【摘要】鋼鐵廠為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳、安全運(yùn)行，在不斷升級(jí)改造現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備。針對(duì)鋼鐵廠改造中對(duì)剩余電流動(dòng)作斷路器的設(shè)計(jì)應(yīng)用方案進(jìn)行探討，解析了剩余電流動(dòng)作斷路器在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中對(duì)設(shè)備和線路的漏／觸電保護(hù)應(yīng)用方案。該方案設(shè)計(jì)可為鋼鐵廠電網(wǎng)供電提供安全可靠的運(yùn)行保障。

【關(guān)鍵詞】剩余電流動(dòng)作斷路器；漏／觸電保護(hù)；鋼鐵廠；電網(wǎng)供電

0引言

某鋼鐵廠的電網(wǎng)供電系統(tǒng)始建于２０世紀(jì)６０年代，經(jīng)歷了不同年代的建設(shè)改造。由于鋼鐵廠存在各種不同用電場合的供電需求，目前有不同年代建設(shè)的電網(wǎng)供電系統(tǒng)在運(yùn)行。受當(dāng)時(shí)不同年代經(jīng)濟(jì)條件和電器設(shè)備技術(shù)發(fā)展的制約，在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中部分沒有設(shè)計(jì)安裝剩余電流動(dòng)作斷路器（ＣＢＲ），即使后續(xù)在部分電網(wǎng)供電系統(tǒng)中改造安裝了剩余電流動(dòng)作斷路器，但由于ＣＢＲ類型和電網(wǎng)供電系統(tǒng)不匹配，ＣＢＲ的設(shè)計(jì)安裝接線不合理，導(dǎo)致ＣＢＲ拒動(dòng)和誤動(dòng)作情況時(shí)有發(fā)生。電網(wǎng)供電系統(tǒng)沒有安裝ＣＢＲ時(shí)，若設(shè)備電線絕緣老化，會(huì)引起電氣火災(zāi)事故，人為誤接線操作也經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致漏／觸電傷人，嚴(yán)重影響生命安全。因此，該鋼鐵廠提出了全面對(duì)老舊電網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行改造、安裝漏電保護(hù)裝置的需求，線路重新布局，線路中增加剩余電流動(dòng)作斷路器。根據(jù)鋼鐵廠的改進(jìn)技術(shù)要求，本文針對(duì)鋼鐵廠的不同供電系統(tǒng)，提出了設(shè)計(jì)改造安裝ＣＢＲ的解決方案，并對(duì)存在錯(cuò)誤設(shè)計(jì)的接線圖進(jìn)行分析說明。歷經(jīng)６個(gè)月的設(shè)計(jì)改造，解決了該鋼鐵廠老舊電網(wǎng)系統(tǒng)中線路和設(shè)備的漏電保護(hù)安全問題。改造加裝的ＣＢＲ經(jīng)過１年多的運(yùn)行，現(xiàn)場漏電事故事件明顯減少，有效地防止了漏／觸電事故的發(fā)生，預(yù)防了漏電引起的電氣火災(zāi)，保障了線路和設(shè)備的用電安全，確保了人身安全。

1ＣＢＲ在電網(wǎng)供電線路中的作用

剩余電流動(dòng)作斷路器俗稱漏電斷路器，其不但對(duì)用電設(shè)備和線路進(jìn)行過電流故障保護(hù)，同時(shí)可對(duì)用電設(shè)備和線路中出現(xiàn)的漏電流故障進(jìn)行保護(hù)，在低壓電網(wǎng)供電系統(tǒng)中起到非常重要的保護(hù)作用。線路中安裝ＣＢＲ后，可確保人身安全，避免漏／觸電造成的致命事故。當(dāng)線路中存在漏電電流時(shí)，可能會(huì)引起線路電氣火災(zāi)，ＣＢＲ也可預(yù)防因漏電引起的火災(zāi)事故?？梢姡茫拢铱梢韵娋W(wǎng)供電系統(tǒng)線路中的各種不安全因素，成為提高電網(wǎng)供電系統(tǒng)線路中安全用電的有效預(yù)防措施保護(hù)元器件。

在低壓電網(wǎng)供電系統(tǒng)中，按照漏／觸電保護(hù)線路級(jí)別可分為三級(jí)漏電保護(hù)。配電負(fù)載側(cè)作為配電系統(tǒng)中的一級(jí)總保護(hù)，安裝在低壓配電總電源側(cè)，一般漏電保護(hù)值為５００ｍＡ以上，并設(shè)置一定的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，以防三級(jí)或二級(jí)線路發(fā)生漏／觸電故障時(shí)，造成一級(jí)線路停電。主干分支線路側(cè)為二級(jí)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)分支線路到終端側(cè)之間線路的漏／觸電保護(hù)，同時(shí)作為終端漏／觸電保護(hù)的后備保護(hù)，一般漏電保護(hù)值為１００～５００ｍＡ，總漏電電流小于一級(jí)漏電保護(hù)值，大于三級(jí)終端側(cè)漏電保護(hù)值，既可保護(hù)漏／觸電故障，又可防止漏電火災(zāi)的發(fā)生。用戶終端側(cè)為三級(jí)保護(hù)，終端三級(jí)漏／觸電保護(hù)系統(tǒng)中，人觸電事故絕大部分都發(fā)生在該終端的用電設(shè)備和線路上，對(duì)一些存在危險(xiǎn)的設(shè)備需加ＣＢＲ，如移動(dòng)式用電設(shè)備、焊接設(shè)備等，作為用電系統(tǒng)線路的末端保護(hù)，靈敏度高，響應(yīng)快速，漏電動(dòng)作值不能大于３０ｍＡ，且無動(dòng)作延時(shí)時(shí)間，如在水池、浴池等潮濕易漏電的場合，則漏電電流保護(hù)值為１５ｍＡ以下。三級(jí)保護(hù)*大的好處是縮小停電范圍，防止發(fā)生大面積停電。以上三級(jí)保護(hù)線路中任何一級(jí)發(fā)生漏／觸電故障時(shí)，都會(huì)給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失，所以電網(wǎng)供電系統(tǒng)線路中安裝ＣＢＲ的重要性是不言而喻的。

2ＣＢＲ的保護(hù)工作原理

觸電方式有直接觸電和間接觸電兩種。直接觸電為人體直接接觸帶電的裸露導(dǎo)電部位，漏電電流從接觸處經(jīng)過人體心臟、再經(jīng)腳底流入大地，當(dāng)漏電電流超過人體所能承受的一定值時(shí)，對(duì)人體造成傷害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人觸電死亡。間接觸電為人體接觸到因設(shè)備內(nèi)部的絕緣損壞而產(chǎn)生漏電的設(shè)備金屬外殼造成的觸電。例如電機(jī)設(shè)備的金屬外殼與接地線連接，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部繞組的絕緣損壞產(chǎn)生漏電時(shí)，漏電流會(huì)經(jīng)過設(shè)備金屬外殼接地線流入大地，流回電源中性點(diǎn)。當(dāng)人體觸摸到電機(jī)金屬外殼時(shí)，漏電流會(huì)經(jīng)人體流回電源中性點(diǎn)，對(duì)人體造成傷害。ＣＢＲ的基本保護(hù)工作原理如圖１所示。圖１線路中在設(shè)備和人員無漏／觸電的情況下，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｎ相電流的矢量和為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ＝０，這時(shí)在零序電流互感器ＴＡ的鐵芯中所感應(yīng)的磁通的矢量和Φ為零，即Φ＝ΦＡ＋ΦＢ＋ΦＣ＋ΦＮ＝０，磁通的矢量和在零序電流互感器ＴＡ的二次繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢Ｅ２為零。當(dāng)有漏／觸電發(fā)生時(shí)，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｎ相電流的矢量和不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，這時(shí)在零序電流互感器ＴＡ的鐵芯中所感應(yīng)的磁通的矢量和Φ不為零，即Φ＝ΦＡ＋ΦＢ＋ΦＣ＋ΦＮ≠０，磁通的矢量和在零序電流互感器ＴＡ二次繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢Ｅ２不為零，電動(dòng)勢Ｅ２經(jīng)過控制單元Ａ的運(yùn)算控制，當(dāng)漏電流ＩΔ達(dá)到一定的值后，控制單元Ａ驅(qū)動(dòng)脫扣器ＴＲ動(dòng)作，脫扣器ＴＲ驅(qū)動(dòng)斷路器ＱＦ跳閘快速切斷電源，實(shí)現(xiàn)漏／觸電保護(hù)的功能。

3改造前的電網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析

為了解決該鋼鐵廠供電系統(tǒng)中存在的各種漏／觸電不安全因素，供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝ＣＢＲ已成為*有效的保護(hù)措施。當(dāng)發(fā)生漏／觸電接地故障時(shí)，ＣＢＲ能夠快速切斷電源，保護(hù)設(shè)備和人身安全。該鋼鐵廠生產(chǎn)設(shè)備較多，站用電源變壓器多，電源變壓器建設(shè)年代不同，有不同的低壓電網(wǎng)供電系統(tǒng)，既有ＩＴ電網(wǎng)供電系統(tǒng)，又有ＴＴ電網(wǎng)供電系統(tǒng)和ＴＮ電網(wǎng)供電系統(tǒng)。

ＩＴ電網(wǎng)供電系統(tǒng)主要應(yīng)用在該鋼鐵廠的礦井等場合，該供電系統(tǒng)為電源變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地，電氣設(shè)備的金屬外殼接地。該系統(tǒng)中電源變壓器中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地是其保護(hù)性能的核心，其保護(hù)機(jī)制為盡量加大漏／觸電回路的阻抗，避免漏／觸電電流達(dá)到危害值。ＩＴ供電系統(tǒng)一般采用設(shè)備外殼接地保護(hù)法，用特殊的檢漏繼電器進(jìn)行漏電保護(hù)。因?yàn)椋桑怨┫到y(tǒng)電源變壓器中性點(diǎn)不接地，所以當(dāng)設(shè)備發(fā)生漏／觸電故障事故時(shí)，漏電流和電源變壓器二次側(cè)無法構(gòu)成回路電流，其漏電流僅為非故障相對(duì)地構(gòu)成的電容電流的相量和，流經(jīng)人體的漏電流很小，相對(duì)是安全的。人體單相觸電時(shí)，所處環(huán)境容抗大，流向大地的泄漏電流很小，電源變壓器二次側(cè)電壓平衡基本不會(huì)破壞，泄漏電流不會(huì)影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。由于漏阻抗較大，人體單相觸電時(shí)流經(jīng)人體的電流很小，漏電流小于１ｍＡ，因此不會(huì)造成人體傷害。因此，ＩＴ供電系統(tǒng)相對(duì)來說是一種比較安全的供電方式，其可靠性高，安全性好。但其缺點(diǎn)是該供電系統(tǒng)線路不宜過長，只能應(yīng)用在一些特殊用電的小范圍的場合，使用范圍受到一定的限制。常規(guī)型的ＣＢＲ為電流動(dòng)作式，需要故障點(diǎn)與電源變壓器二次側(cè)接地中性點(diǎn)構(gòu)成漏電流回路，工作原理如圖１所示。在ＩＴ電網(wǎng)供電系統(tǒng)中電源變壓器二次側(cè)沒有中性點(diǎn)接地，因此該系統(tǒng)不能適應(yīng)電流型的剩余電流動(dòng)作斷路器。對(duì)于該鋼鐵廠早些年代建造的ＴＴ供電系統(tǒng)和ＴＮ供電系統(tǒng)，由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和電器

設(shè)備技術(shù)發(fā)展的制約，低壓電網(wǎng)供電系統(tǒng)中部分設(shè)備仍然采用單一的接地接零保護(hù)方式，這種單一的接地接零保護(hù)方式已不能滿足安全保護(hù)要求。在電網(wǎng)系統(tǒng)中大部分沒有設(shè)計(jì)安裝ＣＢＲ，即使后續(xù)在一些電網(wǎng)系統(tǒng)改造中增加了ＣＢＲ，但由于ＣＢＲ類型和電網(wǎng)系統(tǒng)不匹配、ＣＢＲ的接線不合理、上級(jí)和下級(jí)漏電的保護(hù)參數(shù)設(shè)置不合理，導(dǎo)致剩余電流動(dòng)作斷路器拒動(dòng)和誤動(dòng)作情況時(shí)有發(fā)生，沒有達(dá)到漏電保護(hù)的功能，反而造成了線路跳閘停電停工現(xiàn)象，給用電安全帶來一隱患。因此以下針對(duì)ＴＴ和ＴＮ供電系統(tǒng)中ＣＢＲ的正確設(shè)計(jì)、接線方案進(jìn)行分析說明。

4應(yīng)用方案分析

4.1ＴＴ系統(tǒng)保護(hù)方案

該鋼鐵廠部分用電設(shè)備供電距離較遠(yuǎn)，負(fù)荷布局相對(duì)分散，因此部分電網(wǎng)供電系統(tǒng)線路采用了ＴＴ供電系統(tǒng)。ＴＴ供電系統(tǒng)中電源變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外殼直接接地，采用三相三線制接線方式。三相三線制系統(tǒng)電源只引出三根相線，該電網(wǎng)供電系統(tǒng)中，沒有單獨(dú)引出中性線Ｎ，系統(tǒng)的負(fù)載側(cè)中性線Ｎ也全部直接接入大地，大地相當(dāng)于Ｎ線，ＰＥ線也是直接接入大地。ＴＴ供電系統(tǒng)原理如圖２所示。

在ＴＴ供電系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地，電器設(shè)備的金屬部分直接接線漏／觸電保護(hù)，這個(gè)接地與電力系統(tǒng)中的中性點(diǎn)的接地沒有關(guān)系。當(dāng)該供電系統(tǒng)線路中既有ＡＣ３８０Ｖ三相負(fù)載，又有ＡＣ２２０Ｖ單相負(fù)載時(shí)，混合負(fù)載導(dǎo)致ＣＢＲ負(fù)載端中性線Ｎ需要重復(fù)接地，當(dāng)負(fù)載不平衡時(shí)，中性線Ｎ上的電流通過接地線流入大地，引起ＣＢＲ誤動(dòng)作。該系統(tǒng)使用ＣＢＲ時(shí)，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)或安裝不合理，很容易造成ＣＢＲ誤動(dòng)作跳閘故障。

ＴＴ供電系統(tǒng)中，三極ＣＢＲ和四極ＣＢＲ要根據(jù)實(shí)際線路負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)計(jì)接線，如存在單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載，則選用二極漏電斷路器，如存在ＡＣ３８０Ｖ和單相ＡＣ２２０Ｖ混合負(fù)載，則選用四極ＣＢＲ。單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載中性線Ｎ不能直接接入大地，否則ＣＢＲ頻繁跳閘無法合閘，中性線Ｎ接地從斷路器的進(jìn)線端Ｎ極接入大地，不能從出線端接入大地。三極ＣＢＲ正確的接線設(shè)計(jì)方案如圖３所示。電網(wǎng)為三線制ＴＴ系統(tǒng)，設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ的單一負(fù)載，ＣＢＲ設(shè)計(jì)為三極ＣＢＲ，設(shè)備外殼接大地，當(dāng)出現(xiàn)漏／觸電時(shí)，線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩΔ＝ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ≠０電源變壓器側(cè)中性點(diǎn)和安全接地線ＰＥ形成漏電回路，剩余電流（漏電流）為ＩΔ，三極ＣＢＲ可以起到漏／觸電保護(hù)的作用。

混合負(fù)載中三極ＣＢＲ錯(cuò)誤的接線設(shè)計(jì)方案如圖４所示。電網(wǎng)為三線制ＴＴ系統(tǒng)，設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ的混合負(fù)載，選用三極ＣＢＲ，中性線Ｎ接大地。線路中的問題就是中性線Ｎ錯(cuò)誤地接入大地，錯(cuò)誤地選用了三極ＣＢＲ，在無漏／觸電情況下，線路中出現(xiàn)了沒有經(jīng)過三極ＣＢＲ的旁路電流，線路中出現(xiàn)的剩余電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，負(fù)載端接地、安全線ＰＥ和電源變壓器中性點(diǎn)接地構(gòu)成了剩余電流ＩΔ的回路電路，因此三極ＣＢＲ跳閘無法正常運(yùn)行?；旌县?fù)載改正設(shè)計(jì)后正確的接線設(shè)計(jì)方案如圖５所示。該線路中三極ＣＢＲ跳閘設(shè)計(jì)更改為四極ＣＢＲ，在無漏／觸電情況下，系統(tǒng)線路中電流矢量和ＩΔ始終為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ＝０，當(dāng)有漏／觸電故障發(fā)生時(shí)，線路中出現(xiàn)的電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，負(fù)載端接地、安全線ＰＥ和電源變壓器中性點(diǎn)接地構(gòu)成了剩余電流ＩΔ的回路電路，四極ＣＢＲ快速跳閘斷開線路電源，起到漏／觸電保護(hù)作用。

四極ＣＢＲ進(jìn)出端錯(cuò)誤接地的設(shè)計(jì)接線方案

如圖６所示，電網(wǎng)為三線制ＴＴ系統(tǒng)，設(shè)計(jì)為四極ＣＢＲ，負(fù)載為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ的混合負(fù)載。線路中出現(xiàn)了單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載的中性線Ｎ多點(diǎn)接地的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)，在無漏／觸電情況下，線路中的中性線Ｎ電流ＩＮ從旁路流入大地，負(fù)載端接地和電源變壓器中性點(diǎn)接地構(gòu)成了剩余電流ＩΔ的回路電路，導(dǎo)致線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，因此四極ＣＢＲ會(huì)出現(xiàn)跳閘誤動(dòng)作情況。更改正確的設(shè)計(jì)方案是將四極ＣＢＲ的出線端Ｎ線不接地，只保留四極ＣＢＲ的進(jìn)線端Ｎ線接地，正確接地的設(shè)計(jì)接線方案如圖５所示。

中性線Ｎ錯(cuò)誤接地的接線設(shè)計(jì)方案如圖７所示。電網(wǎng)為三線制ＴＴ系統(tǒng)，通過ＣＢＲ對(duì)線路進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，一級(jí)漏電保護(hù)采用三極ＣＢＲ、二級(jí)漏電保護(hù)采用三極ＣＢＲ和二極ＣＢＲ，設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ的混合負(fù)載，線路中的單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載的中性線Ｎ接入大地。在無漏電情況下，當(dāng)單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載工作時(shí)，單相ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載中性線Ｎ相電流ＩＮ２從一級(jí)漏電保護(hù)端的三極ＣＢＲ旁路流入大地，ＩＮ２流回到電源變壓器的中性點(diǎn)，形成了漏電電流，導(dǎo)致線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝ＩΔ≠０，因此一級(jí)線路保護(hù)端的三極ＣＢＲ會(huì)出現(xiàn)頻繁跳閘故障，造成線路無法正常工作供電。

混合負(fù)載中多點(diǎn)接地的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)方案如圖８所示。設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ的混合負(fù)載，ＣＢＲ對(duì)線路進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，一級(jí)采用三極ＣＢＲ、末端采用三極ＣＢＲ和二極ＣＢＲ，線路中的中性線Ｎ錯(cuò)誤地進(jìn)行多點(diǎn)接地，在無漏／觸電情況下，當(dāng)ＡＣ２２０Ｖ負(fù)載工作時(shí)，四極ＣＢＲ和二極ＣＢＲ會(huì)出現(xiàn)對(duì)地的旁路電流ＩΔ１和ＩΔ２，負(fù)載端大地和電源變壓器中性點(diǎn)大地之間形成了漏電電流，在負(fù)載無漏／觸電情況下，線路中形成的電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ≠０、ＩＣ２＋ＩＮ２≠０，因此四極ＣＢＲ和二極ＣＢＲ會(huì)出現(xiàn)頻繁跳閘，出現(xiàn)線路無法正常供電故障。

混合負(fù)載正確的接線計(jì)方案如圖９所示。圖７和圖８可按圖９改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。圖９中將四極ＣＢＲ的進(jìn)線端中性線Ｎ接大地，其出線端中性線Ｎ不允許接入大地，并要求一級(jí)線路中的ＣＢＲ的漏電動(dòng)作值要大于二級(jí)線路中ＣＢＲ的漏電動(dòng)作值，否則將造成越級(jí)跳閘故障。在無漏／觸電正常情況下，線路中電流ＩＮ始終從四極ＣＢＲ和三極ＣＢＲ的中性線Ｎ中流入和流出，ＣＢＲ無旁路電流產(chǎn)生，四極ＣＢＲ線路中的電流矢量和ＩΔ為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ＝０；三極ＣＢＲ線路中的電流矢量和ＩΔ為零，即ＩＡ１＋ＩＢ１＋ＩＣ１＝ＩΔ＝０；二極ＣＢＲ線路中的電流矢量和ＩΔ為零，即ＩＣ２＋ＩＮ２＝ＩΔ＝０。當(dāng)三極ＣＢＲ保護(hù)的支路發(fā)生漏／觸電時(shí)，線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ１＋ＩＢ１＋ＩＣ１＝ＩΔ≠０，三極ＣＢＲ跳閘保護(hù)；當(dāng)二極ＣＢＲ保護(hù)的支路發(fā)生漏／觸電時(shí)，線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＣ＋ＩＮ２＝ＩΔ≠０，二極ＣＢＲ迅速跳閘斷開線路，起到漏電保護(hù)的作用。當(dāng)一級(jí)保護(hù)和二級(jí)末端支路之間發(fā)生漏／觸電時(shí)，線路中出現(xiàn)電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，四極ＣＢＲ跳閘動(dòng)作。

4.2ＴＮ系統(tǒng)防護(hù)方案

該電網(wǎng)供電系統(tǒng)的中性線接地，電氣裝備的金屬外殼通過ＰＥ保護(hù)線與該接地中性點(diǎn)連接。該系統(tǒng)有工作零線Ｎ和保護(hù)零線ＰＥ，工作零線Ｎ和保護(hù)零線ＰＥ可以合并使用，可分離使用，ＴＮ?Ｃ系統(tǒng)，保護(hù)零線ＰＥ和工作零線Ｎ合并為一起；ＴＮ?Ｓ系統(tǒng)中工作零線Ｎ和保護(hù)零線ＰＥ嚴(yán)格分離；ＴＮ?Ｃ?Ｓ系統(tǒng)中部分線路工作零線Ｎ和保護(hù)零線ＰＥ合并為一，部分線路的工作零線Ｎ和保護(hù)零線ＰＥ分離。ＴＮ?Ｃ系統(tǒng)中不正確接線設(shè)計(jì)方案如圖１０所示。電網(wǎng)為三相四線制ＴＮ?Ｃ系統(tǒng)，設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ混合負(fù)載，系統(tǒng)線路中將保護(hù)線ＮＰＥ接到四極ＣＢＲ的出線端，當(dāng)線路設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，漏電流ＩΔ經(jīng)過保護(hù)線ＮＰＥ和四極ＣＢＲ的Ｎ極流入電源變壓器的中性線端，四極ＣＢＲ中線路中的電流矢量和ＩΔ始終為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ＝０，造成四極ＣＢＲ拒動(dòng)跳閘，失去漏電保護(hù)作用，會(huì)造成安全事故。對(duì)圖１０的方案進(jìn)行更改后，ＴＮ?Ｃ系統(tǒng)中正確接線設(shè)計(jì)方案如圖１１所示。

當(dāng)線路中設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，漏電流ＩΔ經(jīng)過安全線ＮＰＥ經(jīng)四極ＣＢＲ旁路流回到電源變壓器的中性端，四極ＣＢＲ線路中電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，當(dāng)漏電電流達(dá)到動(dòng)作值時(shí)，四極ＣＢＲ跳閘斷開線路電源，起到漏電保護(hù)作用。

ＴＮ?Ｓ系統(tǒng)中正確的接線設(shè)計(jì)方案如圖１２所示。電網(wǎng)為三相五線制ＴＮ?Ｓ系統(tǒng)，設(shè)備為ＡＣ３８０Ｖ和ＡＣ２２０Ｖ混合負(fù)載，設(shè)備金屬外殼通過保護(hù)線ＰＥ連接到電源變壓器中性端線路，當(dāng)線路設(shè)備發(fā)生漏電時(shí)，四極ＣＢＲ線路中的電流矢量和ＩΔ不為零，即ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＋ＩＮ＝ＩΔ≠０，四極ＣＢＲ跳閘斷開電源，起到漏電保護(hù)作用。

5安科瑞ASJ系列產(chǎn)品介紹

安科瑞ASJ系列剩余電流動(dòng)作繼電器和多回路剩余電流監(jiān)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(hù)裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統(tǒng)配電線路，用來對(duì)電氣線路進(jìn)行接地故障保護(hù)，防止接地故障電流引起的設(shè)備損壞和電氣火災(zāi)事故，也可用來對(duì)人身觸電危險(xiǎn)提供間接接觸保護(hù)。

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀

5.1功能介紹

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)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(bào)警指示，額定剩余動(dòng)作電流可設(shè)定，極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間可設(shè)定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠(yuǎn)程“測試”、“復(fù)位”功能；

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀具有以下功能：16路剩余電流監(jiān)測，1路預(yù)警繼電器輸出，16路報(bào)警繼電器輸出，2路DI輸入，自動(dòng)重合閘功能，遠(yuǎn)程通訊功能，遠(yuǎn)程分合閘功能。

5.2技術(shù)指標(biāo)

ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目		指標(biāo)
		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(dòng)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(qū)動(dòng)時(shí)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(dòng)作 電流I△no	50%I△n		50%I△n
	動(dòng)作特性	AC正弦交流電流		AC正弦交流電流、 脈動(dòng)直流電流
	頻率	50Hz±5Hz		50Hz±5Hz
	動(dòng)作誤差	-20%~-10%I△n		-20%~-10%I△n
輸出	輸出方式	一組常開、一組轉(zhuǎn)換	一組常閉或常開、一組轉(zhuǎn)換
	觸點(diǎn)容量	5A250VAC 5A30VDC	AL1:8A250VAC;5A30VDC AL2:6A250VAC;5A30VDC
	復(fù)位方式	就地、遠(yuǎn)程	就地、遠(yuǎn)程、自動(dòng)
環(huán)境	工作溫度	運(yùn)行溫度：-20℃~+55℃，存儲(chǔ)溫度：-30℃~+70℃
	工作濕度	≤95%RH，不結(jié)露，無腐蝕性氣體場所
	海拔高度	≤2000m
	污染等級(jí)	3級(jí)
	安裝類別	Ⅲ類

ASJ60系列剩余電流監(jiān)測儀技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目		指標(biāo)
電源	電壓范圍	AC/DC85V~265V
	*大功耗	≤10VA
輸入	*大測量支路數(shù)	16路
	剩余電流測量范圍	1mA~30A
	額定剩余動(dòng)作電流I△n	1mA~30A連續(xù)可調(diào)
	動(dòng)作特性	AC正弦交流電流及脈動(dòng)直流電流
	頻率	50Hz±5Hz
	動(dòng)作延時(shí)	0~10s可設(shè)
	開關(guān)量	2路無源干接點(diǎn)輸入
輸出	輸出方式	1路水浸報(bào)警繼電器（常開） 16路剩余電流報(bào)警繼電器（常開）
	觸點(diǎn)容量	AC250V/3ADC30V/3A
重合閘	次數(shù)	0~99連續(xù)可設(shè)
	間隔時(shí)間	0~999秒連續(xù)可設(shè)
通訊	方式1	RS485通訊，Modbus-RTU協(xié)議
	方式2（可選）	4G無線通訊
環(huán)境要求	溫度	工作溫度：-10℃~55℃，存儲(chǔ)溫度：-30℃~70℃
	濕度	≤95%，不結(jié)露
	海拔	≤2500m
平均工作時(shí)間		≥50000小時(shí)

5.3選用說明

剩余電流動(dòng)作繼電器在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意低壓系統(tǒng)的接線型式。

系統(tǒng)形式	系統(tǒng)接線	說明
TT系統(tǒng)		采用ASJ。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流很小，且較難估計(jì)，達(dá)不到開關(guān)的動(dòng)作電流，外殼上將出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。
TN-S系統(tǒng)		可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時(shí)PE線不得穿過互感器，N線穿互感器，且不得重復(fù)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(dòng)作或者不動(dòng)作的情況。剩余電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)主回路的額定電流為參考選擇，

型號(hào)	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(shí)際應(yīng)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(qū)動(dòng)斷路器動(dòng)作。

ASJ10/20剩余電流繼電器典型應(yīng)用

ASJ60剩余電流監(jiān)測儀典型應(yīng)用

5.4注意事項(xiàng)

?當(dāng)采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）作為電擊防護(hù)附加防護(hù)措施時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

?額定剩余電流動(dòng)作值不應(yīng)大于30mA；

?額定電流不超過32A的下列回路應(yīng)裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）：

?供一般人員使用的電源插座回路；

?室內(nèi)移動(dòng)電氣設(shè)備；

?人員可觸及的室外電氣設(shè)備。

?剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）不應(yīng)作為保護(hù)措施；

?采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）時(shí)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)接地導(dǎo)體（PE）。

6結(jié)語

一個(gè)國家或地區(qū)的漏／觸電發(fā)生率是衡量其安全用電的重要標(biāo)志。我國的漏／觸電事故基本發(fā)生在ＡＣ３８０Ｖ以下的低壓電網(wǎng)側(cè)線路，由于我國的低壓電網(wǎng)絕大部分采用變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地方式，一旦發(fā)生漏／觸電事故其后果十分嚴(yán)重。因此在電網(wǎng)供電系統(tǒng)中設(shè)計(jì)安裝ＣＢＲ是預(yù)防發(fā)生漏／觸電事故的重要技術(shù)措施，同時(shí)剩余電流動(dòng)作斷路器也可預(yù)防因漏電引起的火災(zāi)事故，可見剩余電流動(dòng)作斷路器可以消除電網(wǎng)系統(tǒng)線路中的各種不安全因素。在ＴＮ和ＴＴ供電系統(tǒng)中，如果設(shè)計(jì)安裝剩余電流動(dòng)作斷路器與其電網(wǎng)供電系統(tǒng)不相匹配，剩余電流動(dòng)作斷路器將起不到漏電保護(hù)功能，也會(huì)影響正常的供電?？茖W(xué)合理地設(shè)計(jì)應(yīng)用剩余電流動(dòng)作斷路器是提高電網(wǎng)供電系統(tǒng)中安全用電的有效預(yù)防措施，該設(shè)計(jì)方案可以作為鋼鐵廠等工礦企業(yè)對(duì)電網(wǎng)線路改造和設(shè)計(jì)的理論實(shí)踐參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］艾精文，謝智敏，趙宇明，等．剩余電流動(dòng)作保護(hù)器研究綜述［Ｊ］．電器與能效管理技術(shù)

［2］楊東，張應(yīng)龍，林叢，等．觸／漏電保護(hù)器［Ｍ］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008

［3］何建文，馬鐵峰.剩余電流動(dòng)作斷路器在鋼鐵廠改造中的應(yīng)用.

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.06版

作者簡介：陳芳芳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用，

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅谈剩余电流动作断路器在钢铁厂供电系统改造中的应用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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