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剩余电流保护器,剩余电流动作断路器,漏电继电器,节电器,剩余电流动作保护器测试仪
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邳州市国龙电器有限公司
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剩余电流漏电保护器的基本工作原理

发布时间:2020/6/3  新闻类别:新闻动态 点击次数:153

图1是剩余电流漏电保护器的原理电路图,由检测互感器CT、控制电路板L、动作控制器J三部分组成。检测互感器CT是用来检测被保护电路之泄地电流的漏电传感器。控制电路板L的功能是,在漏电传感器CT送来的漏电信号控制下,产生并发出漏电保护器动作控制指令。


动作控制器J是漏电保护器的动作执行元件,可以是断路器的脱扣器,也可以是继电器或声、光报警器等。供电线路穿过检测互感器CT,CT以下的供电线路为被保护电路。使用漏电保护器时,配电变压器低压侧中性点可靠接大地D,用以形成电网对地漏电的检测通道。漏电保护器的工作过程:当被保护电路没有接地故障时,流经检测互感器CT的电流相量和等于零,CT二次侧没有信号输出,被保护电路正常运行。


当被保护电路出现接地故障,如RAD(含人身触电)时,电源立刻通过接地点、大地、变压器中性点接地极,至配电变压器低压侧中性点,形成漏电回路,产生泄地电流ID。该电流使流经检测互感器CT的电流相量和不再是零,因此,其二次侧有与漏电流成比例的信号输出。


该信号送控制电路板L,当漏电流达到一定程度时,触发电路板L工作,向动作控制器J发出动作控制指令,完成保护动作。


由以上漏电保护器的基本原理可以看出,它的技术特征有:一是靠检测互感器CT检测被保护电路的对地漏电电流,产生控制信号,用以控制漏电保护器动作。二是靠配电变压器低压侧中性点接地形成电网接地检测通道,用以保证漏电保护器的正常工作。


这样虽然能实现火线对地的漏电保护,但同时,也因此决定了漏电保护器一方面存在发生频动的条件,另一方面对被保护电路中的零(N)线接地故障不起作用。基于这些技术特征,对剩余电流漏电保护器的频动、拒动失效问题应作进一步解析。



图1


3 关于漏电保护的概念


所谓漏电有两种情况,一是电网线间漏电,二是电网对地漏电。既然叫漏电保护器,就应当对这两种漏电都起作用。但实际上漏电保护器只对电网对地漏电起作用,对电网线间漏电是不起作用的。因此,严格讲,现在的漏电保护的概念是不确切的 ,是名实不符的,确切讲,是一种电网对地漏电保护。因此,不能认为漏电保护器对所有的漏电都起作用。


4 剩余电流漏电保护器运行状况分析


多年来,特别是两网改造以来,多次大量推广使用漏电保护器,其目的除了保证安全以外,也希望起到电网接地监控的作用,但效果很不理想。经调研,漏电保护器应用于电网以后,很多因素都在发挥作用,通过如图2的“剩余电流漏电保护器必然失效逻辑图” 所述的内在逻辑关系,促成了漏电保护器频动、拒动,进而失效。



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图2


4.1 频动,即动作太频繁,影响人们正常用电,是突出的问题之一。频动包括该动和误动:


4.1.1 该动,指电网确实发生了接地故障,保护器动作是正常的,占频动的大多数。该动含两个方面:


(1)人身触电动作,只占极少数。由于电网中性点已经接地,大地已成为电源的一极,立足于地的人,只要触及电源,便立即形成回路,形成人身触电动作;


(2) 其他自然接地动作,占该动的大多数。由于电网中性点已经接地,大地已成为电源的一极,电网火线的绝缘老化、磨损、污染、受潮、不规范铺设电路、违规用电等都可能造成接地故障,接地故障是必然的,多发的,在电网中性点接地情况下,漏电保护器动作当然要大量发生,这是造成频动主要原因。


4.1.2 误动,是指漏电保护器不应该动作而动作了,这种情况在频动中虽占少数,但加剧了频动。误动有两种情况:


(1)电磁干扰误动。漏电保护器是靠检测互感器所产生的漏电信号控制动作的,环境电磁波也可能使检测互感器产生信号,造成电磁干扰误动。在电网中性点接地情况下,这种干扰的影响会更大;


(2)投切冲击误动。由于电源开关断口不同步、电网对地分布电容和电网中性点接地等原因,在电源投切时会造成系统中性点瞬间偏移,使漏电保护器产生动作信号,造成误动。这种误动致使漏电保护器在


电网的中上段、大负荷控制、一些工业用电等场合无法使用。有的为使用漏电保护器,把动作电流整定得很大,虽然不误动了,但失去了其本来的意义。


4.2 拒动,是指电网接地或人身触电时,漏电保护器应该动而不动。引起拒动的原因有两个:


4.2.1中性线重复接地分流拒动


由于电网中性点已经接地,如图3,漏电保护器以下的零线出现接地故障,如RND,人们无法知道,如这时再发生火线接地,如RAD,其泄地电流的一部分IADN会通过接地点就地回零,使本来应通过大地到电网中性点回零的电流ID大幅度减小,使漏电保护器检测到的漏电信号减小,造成拒动。


值得注意的是:由中性点接地造成的中性线接地故障积累,加剧漏电保护器失效,是其危险,且无法弥补的漏洞。



图3


4.2.2 漏电保护器失效拒动,是指漏电保护器损坏、人为的将漏电保护器解除运行造成的拒动。漏电保护器损坏和人为解除运行非常严重,占绝大多数,原因有两个:


(1)过压损坏。主要是由于中性点接地,把雷电压引入电网中,雷击损坏漏电保护器电路板。


(2)人为损坏或退出运行。这都是由于漏电保护器频动,干扰正常用电,使用户不耐烦所致,而这些都与电网中性点接地有直接关系。


4.3 对于漏电保护器,国家标准规定了很多严格的指标,又有严格的检测、管理制度,然而在使用中,却存在着严重的频动、拒动、失效问题,要求那么严格,使用的结果却是如此不好,原因何在?通过上述剖析,可以明确的得出结论:剩余电流漏电保护技术的“症结”是它的使用条件——电网中性点接地,因此带来了一系列问题。


4.3.1剩余电流漏电保护技术存在如下明显漏洞:


(1)先电击后保护。因为电网中性点接地,大地成为电源的一极,人与大地密切相关,一但触电,立即形成回路,先遭到电击,检测其信号,然后用这个信号控制动作,实现保护。可见,任何的迟动和拒动都有可能造成灾难性后果。得到保护的前提条件是先承担遭电击所带来的危险。


(2)对零线接地故障不起作用,导致漏电保护器失效和电网劣化。因为电网中性点接地,不仅使漏电保护器对零线接地故障不起作用,还掩盖电网的所有接地故障,不仅会造成被保护电网零线接地故障极难发现,形成积累,进而造成相线接地故障电流就地回流,减小互感器检测信号,引起漏电保护器拒动失效,这种失效又进一步导致相线接地故障的积累,加剧电网劣化。


(3)漏电保护技术方案自相矛盾。要害是漏电保护器的使用条件是电网中性点接地,而中性点接地反过来造成漏电保护器的频动、拒动、失效,使漏电保护器陷入了自相矛盾不能自拔的怪圈,用不住也自然成了不争的事实。多年来,对漏电保护器的各种改进,没有也不可能在漏电保护器(电网中性点接地)的思路内解决问题。


4.3.2 中性点接地型式的引入给电网带来了更多更严重的问题


多年来,在一次次的推广漏电保护器的同时,把大批的低压电网的中性点接了地,尽管漏电保护器大多已经不用了,人们没有,也不敢,甚至不允许把电网中性点的接地解除,造成有效的电网接地监控装置无法使用,给电网带来了更多更严重的问题。


(1)中性点接地,相当于全电网(通过变压器线圈、负载)接地,掩盖电网接地故障,很难查找排除,使接地故障越积越多,加速电网劣化,使电网很难管理。


(2)中性点接地,造成严重的漏电保护器频动、拒动、损坏,终导致其大多数失效,使漏电保护器名存实亡。


(3)中性点接地,使大地成为电源的一极,形成电老虎嘴,是造成触电伤亡、漏电火灾、雷击电器等电网事故的人为隐患。


(4)中性点接地,加剧同网异线同时接地问题,形成庞大的多电源共地系统,造成严重的电能损耗和电污染。


(5)由于中性点接地,当相线出现接地故障时,会引起电网电压大幅度波动和不平衡,造成电源不稳定。


(6)中性点接地,为一火一地偷电、放电提供了方便,增加了电网管理难度。


4.4 剩余电流漏电保护器的使用现状


多年来,特别是城农网改造以来,为了安全用电,漏电保护器用了一茬又一茬,结果茬茬都以失败而告终。在工厂,由于漏电保护器频繁动作,影响生产,基本上没有使用。在农村,由于严重影响正常用电,大多数漏电保护器已经损坏或解除运行,名存实亡。漏电保护器在宾馆等干燥场合使用尚可,但越是需要的地方(如农村等潮湿场合)就越不能用。


5 新技术使电网与地绝缘悬空运行


由于剩余电流漏电保护技术的“症结”是电网中性点接地,不摆脱中性点接地,问题无法解决;由于经长时间调研,并没有发现低压电网中性点一定要接地的硬道理;由于有关国家标准、行业法规都曾规定:低压电网中性点可直接接地,也可不接地。


由于如矿井、船舶、医院及部分普通用户长时间使用中性点不接地电网,并没有发现什么问题,其安全性、稳定性、可靠性反而比中性点接地电网要好得多。为此,主张解除中性点的接地,对不接地的电网进行有效接地监控,及时发现和排除接地故障,保持电网与地绝缘,使电网悬空运行,独立自洁。


用于中性点不接地电网的接地监控新技术,不存在技术漏洞,具有总监控器和多种分监控器,有监控报警器、监控动作断路器和监控报警加动作断路器,可实现分级监控,其稳定性、可靠性、有效性、耐用性都远优于漏电保护器,完全可以替代之,用以实现低压电网的安全、节电、稳定、洁净运行。


 
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