荷群首端或線路末端(農業生產設備的電源配電箱)安裝RCD。