剩余电流动作保护器的分类-第二页

来源:电工天下时间:2019-09-05 13:42:43 作者:老电工手机版>>
4.2 剩余电流断路器

由低压塑壳断路器派生剩余电流断路器,日本发展较快,以富土电机公司和三菱电机公司为代表,均为电子式剩余电流断路器,其产品世界上处于领先位。

日本富士电机公司和三菱电机公司90年代推出了30~800A壳架电流等级孪生式断路器。其结构特点:剩余电流断路器和塑壳式断路器外形尺寸和安装尺寸完全相同,比较老产品体积缩小了30%。电压范围广,可以100V-240V-440V交流电压范围内通用,能适合于不同电压等级低压网络中使用。短路分断能力高,例如富士HG403B系列可达到AC415V,65kA;三菱NV400-REP系列可达到440V,125kA。此外,三菱HEP和SEP系列产品还具有预报警功能,当故障电流达到预定值50%时,预报警指示灯开始闪烁进行报警,闪烁频率越高,表示事故越严重。预警指示可以告诉监控人员及早采取措施,排除故障,保证供电连续性。

ABB公司S1~S3系列塑壳断路器上拼装RC211、RC212剩余电流脱扣器模块组装成剩余电流断路器。剩余电流脱扣器模块宽度与断路器尺寸一样,可以装塑壳断路器后面(垂直式)或侧面(水平式)。最大额定短路分断能力为85kA。剩余电流脱扣器结构为电磁式,不需要任何辅助电源,能50~500V电压正常工作。RC212型还有报警功能,当剩余电流达到预定值50%时,预报警信号灯就会闪烁报警;闪烁频率随剩余电流增加而增加,直至电流达到预定值时自动切断电路。

5 结束语

从国内剩余电流保护器发展来看,我国剩余电流保护器从数量上和品种上,基本能满足国民经济发展需要,并电网安全保护中发挥了巨大作用。我国农村低压电网漏电保护现主要采用一级总保护,农村电气化实现和信息时代到来,家用电器和家用电脑城乡居民家庭日益普及,对供电可靠性和连续性要求会越来越高。

用脉冲型和鉴相鉴幅型剩余电流保护器作为一级总保护,其误动作相对较多,跳闸频繁,动作后停电面大,供电可靠性矛盾将越来越突出。借鉴国外漏电保护发展历史和现状,农村经济发展和居民住宅家用剩余电流断路器逐渐普及,农村低压电网漏电保护形式应逐步由一级总保护向总保护、分支保护与终端保护组成二级保护或三级保护过渡。

总保护和分支保护应推广采用具有过载、短路和漏电保护剩余电流断路器,动作电流为100~300mA,动作时间采用延时型,总保护延时时间为0.2~0.3s左右,分支保护延时时间为0.2s左右。终端保护应采用一般型家用剩余电流断路器,可采用带过载和短路保护剩余电流断路器,或采用不带过电流保护剩余电流断路器,而另外用小型断路器来提供过载和短路保护,动作电流不大于30mA,动作时间不大于0.1s。

总保护、分支保护与终端保护动作时间和动作电流上协调配合,可达到选择性保护要求。分级保护实现将显著减少因保护装置误动作而造成停电次数,把故障停电区域限制最小范围,大大提高电网安全水平和供电质量。

剩余电流断路器把检测剩余电流功能和断开主电路功能组合一起,同时还可对线路进行过载和短路保护,可缩小装置体积,降低制造成本,可大大提高电网保护水平。加快分级保护实施,剩余电流保护器产品制造厂和用户应相互配合,积极开发性能可靠、动作时间稳定延时型剩余电流断路器,以满足主干线和分支线保护需要。家用剩余电流断路器,制造厂和用户应共同努力,摆脱低价位竞争怪圈,设法提高抗干扰性能和可靠性方面下功夫,进一步改进产品性能,加强对剩余电流断路器运行管理和售后服务,使农村电网技术改造,设备水平和安全水平产生一个质飞跃。

农村电网漏电保护方式及其装置选择

——剩余电流动作保护器专家组主题报告之三

摘要本文介绍了我国农村20年来安装使用漏电保护器对农电安全所取成绩,以及这种保护方式对农村用电可靠性影响。目前农网改造中要解决农电安全与供电可靠性间矛盾,就必须采用具有动作电流和动作时间级差相互配合分级保护。分级保护是农村低压电网最佳漏电保护方式。

关键词分级保护延时型漏电保护器延时型漏电断路器安全性可靠性连续性选择性最佳方案

1 网改前农村低压电网漏电保护方式及漏电保护器使用状况

1.1 保护方式

80年代初期,全国农村每年触电死亡人数均4000人左右,当时降低农村触电死亡人数,曾大力推广使用漏电保护器。当时国民经济状况及农村用电量较少,一般均采用一台配电变压器装一只漏电保护器总保护和每条分路出线装一只漏电保护器分路保护。这种农村低压电网漏电保护方式,持续使用了近20年,为降低农村触电死亡事故起到了十分重要作用。

1.2 使用状况

1998年据我国14个省不完全统计,已经安装各种型号漏电保护器3600余万台,这14个省1994~1998年5年里漏电保护器动作次数为319万次。其中人及动物直接接触而触电动作为28.6万次,占总动作次数8.97%;由线路及用电设备发生漏电保护器动作为269.4万次,占总动作次数84.45%;不明原因动作为21万次,占总动作次数6.58%。

从全国农村实施漏电保护效果上看,也是十分明显,触电死亡人数从1980年4000人下降到1998年167人,尽管用电量大幅度增加,但触电死亡人数却下降了近24倍,这充分证明:我国广大农村安装使用了漏电保护器为农村安全用电减少触电死亡起到了显著作用。

1.3 保护方式存问题

从上述统计数字不难看出,保护器动作319万次中,真正用于触电保护动作次数28.6万次,占8.97%,而非触电保护动作次数共有290.4万次,占91.03%,这种频繁动作,停电范围广影响面大,给农村低压电网供电可靠性带来了严重影响。造成这样动作频繁就是这种漏电保护方式最大缺陷,即缺乏漏电保护动作选择性。

2 农村电网建设(改造)工程中所出现问题

2.1 原来漏电保护方式造成动作次数多原因

网改工程实施前,尽管全国各农村用电标准化、电气化建设与验收,以及扶贫通电光明工程等一系列重大举措,改变了农村用电现状,电网结构并没有彻底改变,10、0.38kV低压电网送电距离严重失调,即10kV∶0.38kV=1∶5(该数字以千米为单位),严重方则为10kV∶0.38kV=1∶7,0.38kV线路供电半径大,有达到3km左右。这样农网结构及漏电保护方式,每条分路出线将有200~300农户用电,农户家中漏电及私拉乱接又难以管理,农户家中用电就使漏电保护器动作频繁。一些经济发达方供电可靠性和连续性矛盾尤为突出,那些方连续供电而放弃了漏电保护,将线路首端漏电保护退出运行,这样就增加了触电伤亡事故。这种漏电保护退出运行与农电安全管理不严及漏电保护组合装置具备自身可以退出运行条件有关。

2.2 网改工程中漏电保护所出现问题

这次网改工程中对原有农网结构作了大调整,采用“小容量多布点”供电方式,农网结构一般为10kV∶0.38kV=1∶2左右,经济较好区0.38kV线路供电半径500m左右,这种配电线路将大幅度降低了线损,并提高了电压质量。但网改送电后为何又引起了供电可靠性较以前差呢?其主要原因有以下几种:

2.2.1 网改保护方式未作论证带来越级跳闸

农网改造中各省要求对低压电网安装分路首端和末端保护,但对如何实施首末端保护相互配合、选用何种型号漏电保护器等未作论证,仍按80年代方式实施保护,就引起了漏电保护越级跳闸、停电面积大严重弊病。农民花了钱参与网改又要受停电之苦,意见较多。漏电保护选择性动作是十分必要。

2.2.2 网改后低压线路短了但农户家中漏电问题依然存

多年来实践证明:低压线路漏电大主要原因是各农户家中线路和各种家用电器。尽管电网改造采用了“小容量多布点”配电方式,但各农户家中用电状况仍维持原状,真正漏电根子并未根治,原来保护器动作多,网改后仍然要动作,仅仅是原来动作多可以将其退出运行,而现则无法退出运行,就造成了供电可靠性差。

2.2.3 低压配电箱给用电可靠性带来了影响

网改中低压配电箱工作于露天,夏天高温时箱体内温度可达到60℃以上。但箱体中所选用各种低压电器均是按GB1497《低压电器基本标准》设计,现它们超标准环境温度下使用运行,由此引起误动也是正常,原来很少跳闸线路也会增加动作次数,这就给供电可靠性同样带来了影响。

2.2.4 漏电保护退出运行自身条件不复存

这次农网改造中所选漏电保护器必须是1995年漏电保护器国标安全认证产品,这种保护器无法退出运行;加上配套交流接触器选用了CJ20型,这种产品结构设计作了彻底改进,合闸线圈铁芯封闭内,无法将漏电保护退出运行。这样正运行低压电网一有故障,保护器就动作切断电源,影响供电可靠性。

2.2.5 网改后发生触电死亡事故严重性

网改结束,低压电网资产权变更,这对漏电保护安全性就显十分重要。一旦保护失灵,发生触电死亡事故,用户要求索赔是个非常严重问题(目前死者家属提出索赔金额为60~200万元不等,并状告供电局),与此同时供电部门各级领导还要花费很大精力和很长时间来处理这种事故,也没有任何人敢将保护器退出运行。

,农网改造时对漏电保护选择性、触电保护安全性和农村供电可靠性必须认真研究妥善解决。

3 农村电网建设和改造工程中漏电保护方式确定

自推广使用漏电保护器以来,已经有20年历史,全国各乡村农用电量也原来基础上增加了几十倍至几百倍,农民对电依赖性和迫切性很高,确保农电安全前提下,农村供电可靠性就显非常重要。要解决触电保护安全性和农村供电可靠性矛盾,农村低压电网漏电保护方式应脱离原有模式,选用漏电保护具有选择性动作分级保护。

3.1 使用分级保护对供电可靠性分析

从各农网改造规划看,所选用配电变压器容量差异较大,贫困区每户用电量按0.5kVA左右考虑,其配电变压器容量为30~80kVA;而经济发达区则按1.5kVA左右考虑,为此配电变压器容量选用160kVA左右,这些配电变压器分路出线大多是2路或3路。每路出线农户50~100户左右。

农村低压电网如何实施分级保护,应配变容量和分路出线负荷大小来确定。当配电变压器容量为100kVA以上,有2路或3路低压线路时,其中负荷较大分路出线可以采用三级保护,其余线路采用二级保护;当配电变压器容量为80kVA及以下时,其2路或3路低压线路则采用二级保护。

分级保护示意图见图1。

图1中Ⅰ分路用电负荷较多,设置三级保护,以缩小事故跳闸停电范围。

图1中Ⅱ分路,负荷较少,设置二级保护。

图1中Ⅰ3、Ⅱ2为末端家用保护器(单机保护),用作直接接触触电保护。

图1中Ⅰ2为Ⅰ分路中支线总保护,用于间接接触触电保护、漏电保护及支线断线落保护,它必须安装自然村总进线上。

图1中Ⅰ1、Ⅱ1为各自分路总保护,用于间接接触触电保护及各自分路漏电保护和断线落保护。

当实施分级保护后,某一处发生漏电故障,供电可靠性G可按下列公式计算

G= ×100%

式中N——为某一级漏电保护安装漏电保护器数。

3.1.1 不采用分级保护供电可靠性分析

图1中配电变压器有Ⅰ、Ⅱ两路出线,每路出线装1只漏电保护器,N=2,当Ⅰ或Ⅱ有任一处发生漏电故障,可用下式计算:

G= ×100%=50%

这时,该台配电变压器供电可靠性为50%。

某一路出线只装一只漏电保护器,N=1,当该条线路有一处发生漏电故障,其供电可靠性为:

G= ×100%=0

由此可见,当一路出线装1只保护器时,它供电可靠性很差。

3.1.2 采用分级保护对供电可靠性分析

若图1中Ⅰ3各装30只末端家用漏电保护器,Ⅱ2装40只末端家用保护器,N=100,当农户有一处发生漏电故障,对这台配电变压器而言,它供电可靠性为:

G= ×100%=99%

另例Ⅰ线路,N=60,当农户有一处发生漏电故障,该条线路供电可靠性为

G= ×100%=98.33%

又如Ⅱ线路,N=40,当农户有一处发生漏电故障时,该条线路供电可靠性为

G= ×100%=97.5%

从上述计算结果表明,采用分级保护方式确保末端家用端漏电保护器长期投运,是农村供电可靠性保障,而用于分级保护延时型漏电保护器就是大幅度降低室外触电伤亡事故强有力措施。从全国统计数字看,发生室外临时用电、断相落、私拉乱接所引起触电伤亡事故占整个触电伤亡事故70%以上。

3.2 分级保护相互配合

分级保护配合原则:必须有动作时间级差和动作电流级差同时具备,才能确保保护准确动作选择性。

图1中Ⅰ3、Ⅱ2为家用保护器,额定漏电动作电流IΔn≤30mA,保护动作时分断时间Tn≤0.1s

图1中Ⅰ2、Ⅱ1为延时型漏电保护器,额定漏电动作电流IΔn=60~100mA,漏电保护组合器保护动作时分断时间Tn≤0.3s(含交流接触器释放跳闸时间,二者动作时间级差为0.2s)

图1中Ⅰ1为延时型漏电保护器,额定漏电动作电流,IΔn=200~300mA;漏电保护组合器保护动作时分断时间Tn≤0.5s。

漏电保护组合器:用检测互感器、漏电继电器、断路器或交流接触器等独立元件分别安装,电气连接组合成漏电保护器,称为漏电保护组合器。

这里必须强调指出:农网改造中,各级保护动作灵敏性,确保触电保护安全性,施工中,照明负荷应尽量均衡安装A、B、C各相上,以确保各相之间对绝缘对称性,减少漏电,使漏电保护器能长期可靠运行。

与此同时,一旦决定采用分级保护方式后,各省首端保护最大漏电动作电流,应20年来保护器实际运行状况,确定一个最大值,其具体原则是:何种阴雨雪天,漏电保护器能长期正常投运,所选用漏电保护器额定漏电动作电流宁小勿大,以增加农村用电安全性。

4 分级保护延时型漏电保护器选择

4.1 网改中分级保护方案确定

网改中分级保护方案可以是二级保护、三级保护是多级保护。若选用二级保护,它首端保护必须选用延时型漏电保护器,延时动作时间为末端保护动作时间再增加一个动作时间级差,即0.2s;它额定动作电流为末端保护器额定漏电动作电流2~3倍。网改中选用三级保护方式即可按二级保护相互配合原则,以此类推。

4.2 分级保护中使用延时型漏电保护器选择

网改中选用延时型漏电保护器,可以是延时型漏电继电器与交流接触器组合而成,也可以选用带短路、过载保护延时型漏电断路器。但哪种型号均应是电工产品安全认证合格产品,坚决杜绝假冒伪劣产品流入农网改造市场。

4.3 用于分级保护漏电保护器最终选择方案

分级保护是农村低压电网最佳漏电保护方式,各省农村低压电网应尽量早日采用这种保护方式,以确保触电保护安全性、农村供电可靠性和连续性。

国民经济发展,不久将来农村低压电网分级保护所采用漏电保护器必须是:

(1) 末端保护具有短路、过载、过压保护家用漏电断路器。

(2) 分级保护具有短路、过载以及多等级延时延时型漏电断路器。

到那时农村中家用电器十分普及、用电量很大但用电却十分安全,供电可靠性和连续性也很好。

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