剩余电流保护原理

电气火灾漏电检查调试注意事项一．漏电流保护原理.1.低压常用的配电系统接地方式1)TN系统定义：电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。TN系统常用的有TN-C、TN-C-S、TN-S三种方式。a.TN-C.TN-C方式为整个系统的中性线与保护线是合一，中性线和保护是同一根线。如下图TN-C系统特点：保护线和中性线在整个系统中间合并成一根导线。(1)它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。TN-C系统一般采用零序电流保护(2)TN-C系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则PEN中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN，从而中性线Ｎ带电，且极有可能高于５０Ｖ，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位(3)TN-C系统应将ＰＥＮ线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。TN-C系统存在缺陷：（1）当三相负载不平衡时，在零线上出现不平衡电流，零线对地呈现电压。当三相负载严重不平衡时，触及零线可能导致触电事故。（2）通过漏电保护开关的零线，只能作为工作零线，不能作为电气设备的保护零线，这是由于漏电开关的工作原理所决定的。（3）对接有二极漏电保护开关的单相用电设备，如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线，严禁与该电路的工作零线相连接，也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上，但在使用中极易发生误接（4）重复接地装置的连接线，严禁与通过漏电开关的工作零线相连接。b.TN-S.TN-S方式为整个系统的中性线路与保护线是分开的，如下图。TN-S系统特点：（1）当电气设备相线碰壳，直接短路，可采用过电流保护器切断电源当Ｎ线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，PE线也无电位（2）TN-S系统PE线首末端应做重复接地，以减少PE线断线造成的危险TN-S系统注意的问题：（3）保护零线绝对不允许断开（4）同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零c.TN-C-S.TN-C-S系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的，如下图。TN-C-S系统：有部分中线和保护线是合一的，但一旦在重复接地处分开后不允许合并；即以此重复接地点为界：之前为TN-C系统，之后为TN-S系统。TN-S系统PE干线在进入一个具有独立接地网的建筑物前可重复接地；其他不宜多点接地，以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时可能产生磁场干扰。TN-S系统的N截面不应小于相线截面，且N线既不应单独断开更不应重复接地。2.漏电流检测原理。根据基尔霍夫电流定律，流过同一截面的电流代数和为零。我们理解为剩余电流为零，所以在正常情况下剩余电流互感器的检测值为零。当电气设备发生漏电时，出现两种异常现象：三相电流的平衡遭到破坏，出现零序电流；正常时不带电的金属外壳出现对地电压（正常时，金属外壳与大地均为零电位）。漏电流互感器的作用：漏电保护器通过电流互感器检测取得异常讯号，经过中间机构转换传递，使执行机构动作，通过开关装置断开电源。电流互感器的结构与变压器类似，是由两个互相绝缘绕在同一铁心上的线圈组成。当一次线圈有剩余电流时，二次线圈就会感应出电压。在正常情况下，电路中没有人身电击、设备漏电或接地故障时，电路电流通过互感器一次侧的电流矢量和等于零，即：IL1+IL2+IL3+IN=0电流IL1、IL2、IL3和IN在电流互感器中的产生磁通的矢量和等于零，即：FL1+FL2+FL3+FN=0这样在电流互感器的二次线圈中没有感应电压输出，因此漏电流保护装置保持正常供电；当电路中发生人身电击、设备漏电、故障接地时，通过设备接地电阻RA有一个接地电流IN流过，则通过互感器的电流矢量和不等于零，即：IL1+IL2+IL3+IN≠0，漏电流互感器中产生磁通矢量和不等于零，即：FL1+FL2+FL3+FN≠0，互感器二次回路中有一个感应电压输出，此电压直接或通过电子信号放大器施加在脱扣线圈上，产生一个工作电流。二次回路的二次电压随着故障电流的增大而增大，当接地故障电流达到额定值时，脱扣线圈中的电流足以推动脱扣机构动作，使主开关断开电路，或使报警装置发出报警信号。3.剩余电流保护和零线电流保护的区别零序电流保护具体应用可以在三相线路上各装一个CT（通过计算得到零序电流），或让三相导线一起穿过一个零序CT，或在中性线上安装一个零序CT，利用这些CT来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，Ia+Ib+Ic=Io，当线路上接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的漏电流），Io=0，当线路上所接的三相负荷不平衡时，则Io=IN，此时的电流为不平衡电流IN；当某相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流Io=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。剩余电流保护的具体做法是在被测的三相线路上与中性线N上各装设一个CT，或则让三相导线与N线一起穿过CT，得到三相导线与中性线N的电流矢量和Ia+Ib+Ic+In，当没有发生单相接地故障时，无论三相负荷平衡与否，此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生人体触电、设备漏电、或则单相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属体形成回路，即Ia+Ib+Ic+In≠0，此时数值为接地故障电流Id加正常泄露电流。二．漏电检测步骤1.检查PE线是否穿过剩余电流互感器。一般现场为TN-S和TN-C-S方式，无论什么方式PE线都不能穿过剩余电流互感器。2.检查剩余电流互感器下端的零线是否与地线相连，包括负荷的地线不能和零线相连,根据要求重复接地的连接线不能穿过剩余电流互感器。3.如果以上两条都满足，现场还是出现漏电报警，就要在现场检查测试。具体步骤为：1)将所有负荷的空开都关了，查看是否有漏电报警。一般情况将负荷全部关完是不会出现漏电报警，如果还是报警就要查看进线的零线绝缘情况。2)将配电箱的总进线开关断开，这事绝大多数情况是不会有漏电报警。如果有报警，用万用表测量进线零线的电流，这时应该会测到有电流，这个电流就是来自其他回路的零线，说明该配电箱出去的设备有与其他回路共零线。我们就要用万用表在配电箱里面众多零线里面一根一根的检测电流，肯定会有一根零线有电流，找出有电流的零线让施工方去查设备的零线。3)将负荷全部关掉，如果没有漏电，说明是负荷问题，再将负荷一个个打开，并查看装置上显示的漏电流。当打开一个负荷，装置上显示有漏电流，说明该负荷有问题。要么装置的绝缘不好，要么该线路的绝缘有问题。