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文檔簡(jiǎn)介
1、談起重機(jī)漏電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)摘要: 通過(guò)對(duì)起重機(jī)低壓漏電保護(hù)裝置的分析,探討漏電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)方法關(guān)鍵詞:漏電保護(hù)裝置 工作原理 檢驗(yàn)方法起重機(jī)械工作環(huán)境惡劣,尤其露天用起重機(jī)械經(jīng)風(fēng)吹日曬,電氣設(shè)備容易老化絕緣降低,造成漏電,易發(fā)生人身觸電事故。低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器(剩余電流動(dòng)作保護(hù)器,簡(jiǎn)稱(chēng)RCD)是防止電擊事故的有效措施之一,也是防止漏電引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。在起重機(jī)檢驗(yàn)規(guī)程中要求起重機(jī)必須安裝漏電保護(hù)器,但在檢驗(yàn)方法中都沒(méi)有涉及如何對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。因此,想撰文探討該項(xiàng)目的檢驗(yàn)方法。在探討漏電保護(hù)器檢驗(yàn)方法之前,有必要先概述一下漏電保護(hù)裝置的類(lèi)型、組成、工作原理和不同
2、供電系統(tǒng)的安裝要求。1、類(lèi)型、組成和工作原理1.1類(lèi)型所謂漏電保護(hù)器是指當(dāng)電路中的漏電電流超過(guò)允許值時(shí),能夠自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的漏電保護(hù)裝置,包括各類(lèi)漏電斷路器、帶漏電保護(hù)的插頭(座)、漏電保護(hù)繼電器、漏電火災(zāi)報(bào)警器、帶漏電保護(hù)功能的組合電器等。按反映信號(hào)的種類(lèi),漏電保護(hù)器可分為電壓型和電流型兩大類(lèi)。目前,國(guó)內(nèi)外廣泛使用的是電流型漏電保護(hù)裝置。根據(jù)漏電流動(dòng)作保護(hù)器GB682986 分類(lèi)規(guī)定,按極數(shù)和線(xiàn)數(shù)可分為:?jiǎn)螛O二線(xiàn)漏電保護(hù)器;二極漏電保護(hù)器:二極三線(xiàn)漏電保護(hù)器;三極漏電保護(hù)器;三極四線(xiàn)漏電保護(hù)器;四極漏電保護(hù)器。按過(guò)電流保護(hù)分類(lèi):不帶過(guò)電流保護(hù)的漏電保護(hù)器,典型的產(chǎn)品有FIN(電磁式)、D
3、ZL18(電子式)等;帶過(guò)流保護(hù)的漏電保護(hù)器;帶短路保護(hù)的漏電保護(hù)器;帶過(guò)載和短路保護(hù)的漏電保護(hù)器,典型產(chǎn)品有DZ15L系列、AB62型、FI/LS型(電磁式)和DZ10L型、S-L系列(電子式)等。1.2 漏電保護(hù)裝置的組成其構(gòu)成主要有三個(gè)基本環(huán)節(jié),即檢測(cè)元件、中間環(huán)節(jié)(包括放大元件和比較元件)和執(zhí)行機(jī)構(gòu),其次,還具有輔助電源和試驗(yàn)裝置,見(jiàn)圖1 圖1 漏電保護(hù)裝置方框圖(1) 檢測(cè)元件。它是一個(gè)零序電流互感器,被保護(hù)主電路的相線(xiàn)和中性線(xiàn)穿過(guò)環(huán)行鐵心構(gòu)成了互感器的一次線(xiàn)圈N1,均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線(xiàn)圈 N2。檢測(cè)元件的作用是將漏電電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電
4、壓或功率信號(hào)輸出給中間環(huán)節(jié)。 (2) 中間環(huán)節(jié)。其功能是對(duì)檢測(cè)到的漏電信號(hào)進(jìn)行處理。中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器(或繼電器)等。不同型式的漏電保護(hù)裝置在中間環(huán)節(jié)的具體構(gòu)成上型式各異。 (3) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號(hào),實(shí)施動(dòng)作,自動(dòng)切斷故障處的電源。執(zhí)行機(jī)構(gòu)多為帶有分勵(lì)脫扣器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)或交流接觸器。 (4) 輔助電源。當(dāng)中間環(huán)節(jié)為電子式時(shí),輔助電源的作用是提供電子電路工作所需的低壓電源。 (5) 試驗(yàn)裝置。這是對(duì)運(yùn)行中的漏電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查時(shí)所使用的裝置。通常是用一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路來(lái)模擬漏電的路徑,以檢驗(yàn)裝置能否正常動(dòng)作。1.3電流型漏電保護(hù)器的
5、工作原理電流型漏電保護(hù)器所檢測(cè)到的是剩余電流既被保護(hù)電路內(nèi)相線(xiàn)和中性線(xiàn)電流瞬時(shí)值的代數(shù)和(其中包括中性線(xiàn)的三相不平衡電流和諧波電流),此電流既為正常時(shí)的泄露電流和故障時(shí)的接地故障電流(見(jiàn)圖2)。在被保護(hù)電路工作正常、沒(méi)有發(fā)生漏電或觸電的情況下,由克希荷夫定律可知,通過(guò)TA一次側(cè)電流的相量和等于零。即 IL1+IL2+IL3+IN0此時(shí),TA二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作,系統(tǒng)保持正常供電。 當(dāng)被保護(hù)電路發(fā)生漏電或有人觸電時(shí),由于漏電電流的存在,通過(guò)TA一次側(cè)各相負(fù)荷電流的相量和不再等于零,即IL1+IL2+IL3+IN0產(chǎn)生了剩余電流,TA二次側(cè)線(xiàn)圈就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此
6、信號(hào)經(jīng)中間環(huán)節(jié)進(jìn)行處理和比較,當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí),使主開(kāi)關(guān)分勵(lì)脫扣器線(xiàn)TL通電,驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)GF自動(dòng)跳閘,迅速切斷被保護(hù)電路的供電電源,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 圖2 電流型漏電保護(hù)器工作原理圖2、不同的供電系統(tǒng)對(duì)漏電保護(hù)的安裝要求造成漏電保護(hù)裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng)的因素很多,排除選型和裝置本身的原因外,大多原因是安裝和接線(xiàn)錯(cuò)誤,使中性線(xiàn)不經(jīng)漏電保護(hù)裝置或中性線(xiàn)直接與保護(hù)地線(xiàn)連接,導(dǎo)致 RCD誤動(dòng)作。2.1用于TN供電系統(tǒng)的要求所謂TN供電系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地,電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線(xiàn)與該接地點(diǎn)相連接。TN系統(tǒng)中根據(jù)中性線(xiàn)與保護(hù)線(xiàn)的連接方式可分為T(mén)N-S、TN-C、TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)
7、是指整個(gè)系統(tǒng)的中性線(xiàn)與保護(hù)線(xiàn)是分開(kāi)的;TN-C系統(tǒng)是指整個(gè)系統(tǒng)的中性線(xiàn)與保護(hù)是合一的;TN-C-S系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有一部分線(xiàn)路的中性線(xiàn)與保護(hù)線(xiàn)是合一的。漏電保護(hù)器安裝和運(yùn)行 中規(guī)定“在TN系統(tǒng)中,當(dāng)電路發(fā)生絕緣損壞故障,其故障電流值小于過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值時(shí),需裝漏電保護(hù)器”;起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)內(nèi)容要求與方法中對(duì)塔式起重機(jī)要求“整體金屬結(jié)構(gòu)的接地型式應(yīng)采用TN-S接地系統(tǒng),并設(shè)漏電保護(hù)器”。漏電保護(hù)器用于TN系統(tǒng)時(shí)的接線(xiàn)方法如圖3(a)和圖3(b)所示。圖3(a) 漏電保護(hù)器用于TN-S系統(tǒng)時(shí)的接線(xiàn)方法圖3(b)漏電保護(hù)器用于TN-C-S系統(tǒng)時(shí)的接線(xiàn)方法TN-S系統(tǒng)的中性線(xiàn)必須和相線(xiàn)一起穿過(guò)R
8、CD的電流互感器,但TN-S系統(tǒng)的PE線(xiàn)則不得穿過(guò),如果穿過(guò),當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),相線(xiàn)和PE線(xiàn)的故障電流在電流互感器中感應(yīng)的電磁場(chǎng)互相抵消,RCD將檢測(cè)不出故障電流而不動(dòng)作。 在TN-C供電系統(tǒng)中,工作零線(xiàn)N和保護(hù)零線(xiàn)PE公用一根零線(xiàn),通過(guò)了RCD, 當(dāng)接零負(fù)載設(shè)備漏電時(shí),出現(xiàn)相零短路電流使熔斷器熔斷,動(dòng)作靈敏的RCD卻沒(méi)有動(dòng)作,這是接線(xiàn)錯(cuò)誤造成的。正確地安裝方法應(yīng)該是,在三相四線(xiàn)制進(jìn)戶(hù)線(xiàn)處,首先對(duì)零線(xiàn)重復(fù)接地;從重復(fù)接地處拉出一根專(zhuān)用保護(hù)零線(xiàn)PE,和工作零線(xiàn)N相互獨(dú)立,改進(jìn)戶(hù)線(xiàn)為三相五線(xiàn)制供電既TN-C-S系統(tǒng);中性線(xiàn)穿入RCD,PE線(xiàn)直接接設(shè)備的外露導(dǎo)電部分,這時(shí)RCD才
9、能檢測(cè)出接地故障電流,RCD后的中性線(xiàn)不應(yīng)接地或接另一回路。 在采用漏電保護(hù)器的TN系統(tǒng)中,使用的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可根據(jù)電擊防護(hù)措施具體情況,采用單獨(dú)接地,形成局部TT系統(tǒng),見(jiàn)圖3(a)和圖3(b)中的方框部分。2.2 用于TT供電系統(tǒng)的要求TT供電系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地,電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)接地線(xiàn)接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無(wú)關(guān)的接地極。TT系統(tǒng)的電氣線(xiàn)路或電氣設(shè)備,應(yīng)優(yōu)考慮裝設(shè)漏電保護(hù)器,作為防電擊的保護(hù)措施。起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)內(nèi)容要求與方法中對(duì)橋架型起重機(jī)要求“采用TT接地系統(tǒng)時(shí),起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的乘積應(yīng)不大于50V”,TT系統(tǒng)是三相四線(xiàn)供電系統(tǒng)
10、,屬保護(hù)接地,設(shè)備正常運(yùn)行時(shí),其外殼沒(méi)有接零保護(hù)的三相不平衡電流和電壓。漏電保護(hù)器用于TT系統(tǒng)時(shí)的接線(xiàn)方法如圖4所示。圖4 漏電保護(hù)器用于TT系統(tǒng)時(shí)的接線(xiàn)方法2.3 用于IT供電系統(tǒng)的要求IT供電系統(tǒng)是指變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),該供電系統(tǒng)主要用于存在爆炸性危險(xiǎn)混合物的環(huán)境,如煤礦井下供電的供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)器,才能確保安全。該檢漏繼電器的檢測(cè)元件與TN漏電保護(hù)器不同,其檢測(cè)元件為三相電抗器和零序電抗器組成。目前所接觸到的起重機(jī)的供電都是采取TN或TT系統(tǒng),為篇幅所限,用于IT供電系統(tǒng)漏電保護(hù)器不再此論述。3、漏電保護(hù)器的檢驗(yàn)3.1檢驗(yàn)時(shí),首先應(yīng)確認(rèn)漏電保護(hù)器選型是否正確,具體如下
11、:檢查漏電保護(hù)器銘牌、合格證和使用說(shuō)明書(shū)是否一致;確認(rèn)起重機(jī)設(shè)備的供電型式,檢查其選型是否符合下列要求;a.三相三線(xiàn)式380V電源供電的電氣設(shè)備,應(yīng)選用三級(jí)式漏電保護(hù)器;b.三相四線(xiàn)式380V電源供電的電氣設(shè)備,或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路,應(yīng)選用三級(jí)四線(xiàn)式,四級(jí)四線(xiàn)式漏電保護(hù)器。. 確認(rèn)漏電保護(hù)器的額定電壓、額定電流、短路分?jǐn)嗄芰?、額定漏電動(dòng)作電流、分?jǐn)鄷r(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足被保護(hù)供電線(xiàn)路和電氣設(shè)備的要求。a.選擇漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流值時(shí),應(yīng)充分考慮到被保護(hù)線(xiàn)路和設(shè)備可能發(fā)生的正常泄漏電流值,必要時(shí)可通過(guò)實(shí)際測(cè)量取得被保護(hù)線(xiàn)路或設(shè)備的泄漏電流值。b.選用的漏電保護(hù)器的額定漏電不動(dòng)作電流,應(yīng)不小
12、于電氣線(xiàn)路和設(shè)備的正常泄漏電流的最大值的2倍。檢查選用漏電保護(hù)器是否符合電氣設(shè)備的環(huán)境要求。a.漏電保護(hù)器的防護(hù)等級(jí)應(yīng)與使用環(huán)境條件相適應(yīng);b.對(duì)電源電壓偏差較大的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器;c.在高溫或特低溫環(huán)境中的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器;d.雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)的電氣設(shè)備應(yīng)選用沖擊電壓不動(dòng)作型漏電保護(hù)器;e.安裝在電磁干擾強(qiáng)烈的地方如電加工車(chē)間、無(wú)線(xiàn)電發(fā)射周?chē)?,?yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器。f.安裝在沖擊振蕩強(qiáng)烈的地方如操作力較大的接觸器旁應(yīng)優(yōu)先選用電子式漏電保護(hù)器。g. 安裝在易燃、易爆、潮濕或有腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中的漏電保護(hù)器,應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用特殊防護(hù)條件的漏電保護(hù)器
13、,否則應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。3.2檢查漏電保護(hù)器安裝的正確性。漏電保護(hù)器的接線(xiàn)必須正確,輸入端和輸出端,相線(xiàn)和零線(xiàn)不得反接或接錯(cuò)。a.必須嚴(yán)格區(qū)分中性線(xiàn)和保護(hù)線(xiàn),三級(jí)四線(xiàn)式或四級(jí)式漏電保護(hù)器的中性線(xiàn)應(yīng)接入漏電保護(hù)器。經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器的中性線(xiàn)不得作為保護(hù)線(xiàn),不得重復(fù)接地或接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分,因?yàn)槿糁行渣c(diǎn)上設(shè)置重復(fù)接地,則部分不平衡電流經(jīng)重復(fù)接地點(diǎn)大地電源中性點(diǎn)形成閉合回路,這時(shí)將引起漏電保護(hù)器發(fā)生誤動(dòng)作。保護(hù)線(xiàn)不得接入漏電保護(hù)裝置。否則會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)器誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。b同樣,檢驗(yàn)時(shí)要特別注意的是,TT系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)和不裝設(shè)漏電保護(hù)的設(shè)備不能共用一個(gè)接地裝置。否則有可能造成漏電保護(hù)器不動(dòng)作。事
14、故發(fā)生過(guò)程如圖5所示。圖5 TT系統(tǒng)中不正確的漏電保護(hù)接線(xiàn)方法假設(shè)電動(dòng)機(jī)M1絕緣損壞,該設(shè)備外殼上出現(xiàn)對(duì)地電壓Ue,由于M1與M2共用一接地裝置,M2的外殼上也會(huì)出現(xiàn)對(duì)地電壓。若作業(yè)人員接觸到M2的外殼,將可能發(fā)生觸電事故。電流通路為:電流沿著A1M1的外殼M2的外殼接觸人大地返回電源中性點(diǎn)。此時(shí)雖然M2上裝設(shè)了漏電保護(hù)器,而漏電電流卻未經(jīng)過(guò)M2的漏電保護(hù)器,故漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作。3.3 TT系統(tǒng)漏電保護(hù)器動(dòng)作電壓的檢驗(yàn)采用TT接地系統(tǒng)的,起重機(jī)檢規(guī)中要求計(jì)算漏電保護(hù)器的動(dòng)作電壓值,其具體計(jì)算過(guò)程如下:(1) 首先檢驗(yàn)負(fù)載側(cè)的對(duì)地電阻值R();(2) 查對(duì)漏電保護(hù)器動(dòng)作電流I0(A);(3)
15、計(jì)算動(dòng)作電壓值U(V)U= I0×RU50V為合格,否則需要采取措施降低接地電阻值。接地電阻可以用接地電阻儀來(lái)測(cè)量。3.4、其他接地系統(tǒng)漏電保護(hù)器動(dòng)作電壓的檢驗(yàn)對(duì)于其他接地系統(tǒng),檢規(guī)沒(méi)有規(guī)定具體的動(dòng)作電壓。根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),一般遵循以下幾個(gè)原則:(1)當(dāng)特種設(shè)備金屬外殼的對(duì)地電阻在500以下時(shí),可選用3050mA,0.1s以?xún)?nèi)動(dòng)作的漏電保護(hù)裝置。(2)當(dāng)特種設(shè)備金屬外殼的對(duì)地電阻在100以下時(shí),可選用200500mA的漏電保護(hù)裝置。(3)處于易導(dǎo)電環(huán)境中的設(shè)備,應(yīng)選用10mA的的漏電保護(hù)裝置。(4)用于直接接觸保護(hù)的漏電保護(hù)裝置必須具有小于0.1s的快速動(dòng)作性能。(5)對(duì)于較重要的設(shè)備,為減少瞬間的停電事故,可選用動(dòng)作時(shí)間為0.2s的延時(shí)型保護(hù)裝置。3.5操作漏電保護(hù)器試驗(yàn)按鈕,確認(rèn)漏電保護(hù)器
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