淺談剩余電流動作繼電器的在低壓配電系統中的應用
【摘要】剩余電流動作繼電器，作為主保護或者后備保護應用在低壓配電系統中，主要對于消除對人體的傷害或火災的隱患起著重要的作用，正確使用剩余電流動作繼電器和對其原理的了解，對保障電氣系統安全可靠運行具有重大意義。對于TT系統，采用剩余電流動作繼電器對接地故障進行保護；而在TN系統中，速斷和漏電保護已滿足對接地故障保護的靈
敏度要求。
【關鍵詞】剩余電流；接地故障；觸、漏電保護；用電安全
0引言
隨著我國低壓電氣系統及經濟建設規模的不斷發展，人們對提高供電能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些由專門獨立變壓器提供的供電系統中,存在監管薄弱、維護人員安全得不到保障。常常出現線路設備觸、漏電事故和接地短路而引起火災等安全隱患和經濟損失。因此創新智能漏電保護裝置已迫在眉睫。而剩余電流動作繼電器用來防止以上事故是一種較好的保護裝置，其主要作用是保護人身免受電擊傷亡、防止電氣設備或線路漏電大而引起的火災。
1工作原理
剩余電流動作繼電器的基本原理如圖1示，當電路處于正常運行時，利用電路學的電流定理,網絡一端流進和流出的電流大小等，方向相反即和為零。所以原理圖中，在漏電保護器右側的電流總和應為零，即IL1+IL2+IL3+IN=0；此時，觸、漏電保護器處于靜止工作狀態，在本圖中，零序電流互感器作為此裝置檢測元件。各相電流的矢量和等于零(對零序電流保護假定不考慮不平衡電流)，因此，零序電流互感器的二次側繞組無信號輸出，操作執行機構無動作。當發生接地故障時的各相電流的矢量和不等于零，零序電流互感器由于故障電流使的環形鐵芯中產生磁通，零序電流互感器的二次側感應電壓使操作執行機構做相應的動作，如帶動萬能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達到接地故障保護的目的；當有人觸電時，人作為導體，就會有部分電流IK流經過人體導入地下，從而使觸、漏電保護器右側的電流總和不為零，即IL1+IL2+IL3+IN≠0，當漏電電流達到動作電流時，觸、漏電保護器的操作執行機構就會動作，這樣使流過人體的電流很小，控制在30mA以內，保護了觸電者的人身
安全，并且可以達到不斷電的效果。假如現在又有人在同相觸電的話，也能保護觸電者的安全，因為通過操作執行機構的電抗R控制流過觸電者的電流在30mA以內；如果是在異相發生二次觸電，那么通過操作執行機構的處理環節帶動萬能式斷路器或塑殼斷路器脫扣，達到保護觸電者的人身安全；同時，觸、漏電保護裝置可以實時監測線路的漏電電流值，只要漏電電流大于危險值時，保護裝置立即發出聲音報警，并且及時自動通過GSM通信網電話和短信通知提醒電工管理人員對有關線路和設備漏電情況進行排查，達到防患于未然。
2?特點及作用
第一，24小時不間斷實時監測線路的老化情況。
第二，用高科技手段提高安全管理水平。
第三，通過手機網絡遠程監督。
第四，漏電保護的同時不跳閘。
第五，提前預測、預警和預排，預防安全隱患。
第六，為避免低壓電氣系統的觸電和電氣火災安
全事故的發生提供了保障。
3?注意事項
第一，剩余電流動作繼電器外部所有接線正確，否則可能導致誤動作和拒動作。
第二，國際電工委員會標準IEC4.79確定，50Hz交流電流通過人體時，如果不超過30mA時，人體不會因發生心室纖維性顫動而死亡。因此，而剩余電流動作繼電器對于漏電電流的設置達到人性化。
第三，剩余電流式動作繼電器不對相與相、相與零線之間的觸電提供保護；被保護線路不得與未保護線路混用，中性保護線不得重復接地。
4?社會效益
剩余電流動作繼電器，是針對由獨立變壓器供電的低壓配電系統線路和設備絕緣的實時監控，起到提前對漏電事故的預警和漏電保護作用，在一定條件下提供觸電后備保護，減少漏電開關因漏點突變引起的頻繁跳閘帶來的經濟損失和造成的停電影響。
其特點是對系統線路和設備的絕緣和漏電情況提供持續實時監測和監控，用高科技手段提高安全管理水平，遠程監控，漏電保護的同時不跳閘，提前預測,預警和預排查，有效減少安全事故的發生。
產品有很強的針對性，提供一種全新的漏電保護方式方法，對保護國家財產，保障人民生命財產安全和建設和諧社會具有重要的現實意義。
目前，我國在建和已建的建筑物，違規使用不符標準的電氣線路及設備還時有發生，加上不文明和違章的電氣安裝施工，觸電事故及電氣火災險還時有發生。同時在我國許多舊的大中型公共建筑包括古建筑中由于電纜老化和施工的不規范造成線路和裝置的絕緣性能下
降，再加上原設計的載荷能力有限，而用電量逐年增加。剩余電流動作繼電器是有效的保護裝置。
河鋼宣鋼的在電源系統的單臺變壓器且不重復接地的系統安裝了此裝置，安裝后，可采集到系統的漏電電流，為職工的安全作業及定期檢修提供了基本依據。
5安科瑞ASJ系列產品介紹
安科瑞ASJ系列剩余電流動作繼電器和多回路剩余電流監測儀可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統配電線路，用來對電氣線路進行接地故障保護，防止接地故障電流引起的設備損壞和電氣火災事故，也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護。
ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器
ASJ60系列剩余電流監測儀
5.1功能介紹
ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器具有以下功能：A型或者AC型剩余電流測量，剩余電流越限報警指示，額定剩余動作電流可設定，極限不驅動時間可設定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠程“測試”、“復位”功能；
ASJ60系列剩余電流監測儀具有以下功能：16路剩余電流監測，1路預警繼電器輸出，16路報警繼電器輸出，2路DI輸入，自動重合閘功能，遠程通訊功能，遠程分合閘功能。
5.2技術指標
ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器技術指標
項目 | 指標 | ||||
AC型 | A型 | ||||
輔助電源 | 電壓 | AC110/220V（±10%） | AC/DC85~270V | ||
功耗 | <5W | <5W | |||
輸入 | 額定剩余動作 電流I△n | 0.03、0.1、0.3、0.5(A) | 0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、30(A) | ||
極限不驅動時間△t | 0.1、0.5(s) | 0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s) | |||
額定剩余不動作 電流I△no | 50%I△n | 50%I△n | |||
動作特性 | AC正弦交流電流 | AC正弦交流電流、 脈動直流電流 | |||
頻率 | 50Hz±5Hz | 50Hz±5Hz | |||
動作誤差 | -20%~-10%I△n | -20%~-10%I△n | |||
輸出 | 輸出方式 | 一組常開、一組轉換 | 一組常閉或常開、一組轉換 | ||
觸點容量 | 5A250VAC 5A30VDC | AL1:8A250VAC;5A30VDC AL2:6A250VAC;5A30VDC | |||
復位方式 | 就地、遠程 | 就地、遠程、自動 | |||
環境 | 工作溫度 | 運行溫度：-20℃~+55℃，存儲溫度：-30℃~+70℃ | |||
工作濕度 | ≤95%RH，不結露，無腐蝕性氣體場所 | ||||
海拔高度 | ≤2000m | ||||
污染等級 | 3級 | ||||
安裝類別 | Ⅲ類 | ||||
ASJ60系列剩余電流監測儀技術指標
項目 | 指標 | |
電源 | 電壓范圍 | AC/DC85V~265V |
*大功耗 | ≤10VA | |
輸入 | *大測量支路數 | 16路 |
剩余電流測量范圍 | 1mA~30A | |
額定剩余動作電流I△n | 1mA~30A連續可調 | |
動作特性 | AC正弦交流電流及脈動直流電流 | |
頻率 | 50Hz±5Hz | |
動作延時 | 0~10s可設 | |
開關量 | 2路無源干接點輸入 | |
輸出 | 輸出方式 | 1路水浸報警繼電器（常開） 16路剩余電流報警繼電器（常開） |
觸點容量 | AC250V/3ADC30V/3A | |
重合閘 | 次數 | 0~99連續可設 |
間隔時間 | 0~999秒連續可設 | |
通訊 | 方式1 | RS485通訊，Modbus-RTU協議 |
方式2（可選） | 4G無線通訊 | |
環境要求 | 溫度 | 工作溫度：-10℃~55℃，存儲溫度：-30℃~70℃ |
濕度 | ≤95%，不結露 | |
海拔 | ≤2500m | |
平均工作時間 | ≥50000小時 | |
5.3選用說明
剩余電流動作繼電器在應用時應注意低壓系統的接線型式。
系統形式 | 系統接線 | 說明 |
TT系統 |
| 采用ASJ。因為當發生單相接地故障時，故障電流很小，且較難估計，達不到開關的動作電流，外殼上將出現危險電壓。 |
TN-S系統 |
| 可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時PE線不得穿過互感器，N線穿互感器，且不得重復接地。 |
其余接線型式需要改造成以上兩種型式使用，防止出線誤動作或者不動作的情況。剩余電流互感器的選擇應根據主回路的額定電流為參考選擇，
型號 | 孔徑 | 主回路額定電流 | 變比 |
AKH-0.66L45 | 45mm | 80A | 1A:1mA |
AKH-0.66L80 | 80mm | 250A | 1A:1mA |
AKH-0.66L100 | 100mm | 400A | 1A:1mA |
AKH-0.66L150 | 150mm | 630A | 1A:1mA |
AKH-0.66L200 | 200mm | 1000A | 1A:1mA |
AKH-0.66L-260*100II | 265*104mm | 1000A | 1A:1mA |
實際應如圖所示，互感器安裝在主回路或者支路上，通過測量剩余電流判斷是否驅動斷路器動作。
ASJ10/20剩余電流繼電器典型應用
ASJ60剩余電流監測儀典型應用
5.4注意事項
當采用剩余電流動作保護器（RCD）作為電擊防護附加防護措施時，應符合下列規定：
額定剩余電流動作值不應大于30mA；
額定電流不超過32A的下列回路應裝設剩余電流動作保護器（RCD）：
供一般人員使用的電源插座回路；
室內移動電氣設備；
人員可觸及的室外電氣設備。
剩余電流動作保護器（RCD）不應作為保護措施；
采用剩余電流動作保護器（RCD）時應裝設保護接地導體（PE）。
6?結語
隨著工業及民用低壓電氣系統的安全問題越來越受到關注及重視，負荷也越來越重要，顯然杜絕或減少因電氣絕緣等問題發生各類電氣觸電事故，剩余電流動作繼電器將發揮積極作用。
參考文獻：
[1]GB/T22387—2008.剩余電流動作繼電器[S].
[2]GB13955—2005.剩余電流動作保護裝置安裝和運行[S].
[3]陳家斌.漏電保護技術手冊[M].河南科學技術出版社：1993.
[4]張帥.淺談剩余電流動作繼電器的原理及應用.
[5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.06版
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