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RCD及电气火灾监控系统设计易错问题评析(一)

发布时间:2015-9-17 9:17:45  作者:力安科技

  RCD及电气火灾监控系统设计易错问题评析(一)

  摘要:本文以国家现行的多种规范和标准为依据,对剩余电流动作保护器(RCD)的设置及电气火灾监控系统设计中的易错问题进行了归纳总结,剖析了这些问题的症结所在,并有针对性地提出了改进措施,旨在澄清模糊概念、把握规范精髓、提升设计质量。

  关键词:剩余电流动作保护器动作电流动作时间接地故障保护选择性配合电磁式电子式设计标准配置要求

  1剩余电流动作保护器RCD的设置部位不当

  评析:根据《漏电电流动作保护器安装和运行》(GB13955-2005)、《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)(以下简称新《民规》)7.7.10,下列设备的配电线路应设置剩余电流动作保护:

  1)手持式及移动式用电设备;

  2)室外工作场所的用电设备;

  3)环境特别恶劣或潮湿场所的用电设备;

  4)家用电器回路或插座回路;

  5)由TT系统供电的用电设备;

  6)医疗电气设备,急救和手术用电设备的配电线路的剩余电流动作保护宜作用于报警。

  其他如《铁路电力设计规范》(TB10008-2006)9.4.15亦有类似的规定。

  设计易犯错误:

  1)仅交待移动式用电设备设置RCD;

  2)室外施工用电设备未设RCD;

  3)潜水泵等潮湿场所设备未设RCD;

  4)由TT系统供电的室外照明线路漏设RCD;

  5)急救和手术用电设备的RCD仅作用于报警不跳闸,未予明确。

  尚需提醒,新《民规》新增要求:

  1)10.8.1-12条:住宅配电除壁挂式空调器外,其它所有插座回路(含立柜式空调器)均应设RCD。

  2)7.6.7条:在建筑物的电源进线或配电干线分支处(1)住宅、公寓等居住建筑应设置RCD;(2)医院及疗养院、影剧院等大型娱乐场所,图书馆、博物馆、美术馆等大型文化场所,商场、超市等大型场所,地下汽车库等宜设置RCD。需说明:本条所设RCD只发出报警信号不跳闸,以保证供电连续性。

  2RCD的动作电流及动作时间选择有误或疏漏

  评析:很多设计中,漏电电流动作保护器RCD的动作电流及动作时间选择有误或疏漏。

  根据《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2002)6.1.9,应明确:在配电回路或支线上设置的防止人身电击RCD的动作电流I△n≤30mA,动作时间t≤0.1s。新《民规》7.7.10亦有此规定。

  注意:对潮湿环境或医疗电气设备等,现均要求I△n≤30mA,而旧《民规》要求

  I△n≤10mA或6mA。根据交流电流通过人体时的效应,只要I△n≤30mA,人体就不致因发生心室纤颤而电击致死,据此国际上将防电击RCD的额定动作电流值取为30mA。

  虽然不同潮湿环境对接触电压限值有50V、25V、12V的不同要求,但区分这些特低电压的目的都是为使通过人体的接触电流不超过30mA。因引发心室纤颤的接触电流在任何潮湿程度的环境下都是不变的30mA,为防电击致死,RCD的I△n值选用30mA和选用10mA、6mA,其效果是相同的。所以没有必要在游泳池、浴室等特别潮湿环境及医疗场所内装用I△n值为10mA、6mA的RCD。相反,太敏感的RCD反而会因正常泄露电流I△n而导致不必要的跳闸,带来不便甚至引起事故。

  《低压配电设计规范》(GB50054-95)第4.4.21条“为减少接地故障引起的电气火 灾危险而装设的漏电电流动作保护器,其额定动作电流不应超过0.5A”,新《民规》7.7.10亦有此规定。所以应明确,在供电干线或电源线路上设置的防止电气火灾RCD动作电流I△n≤500mA,动作时间t≤0.5s。

  需强调说明:由《工业与民用配电设计手册》第三版第11章第3节“接地故障保护”知,为防止RCD误动作,其动作电流值I△n不应小于被保护线路和设备在正常运行时最大泄漏电流值的2.5~4倍(可取3倍)。即:I△n≥(2.5~4)IL式中IL为正常情况下,被保护线路和设备可能产生的最大泄露电流,其值可参考表1~表4。

电气火灾泄露电流-1.jpg

  34P开关断开PE或PEN线、漏电电流动作保护器RCD的互感器磁回路穿过PE或PEN线

  评析:为防止接地电弧短路引起的漏电火灾,住宅或公建的总电源进线处应设置具有漏电保护功能的断路器,而根据《低压配电设计规范》(GB50054-95)第4.5.6条“在TT或TN-S系统中,N线上不宜装设电器将N线断开,当需要断开N线时,应装设相线和N线一起切断的保护电器”。当装设漏电电流动作的保护电器时,应能将其所保护的回路所有带电导线断开。在TN系统中,当能可靠地保持N线为地电位时, N线可不需断开。

  在TN-C系统中,严禁断开PEN线,不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线装设电器时,只能断开相应相线回路。”

  又根据《漏电电流动作保护器安装和运行》(GB13955-2005)、《低压配电设计规范》(GB50054-95)第4.4.17条、《铁路电力设计规范》(TB10008-2006)9.4.16条“PE线或PEN线严禁穿过漏电电流动作保护器中电流互感器的磁回路”,因“RCD应能将其所保护的回路所有带电导体断开”,所以,对TN-C-S系统,通常在总电源进线处设置带漏电保护功能的4P断路器,此时必须先行重复接地,将PEN线分为PE、N线后,4P断路器再分别断开L1、L2、L3、N线、漏电开关电流互感器的磁回路穿过L1、L2、L3、N线。

  故设计说明应明确“4P开关严禁断开PE或PEN线、漏电开关电流互感器的磁回路严禁穿过PE或PEN线”。

  4对接地故障保护,加设漏电电流动作保护器RCD缺乏依据

  评析:根据《低压配电设计规范》(GB50054-95)(新版GB50054-2011自2012年6月1日起实施)第4.1.1条“配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护,作用于切断供电电源或发出报警信号”。

  通常对于配电线路设置断路器或熔断器,可实现短路保护及过负载保护,能否同时实现接地故障保护?是否还要加设漏电电流动作保护器?这需要通过计算校验确定。

  该规范第4.4.10条规定“TN系统配电线路应采用下列的接地故障保护:

  一、当过电流保护能满足本规范第4.4.7条要求时,宜采用过电流保护兼作接地故障保护;

  二、在三相四线制配电线路中,当过电流保护不能满足本规范第4.4.7条的要求且零序电流保护能满足时,宜采用零序电流保护,此时保护整定值应大于配电线路最大不平衡电流;

  三、当上述一、二款的保护不能满足要求时,应采用漏电电流动作保护”。而该规范第4.4.7条要求“相线对地标称电压为220V的TN系统配电线路的接地故障保护,其切断故障回路的时间应符合下列规定:

  一、配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路,不宜大于5s;

  二、供电给手握式电气设备和移动式电气 设备的末端线路或插座回路,不应大于0.4s”。校验公式:R≤50/Ia,式中:R为可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间,故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻(Ω);Ia为切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流(A)(当保护电器为瞬时或短延时动作的低压断路器时,Ia值应取低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍)。  结论:当断路器或熔断器的过电流保护能满足R≤50/Ia的要求,则必须另外加设漏电动作保护器RCD实现接地故障保护,且此时须设置专用的PE线。


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