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摘要：目前，在農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)中，大量使用的是普通電流型電子式剩余電流保護裝置，包括剩余電流繼電器、剩余電流斷路器等，選用這些產(chǎn)品除了應(yīng)滿足國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，取得合格3C認(rèn)證外，對其安裝后在線運行時，應(yīng)具有的動作特性，如動作電流、動作時間等，也應(yīng)滿足國家相關(guān)安裝和運行管理標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：剩余電流保護裝置線運行探討

目前，在農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)中，大量使用的是普通電流型電子式剩余電流保護裝置，包括剩余電流繼電器、剩余電流斷路器等，選用這些產(chǎn)品除了應(yīng)滿足國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，取得合格3C認(rèn)證外，對其安裝后在線運行時，應(yīng)具有的動作特性，如動作電流、動作時間等，也應(yīng)滿足國家相關(guān)安裝和運行管理標(biāo)準(zhǔn)要求。

1三相漏電流不平衡因素的影響

農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)正常運行時，由于三相負(fù)荷及絕緣水平存在差異，客觀上使得三相泄漏電流存在不平衡現(xiàn)象，而供電線路和用電設(shè)備的泄漏電流與氣候、溫度、負(fù)載特性、負(fù)荷大小等因素有關(guān)，變化范圍大，不易控制。從剩余電流保護技術(shù)角度講，供電線路泄漏電流數(shù)值較大時，在不同相上出現(xiàn)突然施加的相同值瞬時故障電流，會合成出不同值的剩余電流。對普通電流型產(chǎn)品而言，在某相上雖然瞬時接地故障電流等于或大于額定動作值，但合成的剩余電流可能小于該產(chǎn)品的額定動作值，此時剩余電流保護裝置可能不動作，即通常遇到的三相供電系統(tǒng)，存在有剩余電流動作不靈敏相的現(xiàn)象。

正常運行狀態(tài)下對剩余電流保護裝置做試驗，除了用保護裝置本身的試驗按鈕檢查外，用剩余電流保護裝置專用測試儀器檢查其在線運行時的動作特性。例如當(dāng)額定動作電流I△n為300mA在線運行時，某時刻線路存在泄漏電流，見圖1。此時若用300mA作為試跳故障電流，分別在A、B、C三相上做試驗，就會合成出不同值的剩余電流。

圖1中，I△是由穿過剩余電流互感器的相線及N線的泄漏電流合成得到的，其幅值和相角受其影響是個隨機變化量。一般而言剩余電流保護裝置專用測試儀器是純阻性負(fù)載特性，因此用其分別在A、B、C三相作試跳時，可以認(rèn)為I△n與UA、UB、UC同相位。從圖1中可求出與在三相上分別合成為不同幅值與相角的剩余電流I△(A)、I△(B)、I△(C)，以幅值為例，則得出I△(A)≈400mA，I△(B)≈240mA，I△(C)≈280mA。也就是說用IΔn作試驗出現(xiàn)了三種不同結(jié)果：A相I△(A)>U△n正確動作，B相I△(B)<I△n，不能動作，從運行角度可認(rèn)為指標(biāo)不合格。C相I△(C)<I△n，但可能接近于該產(chǎn)品的整定動作值，處于動作與不動作的臨界狀態(tài)。上述現(xiàn)象盡管為特定例子，但仔細(xì)分析后不難發(fā)現(xiàn)，在向量圖中還有不少由于實際存在的泄漏電流，從而形成不靈敏相的區(qū)域。

從低壓配電系統(tǒng)安全可靠運行角度看，出現(xiàn)單相接地等瞬時故障（樹枝碰線、斷線落地、接地短路電弧等）占有一定比例。而在農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)中選用的，用于間接接觸電擊保護和防止電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的剩余電流保護裝置，國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求能檢測突然施加或緩慢上升的剩余電流，且在額定動作值時應(yīng)符合分?jǐn)鄷r間要求。因此，注意到我國低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)狀，在選用剩余電流保護裝置產(chǎn)品時，也應(yīng)充分重視其在線運行時動作電流、最大分?jǐn)鄷r間、極限不驅(qū)動時間等動作特性參數(shù)指標(biāo)是否仍能符合標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)措施角度講，這對低壓配電系統(tǒng)剩余電流保護，更具有安全可靠的實際意義。

2動作時間因素的影響

根據(jù)剩余電流保護裝置國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以分?jǐn)鄷r間分類有一般型和延時型兩大類。S（選擇）型作為延時型的一種，有時可以單獨列為一類，例如JB/T8756-1998《剩余電流動作保護繼電器》標(biāo)準(zhǔn)中，以分?jǐn)鄷r間分為一般型、延時型、S型三類。剩余電流繼電器與交流接觸器或各種具備電動合分閘功能的低壓斷路器組成組合式剩余電流保護裝置，具有技術(shù)含量較高、可維護性好等優(yōu)點，在農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。S型剩余電流繼電器作為延時型的一種，可與一般型產(chǎn)品配合，用作選擇性分級保護，可以設(shè)置一次自動重合閘功能。因其在額定動作電流下較一般型分?jǐn)鄷r間長得多，對雷擊感應(yīng)或系統(tǒng)操作過電壓等形成的尖峰干擾有較強的抗干擾能力，明顯減少了誤動作機會。此外，由于住宅或單臺設(shè)備使用的大多為小型剩余電流斷路器，分?jǐn)鄷r間小于0.1s，額定動作電流一般在50mA左右，因此與S型剩余電流保護裝置（最小不驅(qū)動時間為0.13s）組成分級保護，能滿足下一級極限不驅(qū)動時間大于上一級動作時間的要求。實際使用效果證明，S型剩余電流繼電器更適合在我國農(nóng)網(wǎng)中大量推廣使用。S型剩余電流繼電器與一般型、延時型動作時間比較見表1。

目前大量使用的電流型電子式產(chǎn)品，動作時間的設(shè)置多采用阻容元件組成的模擬電路技術(shù)。常溫狀態(tài)下在做型式試驗或其它試驗時，可以達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。但安裝運行較長時間后，應(yīng)考慮是否仍能滿足在I△n、2I△n、5I△n時均能符合分?jǐn)鄷r間和極限不驅(qū)動時間要求。GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》中，對產(chǎn)品的運行管理特別提出：為檢驗剩余電流保護裝置在運行中的動作特性及其變化，運行管理單位應(yīng)配置專用測試儀器，并應(yīng)定期進(jìn)行動作特性試驗，包括測試動作電流值、分?jǐn)鄷r間、極限不驅(qū)動時間等，有很強的針對性和實用意義，對考核剩余電流保護裝置的質(zhì)量，指導(dǎo)正確選用和運行管理有很好的督促作用，應(yīng)引起供電管理部門和生產(chǎn)廠商的高度重視。

4電流型剩余電流繼電器技術(shù)改進(jìn)措施

從以上分析可以看出，現(xiàn)有普通電子式電流型剩余電流保護裝置，在三相供電系統(tǒng)使用中，存在剩余電流動作不靈敏相現(xiàn)象。而采用模擬電路設(shè)置動作電流值及分?jǐn)鄷r間和極限不驅(qū)動時間等整定值，離散性大，難以完全滿足農(nóng)網(wǎng)等低壓配電系統(tǒng)安全可靠運行的技術(shù)要求。

隨著單片機技術(shù)的快速發(fā)展，其信息處理功能大大增強。引入單片機技術(shù)對現(xiàn)有的電流型剩余電流保護裝置進(jìn)行技術(shù)更新升級，可以克服目前產(chǎn)品的缺陷，大幅度提高動作時間及動作電流值設(shè)置的精確度，以適應(yīng)低壓配電系統(tǒng)安全可靠運行對剩余電流保護裝置更高的要求。南京工程學(xué)院附屬工廠在這方面做了一定工作，研制開發(fā)了LJM微機S型剩余電流繼電器產(chǎn)品等。它在普通S型產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加了單片機技術(shù)，對經(jīng)過剩余電流互感器檢測到的突然施加或緩慢上升的剩余電流信號，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理方法，進(jìn)行動態(tài)相位檢測、數(shù)字濾波、實時計算等，且對互感器無同名端方向性要求。使得剩余電流動作保護值在360°相角變化范圍內(nèi)不受漏電流影響，解決了普通電流型產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)存在三相不平衡漏電流且數(shù)值較大時，有不靈敏相的問題。此外，采用數(shù)字及軟件設(shè)置技術(shù)，使得動作電流與動作時間的額定整定值設(shè)置精確度大大提高，低壓配電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性得到保證，克服了模擬電子電路易產(chǎn)生性能漂移的問題。

·當(dāng)被保護的低壓配電系統(tǒng)漏電流值小于額定整定剩余動作電流值時，各相用同樣的接地試跳電流（產(chǎn)品銘牌標(biāo)稱的額定剩余動作電流），對剩余電流保護裝置做動作特性試驗，均可確保動作準(zhǔn)確。

·當(dāng)線路任一相發(fā)生瞬時接地故障出現(xiàn)突然施加的漏電流，該產(chǎn)品能準(zhǔn)確檢測到，當(dāng)其達(dá)到額定動作值時均能可靠動作，不受三相漏電流不平衡因素影響，使得單相接地故障剩余電流動作值保持一致，并具有一次重合閘功能，保證了產(chǎn)品安全可靠投入運行。

·當(dāng)被保護的低壓配電系統(tǒng)緩變剩余電流達(dá)到額定動作值時，立即動作跳閘，也有一次重合閘。若故障繼續(xù)存在則跳閘閉鎖，需關(guān)掉剩余電流繼電器工作電源后重新合上開關(guān)，才能繼續(xù)運行。

·剩余電流互感器安裝無方向要求，互感器與本機沒有一一對應(yīng)關(guān)系約束，互換性好，便于大批量生產(chǎn)、安裝、維護。

·剩余電流實時數(shù)字顯示，可設(shè)置報警功能。

·接地故障剩余電流動作值記錄、儲存，有助于故障原因分析。

·可附加通信接口功能。

GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》以安裝和使用為主，執(zhí)行后將與現(xiàn)有國家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成一個完整的標(biāo)準(zhǔn)鏈，完善了剩余電流保護裝置從生產(chǎn)制造到安裝和運行管理全過程的標(biāo)準(zhǔn)體系。

綜上所述，我國現(xiàn)有低壓配電系統(tǒng)存在三相不平衡泄漏電流且數(shù)值較大，而目前大量正在使用的產(chǎn)品，動作特性參數(shù)指標(biāo)尚有不足之處。因此，必須重視對剩余電流保護裝置的技術(shù)更新改進(jìn)，從技術(shù)上消除缺陷，提高動作特性參數(shù)設(shè)置精確度和穩(wěn)定性，完善產(chǎn)品應(yīng)用功能，以適應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)和低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)狀對產(chǎn)品的更高要求。