剩余电流动作断路器应用问题浅析

中图分类号：TS33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0127-01

随着科技水平和用电安全意识的不断提高，剩余电流动作断路器在低压配电网中得到了广泛的应用。根据我国电网接地系统的具体情况和多年来的实践证明，低压电网采用剩余电流动作断路器，对于防止人身电击伤亡事故、防止电气设备损坏事故、避免因接地故障引起的电气火灾事故、减少电气线路漏电引起的的电能损耗等方面，都具有明显的效果。

剩余电流动作断路器的基本工作原理是：当三相电路中没有发生人身电击事故、设备漏电、接地故障或三相对地泄漏电流平衡时，通过剩余电流动作断路器零序电流互感器电流的矢量和为零，剩余电流动作断路器正常运行；当三相电路中发生人身电击事故、设备漏电、接地故障或三相对地泄漏电流不平衡时，通过剩余电流动作断路器零序电流互感器电流的矢量和不为零，检测环节就采集到该剩余电流信号，信号处理环节对检测环节送来的信号进行放大、变换、处理后，与设定的额定剩余电流动作值进行比较，并把比较结果形成通断指令，执行机构根据指令控制断路器的脱扣器，断路器就动作跳闸，切断被保护线路的电源，达到保护目的。

剩余电流动作断路器不仅具有漏电保护功能，还可对线路进行过载和短路保护。但是，也正是因为剩余电流动作断路器齐全的保护功能和灵敏的动作特性，所以在实际的应用中，由于使用不当、不同供电级别间选型配合不当以及不了解断路器保护特性导致的接线不当，都使得剩余电流动作断路器在实际应用过程中发生了一些问题。下面就以几个相关实例进行论述。

实例一：我公司承揽了一项供电局变电所10kV开关柜的改造任务，其中一项为利用现场旧柜改造一组站用变回路。当改造任务完成， 10kV开关柜送电正常后，继电保护人员为主控室送AC380V交流电源时，出现了问题，合新改造柜低压侧开关时，正常，合原柜低压侧开关时，合完，开关即跳闸。当时首先认为交流低压回路有短路的地方，但通过只合新柜开关送电判断，负荷侧应该没有问题。本次改造，原站用变柜并没有改动，新站用变柜增加了50kVA的干式变压器及相关设备。于是将新柜开关分闸，只合原柜开关，合完仍跳闸，再仔细观察，要想恢复改造前送电状态，需将新柜零线也解开，于是打开零线，合原柜开关，送电正常，并且，此时注意到原柜低压开关为四极剩余电流动作型，根据送电过程判断，问题应该出在原柜的剩余电流动作断路器和新柜的零线上。查看了低压系统的接线方式后，其供电回路如图1所示：

由图1可知，主控室交流屏进线为双电源自动投切开关，原站用变柜低压侧电源接在双电源开关的常用电源侧，新改造柜低压侧电源接在双电源开关的备用电源侧，当两路电源均送电时，按照双电源开关的特性，常用电源侧断路器合闸，此时主控室交流负荷由原站用变送电。由于两台站用变压器低压侧N接线端子都在柜内直接接地，因此两台变压器的N通过大地直接相连，当原站用变送电时，如上图所示，负荷侧N相分别由原站用变电缆的N线和新改造柜站用变电缆的N线共同引来，原站用变低压侧开关又为四极剩余电流动作断路器，其N相电流通过新改造站用变柜低压侧的电缆N线进行了分流，使得剩余电流动作断路器的三相和N相电流矢量之和不为零，造成了断路器的跳闸。根据以上分析，暂时先将新改造柜低压侧零线摘除，先保证供电，待以后再将原柜低压侧剩余电流动作断路器更换为普通断路器。虽然，本供电系统并不存在电源故障，但此配电方式不适合使用剩余电流动作断路器，因此导致了供电回路不能正常合闸。

实例二：一施工现场采用我公司生产的配电箱，这批产品电气元件配置非标，且是分批采购。配电箱到现场用户使用了一段时间后向我公司反映，配电箱总是无缘无故跳闸，导致现场停工。我公司派售后服务人员到现场查看，通过检查现场用电方式，和每次停电时的状况了解到，用户将这批配电箱按照断路器电流大小自行分成三级配电供电方式，由于这批配电箱中均使用了剩余电流动作断路器，订货时没有要求漏电流大小，所以漏电流都按断路器厂家标配，且动作无延时。由于施工现场比较混乱，施工用具绝缘保护也不太得当，末端负荷很容易发生漏电状况。一旦漏电流大于整定值时，不但末端配电箱跳闸，就连上级的二级配电箱、总配电箱也一并跳闸，导致了整个施工现场全部停电。根据我国电气行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》要求，总配电箱中漏电保护器的额定漏电动作电流应大于30mA，额定漏电动作时间应大于0.1S，但其额定漏电动作电流与额定漏电动作时间的乘积不应大于30mA・s。以及_关箱中的漏电保护器的额定漏电动作电流不应大于30mA，额定漏电动作时间不应大于0.1S。根据以上标准，施工现场大范围停电是由于三级供电系统中的剩余电流动作断路器的漏电流值和动作时间没按要求配置造成的。应用户要求，重新配置了配电箱中断路器的参数后，设备运行良好。通过这个实例可知，在不同供电级别的电气回路中，剩余电流动作断路器的参数选型配合要得当，否则就会导致设备越级跳闸，扩大停电范围。

实例三：一用户从我公司订购了一台控制箱，试验人员进行出厂试验时发现，其中一个回路合闸后，断路器即跳闸。其控制原理如下（图2）：

该回路总开关为剩余电流动作断路器，且为三极，该回路的二次控制电源L11引自断路器A相下口，因控制电源L11和N构成了回路，剩余电流动作断路器检测到三相电流矢量和不等于零，因此断路器跳闸。解决方案是将控制电源火线改至断路器上口，取电源L1，送电后该回路正常合闸，试验合格。通过该实例可知，当负荷侧存在单相负荷时，总开关应选择四级剩余电流动作断路器或普通断路器。

通过以上三个实例了解到，在选择使用剩余电流动作断路器之前，我们必须掌握该断路器的保护原理和动作特性，充分了解使用条件，只有这样，我们才能合理的选用剩余电流动作断路器，发挥其独有的保护特性。

参考标准

[1] GB/Z6829-2008《剩余电流动作保护电器的一般要求》.

[2] GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》.

[3] JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》.

[4] GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备 第2部分 断路器》.