剩余电流保护电器的选择要考虑使用的电网、安装规程、安装场所、保护的对象、气候条件和自然条件等因素,合理地选择剩余电流保护电器的额定参数和动作特性。
1.按电网情况、安装规程及电源条件选择
剩余电流保护电器的极数和额定电压应与供电系统的相数和额定电压相匹配。供电电网的电压高于额定电压会因绝缘、触头承载能力、电子线路等原因使剩余电流保护电器发生损坏。供电电网的电压低于装置额定电压时,电磁式剩余电流保护电器仍可正常运行,而电子式剩余电流保护电器会因电子线路的工作电压降低而影响动作特性。供电系统除了保护导线以外的所有带电导线(包括中性线)都应通过剩余电流保护电器,否则会造成误动作或拒动作的情况。因此应按下列要求选用额定电压和极数:
单相220供电的电气设备应选用额定电压为220V(或230V)的单极两个电流回路或两极剩余电流保护电器,优先选用两极剩余电流保护电器;
三相三线式380V电源供电的电气设备,应选用额定电压为380V(或400V)三极剩余电流保护电器;
三相四线式380V电源供电的电气设备,三相设备与单相设备共用的电路应选用380V(或400V)三极四个电流回路或四极剩余电流保护电器。
应注意,单极两个电流回路和三极四个电流回路剩余电流保护电器,因具有不可开断中性线,其使用在我国受到相关安装规程的制约。例如,GB 50096—2011《住宅设计规范》规定:“每套住宅应设置用户配电箱,其电源总开关装置应采用可同时断开相线和中性线的开关电器”;JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》规定“家用配电箱应装设同时断开相线和中性线的电源进线开关电器”。在这种场合,如要采用剩余电流保护电器作为电源进线开关电器,则不能采用单极两回路和三极四回路的剩余电流保护电器。
在选择额定剩余动作电流时,除了考虑保护对象外,还要考虑电网正常的泄漏电流。对于配电线路保护用的剩余电流保护电器动作电流应大于线路中实测最大泄漏电流的2倍,对于分支线路用的剩余电流保护电器动作电流应大于实测最大泄漏电流的2.5倍。
由于泄漏电流随环境条件和线路额定电流在不断变化,测量和估算泄漏电流比较麻烦。为便于选用,可采用下列的经验公式估算额定剩余动作电流:
IΔn≥In/2000 (12-11)
适用于照明和居民单相用电回路
IΔn≥In/1000 (12-12)
适用于三相三线制或三相四线制动力及照明和动力混合线路
必要时可通过实际测量,获取被保护线路或设备的对地泄漏电流。因环境条件变化引起对地泄漏电流值变化较大时,应考虑采用动作电流可调式的剩余电流保护电器。
2.按不同的使用场所选择
选择剩余电流保护电器的动作特性时,应按电气设备不同的使用场所,合理地选取不同的动作电流。如果是潮湿的场所,例如工厂的电镀车间、清洗工场、建筑工地以及可能会受到雨水影响或充满水蒸气的地方,因为人体容易沾湿或出汗,人体电阻明显下降,危险程度比干燥场所大,适宜安装额定剩余动作电流为0.03A及以下、一般型的剩余电流保护电器。当用电设备的使用场所,人体大部分要浸没在水中,例如安装在游泳池、水景喷水池、水上游乐园、浴室等特定区域的电气设备,因为发生电击事故后,不仅有引起心室颤动的危险,而且还有溺死的危险,应选用额定剩余动作电流为0.01A及以下的剩余电流保护电器。即使工作电压很低,例如36V时,也应安装动作电流为0.01A及以下的剩余电流保护电器。
对具有双重绝缘(或加强绝缘)的380V/220V的电气设备,一般情况下,不需要安装剩余电流保护电器,但当这种用电设备使用在露天、潮湿场所,并且带有一段经常移动位置的电缆时,操作人员在使用这些用电设备时,往往难免接触这部分电缆,为了防止擦破电缆或用电设备受雨水、溅水、凝露等影响而造成触电事故,应安装0.03A及以下的剩余电流保护电器。
操作人员在铁板、构架、基座等金属物体上工作或在锅炉、隧道和坑道中工作,因为人体的大部分要和导电性物体相接触,容易发生触电事故。所以在这种条件下,使用的手持式电动工具、照明灯等的供电回路,即使工作电压较低,当电压大于24V时,也应安装动作电流不大于0.01A的剩余电流保护电器。在这种情况下,剩余电流保护电器必须放置在外面,并有专人监护。
表12-17为德国DIN VDE 0100系列标准中在不同的使用场所对选择剩余电流保护电器的要求,可供我们选用时参考。(www.xing528.com)
表12-17 德国DIN VDE 0100系列标准中按不同的场所选择剩余电流保护电器的要求
3.按自然条件、气候条件及环境条件选择
剩余电流保护电器的工作还与自然条件、气候条件等环境因素有关,因此应根据电气设备的工作环境条件选用剩余电流保护电器。按GB 13955—2005的规定,选用时应符合下列要求:
1)剩余电流保护电器应与使用环境条件相适应;
2)对电源电压偏差较大地区的电气设备,应优先选用动作功能与线路电压无关的剩余电流保护电器;
3)对高温或特低温环境中工作的电气设备,应选用非电子型剩余电流保护电器;
4)作为家用电器保护的剩余电流保护电器必要时可选用具有过电压保护的剩余电流保护电器;
5)安装在易燃、易爆、潮湿或有腐蚀性气体等恶劣环境中的剩余电流保护电器,应根据有关标准选用特殊防护条件的剩余电流保护电器,或采取相应的防护措施。
一般的剩余电流保护电器的外壳只适用于IP20的防护要求,即防止人的手指触及带电部件或运动部件,对水的浸入没有任何防护作用,并且只能在污染等级2或污染等级3的环境中使用。如果剩余电流保护电器要在更严酷的环境条件下使用,如在户外雨雪侵蚀、充满粉尘的车间,或有淋水、喷水等持久性的导电性污染的场所使用的剩余电流装置需要采用特殊的结构,如采用IP55或IP65或更高等级的防护外壳。
当电源线通过架空线引入时,并且是在雷暴日较多的地区使用的剩余电流保护电器,应采用抗误脱扣能力较强的剩余电流保护电器,并采取特殊的保护措施,如采用电涌保护器(SPD)保护,防止雷击损坏剩余电流保护电器。
在易燃、易爆、潮湿或有腐蚀性气体等恶劣环境中使用的剩余电流保护电器应按防爆电器的要求采用防爆外壳,或按防腐蚀电器的要求采用防腐蚀的外壳进行保护。
4.按被保护负载的性质选用
对应用电子元器件较多的电气设备,电源装置故障含有脉动直流分量时,应选用A型剩余电流保护电器。
对负载带有变频器、三相交流整流器、逆变器、变频调速装置、UPS及特殊医疗设备(例如:X射线设备、CT)等产生多频复合交流剩余电流或平滑直流剩余电流的电气设备,应选用对多频复合交流剩余电流敏感的F型剩余电流保护电器,或对脉动直流剩余电流、多频复合交流剩余电流及平滑直流剩余电流均能动作的B型剩余电流保护电器。
对弧焊变压器应采用专用的防触电保护电器。
对起动电流较大的电动机负载,因起动时有较大的泄漏电流,为防止起动时误动作,应选用S型,或短延时动作的剩余电流保护电器。
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