剩余电流动作继电器的原理及应用

　　摘要：剩余电流动作继电器，作为主保护或者后备保护应用在低压配电系统中，主要对于消除对人体的伤害或火灾的隐患起着重要的作用，正确使用剩余电流动作继电器和对其原理的了解，对保障电气系统安全可靠运行具有重大意义。对于 TT 系统，采用剩余电流动作继电器对接地故障进行保护；而在 TN 系统中，速断和漏电保护已满足对接地故障保护的灵敏度要求。
 

　　关键词：剩余电流；接地故障；触、漏电保护；用电安全
 

　　引言：
 

　　随着我国低压电气系统及经济建设规模的不断发展，人们对提高供电能力及安全也提出了更高的要求，尤其在一些由专门独立变压器提供的供电系统中 , 存在监管薄弱、维护人员安全得不到保障。常常出现线路设备触、漏电事故和接地短路而引起火灾等安全隐患和经济损失。因此创新智能漏电保护装置已迫在眉睫。而剩余电流动作继电器用来防止以上事故是一种较好的保护装置，其主要作用是保护人身免受电击伤亡、防止电气设备或线路漏电大而引起的火灾。
 

　　一、剩余电流继电器的原理及主要用途
 

　　剩余电流继电器是检测剩余电流，将剩余电流值与基准值相比较，当剩余电流值超过基准值时，发出一个机械开闭信号(使机械开关电器脱扣或声光报警装置发出报警)的电器。剩余电流继电器通常与低压断路器或低压接触器等组成组合式剩余电流保护装置，主要适用于交流50Hz，额定电压400V及以下的TT和TN系统配电线路，用来对电气线路进行接地故障保护，防止接地故障电流引起的设备损坏和电气火灾事故，也可用来对人身触电危险提供间接接触保护，因而可以在智能建筑供配电系统中广泛应用。
 

　　1.1 间接接触电击保护
 

　　间接接触电击保护的措施是自动切断电源。GB 13955“对间接接触电击事故的防护”规定：“间接接触电击事故防护的主要措施是采用自动切断电源的保护方式，以防止由于电气设备绝缘损坏发生损坏事故。当电路发生绝缘损坏造成接地故障。其故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时，应安装剩余电流保护装置。”研究表明，人体接触电压的安全值为 50 V。为保证人身安全，电气装置的任何部分发生绝缘故障时，一旦接触电压超过 50 V 时，需要在规定的时间内自动切断故障部分电源。过电流保护装置受电气线路和设备及自身动作值限制，不能自动切断电源。剩余电流保护装置不受负荷电流影响，可与过电流保护装置配合使用，作间接接触电击保护。
 

　　1.2 接地故障保护
 

　　接地是带电导体和大地、接地的金属外壳或与地有联系的构件之间的接触，其故障可能导致人身电击伤亡和设备损坏，严重时可能引发电气火灾。接地故障保护过去通常采用过电流保护装置进行保护，当接地故障电流大于过电流保护装置定值时，由过电流保护装置切断故障电路。TT系统中额定电流较大、配电线路较长的线路，TN系统中带电导线落地接地故障、不安全的金属性接地故障、电弧性接地故障时，都有可能出现接地故障电流小于过电流保护动作整定电流，过电流保护装置不动作的情况。剩余电流保护装置，或带接地故障保护的断路器，能可靠地进行接地故障保护。
 

　　1.3 电气火灾保护
 

　　电气火灾通常由电气短路引起，电气短路包括金属性短路和电弧性短路。前者是带电导体间(如相与相之间、相与 N 线之间)短路，多以高温熔焊金属为通路，故障电流以千安计，高温易使绝缘氧化而自燃，火灾危险虽大，但可用带短路保护的断路器和熔断器保护，由断路器瞬时动作切断电源，避免火灾。后者是带电导体对地短路，多以电弧为通路，故障电流虽小，但一方面电弧长时间延续，局部温度高，很容易点燃周边可燃物质，引发火灾；另一方面，又不足以使一般断路器动作跳闸切断电源。所以电弧性短路引起火灾危险远大于金属性短路。带剩余电流动作保护功能的断路器可在过电流保护装置不动作的情况下切断保障电路，防止电弧性短路引发的电气火灾。
 

　　二、ASJ系列剩余电流继电器
 

　　2.1 型号和功能
 

2.2 技术参数
 

2.3 典型应用
 

三、 剩余电流继电器的应用场合举例
 

　　3.1 智能化住宅建筑及宾馆客房
 

　　住宅及宾馆中的电熨斗、电吹风、电热水壶，使用频率高，容生导线破损、水溅到插座等情况，严重危害人身安全，需要监测漏电流并进行保护。智能化住宅建筑和宾馆客房中安装了剩余电流继电器，可以在发生漏电或触电的情况下切断电源，保护人身安全。
 

　　3.2 智能化建筑中的游泳池
 

　　现代运动场、宾馆多为带有游泳池的智能化建筑，为了保证游泳池清洁，一般的游泳池都设有循环水泵系统。游泳池是人群密集的场所，为了保证人员的安全，游泳池的循环水泵系统都要装设剩余电流继电器。保证在循环水泵系统出现漏电故障时能及时跳闸，切断电源，保护人身安全。
 

　　3.3 智能化建筑工地
 

　　智能化建筑施工工地常用到散装水泥和混凝土搅拌机、塔式起重机等各种建筑机械，手钻、切割机等各种移动式用电工具，需要向它们临时供电。一般建筑工地环境潮湿，人员繁多，结构复杂，用电设备多为移动式，且配电线路长而复杂，容易受到外力破坏，很容易造成漏电，危害人员的安全。因此，在建筑工地一般要设置额定剩余动作电流在30 mA左右的剩余电流继电器。
 

　　四、 注意事项
 

　　4.1 剩余电流动作继电器外部所有接线必须正确，否则可能导致误动作和拒动作。
 

　　4.2  国际电工委员会标准 IEC4.79 确定，50Hz交流电流通过人体时，如果不超过30mA时，人体不会因发生心室纤维性颤动而死亡。因此，特殊场所剩余电流动作继电器对于漏电电流的设置要达到人性化。
 

　　4.3 剩余电流式动作继电器不对相与相、相与零线之间的触电提供保护；被保护线路不得与未保护线路混用，中性保护线不得重复接地。
 

　　五、小结
 

　　随着工业及民用低压电气系统的安全问题越来越受到关注及重视，负荷也越来越重要，显然杜绝或减少因电气绝缘等问题发生各类电气触电事故，剩余电流动作继电器将发挥积作用。安科瑞电气的ASJ系列剩余电流继电器自推出以来，在工业、民用、地铁、智能建筑等多种场合应用，起到了较好的保护效果，值得推广使用。
 

　　参考文献
 

　　[1] GB/T 22387—2008. 剩余电流动作继电器 [S].
 

　　[2] GB 13955—2005 . 剩余电流动作保护装置安装和运行 [S].
 

　　[3] 陈家斌 . 漏电保护技术手册 [M]. 河南科学技术出版社：1993.
 

　　[4] 司徒兴汉 . 触电漏电保护电器及其应用 [M]. 广东科技出版社：1990.
 

　　[5] 安科瑞企业微电网设计与应用手册，2020.06版