作者:大庆石化工程有限公司 杜秀兰
摘要 漏电开关是电气安全保护中重要电气元件,通过对漏电开关性能特点的分析,使之更安全、可靠运用在实际设备漏电保护上。
关键词 漏电开关(RCD) 接地故障 防人身间接电击 电气安全 漏电电流
1.前言
漏电开关以其高灵敏性在电气设备的保护中应用越来越广泛,特别是在手握式和移动式设备、插座回路保护上。当设备发生接地故障时,能及时迅速地切断故障回路电源,保障人身安全。下面通过对漏电开关在食堂设备回路上使用特性分析,使我们对漏电开关进一步加深认识,对漏电开关的使用更加灵活,充分发挥漏电开关的保护作用。同时,我们也需了解漏电开关使用的局限性,它的作用不是万无一失的,要做好电气设备的接地故障保护,还需辅助其他措施。
2.漏电开关的特性
漏电开关过电流保护功能与普通断路器相同,即可以提供过负荷和短路保护。漏电保护功能通过开关内安装的电流互感器,使相线和中性线通过互感器,当设备正常运行时,电流互感器内相线与中性线电流平衡,电流大小相等,方向相反,,产生磁场相互抵消,互感器中无感应电流产生,开关不动作。当开关保护回路发生接地故障,故障电流从PE线返回电源,通过互感器相线和中性线电流不平衡,产生变化电磁场,感应出脱扣电流,使漏电开关动作,切断故障回路电源,保护人身安全。
3.漏电开关在食堂设备电路中的应用
食堂设备主要包括蒸锅、烤箱、电饼铛、炸锅、合面机、热水器等,他们的共同特点是移动设备,不是固定安装。一般采用插座箱供电,只有在设备容量较大时,才采用断路器供电。另外食堂设备一般处潮湿环境,或本身处理含水食品,极易发生电击事故,因此,做好食堂电气设备安全防护工作十分重要。
大庆石化工程公司食堂改造供电采用TN-S系统,RCD在系统中接线方式采用如下图所示:
在本食堂总配电箱进线采用5芯电缆,PE线在进户处做接地,建筑物内设总等电位联结。所有插座PE线,设备外壳均通过总等电位连接箱MBE接地。当设备发生接地故障,一般为电缆外皮破损,相线与设备搭接,故障电流将沿与设备外壳连接的PE线返回电源, RCD互感器中电流不平衡,感应电流动作脱扣器,RCD迅速切断电源,达到防间接触电危险。
根据规范要求,移动式设备配电线路末端切断故障回路时间不大于0.4s。所以,鉴于食堂设备的特殊性,要满足上述要求,在食堂改造中,全部设备均采用漏电开关保护,主要防间接人身电击,开关脱扣电流In=30mA。
RCD的防护作用主要表现在所保护线路本身发生故障,当建筑物外供电系统发生故障时,故障电压可沿PE线传导到食堂设备上,当故障电压超过50V时,同样可以发生电击事故。因此,食堂建筑物设有总等电位联结,降低室外引入的故障电压值,保护人身安全。
RCD在食堂设备配电系统中采用两种方式配电,一种是插座箱总开关选用漏电开关,分支回路直接接插座供电,见下图。
此种配电线路系统优点是插座箱成本较低,经济性较好。缺点是当插座回路配电设备较多时,或年久使用泄漏电流较大,泄漏电流累计总和数值大,容易引起开关误动作。另外当分支回路故障时,总开关动作跳闸,插座箱停电,所有回路设备均不能使用,影响范围大。
另一种是插座箱总进线开关为普通开关,每个分支回路采用漏电开关详见下图:
本插座箱配电系统优点是分支回路设备故障时,可以切断故障回路,其他回路不受影响,可继续工作。此外当设备处潮湿环境或长期使用绝缘老化泄漏电流大时,分支回路泄漏电流不累加,增大的电流值不会引起开关误动作,此种配电系统供电可靠性高,非常适用现场实际使用。缺点是插座箱用的漏电开关数量多,成本高,经济性差。
在实际应用中,食堂设备多数处于潮湿环境,泄漏电流较干燥环境大,设备经年使用,绝缘程度下降,泄漏电流也会增加。插座箱只设一个总漏电开关,累计泄漏电流值,很容易产生误动作,特别是一个分支回路设备故障,其他设备都不能工作,可靠性不高。所以插座箱配电系统在食堂设备使用上,还是选择后者为宜。
4.结束语
本文所述漏电开关主要是指漏电断路器,具有过载、短路保护功能和漏电保护功能,在实际应用过程中还应注意以下几点:
(1)配电系统中装设二级漏电开关时,上下级开关之间要有动作电流和时间的配合,按设计手册要求,动作电流一般上级为下级开关电流的3倍,动作时间为0.4s以上。
(2)建筑物总配电箱处安装漏电开关,为减小接地电弧引起火灾,动作电流要求不大于0.5A.
(3)漏电开关(RCD)保护的电气装置的外露导电部分应经PE线接地,PE线严禁穿过RCD中电流互感器的磁回路。
(4)严禁将穿过RCD的中性线和PE线接反,或将RCD负荷侧的中性线有意或无意地与地连接,以造成RCD误动作。
(5)RCD漏电开关不动作电流为0.5In,线路泄漏电流值总和不大于0.3In为宜。