電氣保護接地系統(tǒng)的RCD接線方式方法.doc

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一、TT系統(tǒng)中RCD的接線 TT系統(tǒng)——電源端(配電變壓器中性點)有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點獨立于電源端的接地點。漏電開關RCD在TT系統(tǒng)中的各種接線方式。如圖所示。 (a)為在TT系統(tǒng)中單相漏電開關RCD的接線。相線Ll、零線N接于漏電開關RCD的電源端，單相3孔插座XS相線Ll、零線N受漏電開關RCD的控制， 單獨在設備處做E接地保護。 (b)為三相三極漏電開關RCD，所供電的負荷為三相平衡負載，如:三相電動機M和三相4孔插座XS。M外殼、XS接地孔單獨做E接地保護。 (c)為三相四極漏電開關RCD，供三相平衡負載或不平衡負載，如:三相4孔插座XS， XS單獨做E保護接地。注意零線不用，但在RCD電源端也應接上。 (d)為三極四線RCD供單相負載的接線。零線N通過RCD的零序電流互感器，但不被斷開。XS單獨做E保護接地。 (e)為三相四極RCD供單相負載的接線。零線N通過RCD的零序電流互感器，同時能夠被斷開。XS單獨做E保護接地。 (f)為三相四極RCD供動力、照明回路的接線。供三相負載和單相不平衡負 載。兩只插座XS單獨做E保護接地。 (g)為三極和兩極供動力、照明回路的接線。供三相負載和單相不平衡負載。兩只插座xs單獨做E保護接地。 二、TN-C系統(tǒng)中RCD的接線 TN-C系統(tǒng)中RCD的接線 TN-C系統(tǒng)——電源端(配電變壓器中性點)有一點直接接地;電氣裝置的外露可導電部分(金屬外殼)與電源端(配電變壓器中性點)有直接電氣連接，即整個系統(tǒng)的中性導體(工作零線N)和保護導體(保護零線PE)是合一的，用 PEN表示。電氣裝置處的重復接地可以接于PEN的任一點(但不能接在RCD負載端的PE線或N線點)。漏電開關RCD在TN-C系統(tǒng)的接線方式如圖(a) ～(g)所示。 (a)為單相二極RCD供單相負載的接線。單相負載的保護接地或重復接地應接于單相二極RCD電源側(cè)的PEN線上。 (b)為三相三極RCD供三相平衡負載的接線。由于工作、保護零線PEN沒有穿過RCD的零序互感器，因此負載設備的保護零線PE或重復接地可以接于PEN線的任意處。 (c)為三相四極RCD供三相或單相平衡或不平衡負載。由于工作、保護零線 PEN穿過RCD的零序互感器，因此負荷設備的保護零線PE或重復接地應接于漏電開關RCD電源側(cè)的PEN線上。 (d)為三相四極RCD供單相負載的接線。單相負載的工作零線N應接于RCD的負載側(cè)N線上。保護零線PE或重復接地接在RCD電源側(cè)的PEN線上。 (e)為三相三極RCD供單相負載的接線。單相負載的工作零線N應接在RCD負荷側(cè)的N線上。單相負載設備的保護零線PE或重復接地接在RCD電源側(cè)的PEN線上。 (f)三相四極RCD供單相負載和三相不平衡負載的接線。工作零線N接在RCD負荷側(cè)的N線上。單相負載和三相負載的保護零線PE或重復接地接在RCD電源側(cè)的PEN線上。 (g)二極和三極RCD供單相負載、三相負載的接線。二極RCD電源的相線接在三極RCD電源側(cè)的Ll相上。單相負載的工作零線N接在二極RCD的負載側(cè)的N線上。單相負載和三相負載的保護零線PE或重復接地接在二極RCD的電源側(cè) g的PEN線上。 二極RCD供單相負載;三極RCD供三相平衡負載。 三、TN-S系統(tǒng)中RCD的接線 TN-S系統(tǒng)中RCD的接線 TN－s系統(tǒng)——電源端(變壓器中性點)有一點直接接地;電氣裝置的外露可導電部分(金屬外殼)與電源端接地點有直接電氣連接;除此之外整個系統(tǒng)的中性導體和保護導體都是分開的。 漏電開關RCD在TN-S系統(tǒng)中的各種接線方式如圖(a) ～(g)所示。 (a)為三極RCD供三相動力負荷的接線。供三相平衡負載，例如三相電動機M和三相4孔插座xs。工作零線N不接入RCD;負載的保護零線PE線或重復接地接主保護零線PE。 (b)為四極RCD供三相動力負載的接線。工作零線N接RCD的電源側(cè)N上。負載零線N接RCD的負載側(cè)N上。負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE。該接線的四極RCD可供單相負載和三相不平衡負載。 (c)為二極RCD供單相負載的接線。工作零線N接RCD電源側(cè)的N上。負載零線N接RCD的負載側(cè)N上。負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE。 (d)三極RCD供單相負載的接線。工作零線N穿過RCD的零序電流互感器TAN，負載的N接RCD的負載端。負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE上。該接線的三極RCD可供單相負載和三相不平衡負載。 (e)為四極RCD供單相負載的接線。工作零線N接在RCD電源側(cè)的N上。負載中性線接在RCD負載側(cè)的N上。負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE上。該接線的四極RCD可供單相負載和三相不平衡負載。 (f)為四極RCD供單相三孔插座XS和三相囚孔插座的實際接線。工作零線N接RCD電源端，負載零線N接RCD的負載端。負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE上。 (g)為二極和三極RCD供單相負載和二相負載的接線。工作零線N接在二極RCD電源側(cè)的N上，負載零線接在二極RCD負載側(cè)的N上。二極RCD的相線端接在三極RCD電源側(cè)的Ll相上，單相負載和二相負載的保護零線PE或重復接地接主保護零線PE上。該接線的二極RCD供單相負載，三極RCD供三相平衡負載。 四、同一系統(tǒng)中做接地保護的設備都應裝RCD 同一系統(tǒng)中做接地保護的設備都應裝RCD 如圖所示，在同一供配電系統(tǒng)中，需要做接地保護的設備都應裝設漏電開關RCD。設備1、設備2都是需要做接地保護的設備，如設備1裝設了漏電開關RCD，設備2沒裝，當設備2發(fā)生單相接地故障時，若斷路器QF拒絕動作，此時， PE線上就有 故障電流L流過，導致設備1、2的外殼均帶有故障電壓，而此時設備1不會動作，導致設備1雖已裝漏電開關RCD，但其外殼仍然可能長時間帶電。 安全的做法是:同一接地裝置上的每一出線回路均應裝漏電開關ReD。如果設備2是不需要做接地保護的設備，當d點發(fā)生接地故障時，如QF拒動，則PE線上就不會有故障電壓。 五、RCD的輸出N線不應再和PE線接在一起 RCD的輸出N線不應再和PE線接在一起 RCD后面的N線與PE線再合用會引起誤動作。在TN-C供配電系統(tǒng)中，裝設漏電開關RCD，保護地線PE和重復接地E只能接在漏電開關RCD的電源側(cè)，不能接在負載側(cè)，而且漏電開關RCD的上一級不應再有RCD。 TN-C供配電系統(tǒng)中的PEN重復接地線穿過漏電開關RCD的零序電流互感器后，只能作N線使用，不能兼作PE保護線使用。因為，動力設備不可能與大地完全絕緣，若漏電開關RCD負載側(cè)的N線仍兼作保護線用，則照明線路的部分電流會通過設備外殼流入大地與供配電變壓器中性點構成回路，使漏電開關RCD誤動作跳閘，如圖所示。如果將1～2兩點連接在一起，則RCD將誤動作跳閘。 六、三相不平衡負載應選用四極RCD 三相不平衡負載應選用四極RCD 在TN-C、TN-S、TN-C-S供配電系統(tǒng)中，如果既有三相負荷，又有單相負荷，必須裝設四極漏電開關RCD，才能起到漏電保護作用，如圖所示。如果三相電動機選用三極四線漏電開關RCD，工作零線N通過RCD的零序電流互感器TAN，但沒有通過漏電開關RCD的觸頭，而又有單相負載照明EL，當d點對電動機M外殼漏電時，人觸及帶電設備的外殼時，雖然RCD動作， 在0.1s內(nèi)將電源切斷，但被電擊者并沒得到保護。原因是電動機M瞬間斷電后，鐵心中的剩磁在定子繞組中感應電勢，使旋轉(zhuǎn)著的電動機作發(fā)電狀態(tài)運行，將部分剩余的機械能變?yōu)殡娔芊答伒降蛪夯芈?。反饋電流?jīng)事故點的外殼→人體→大地→PEN線→N→燈泡→U相，形成閉合回路。若選用四極RCD， PEN線通過RCD的主觸頭，在RCD動作后，將上述回路斷開，電動機M中的剩余殘壓就不會在人體中產(chǎn)生電流。所以，用于三相不平衡電路或單相電路的漏電開關RCD宜選用四極或兩極的。 七、RCD在TN-C系統(tǒng)中的具體應用 RCD在TN-C系統(tǒng)中的具體應用 (1) TN-C供配電系統(tǒng)裝設RCD后，其負載側(cè)可按TT系統(tǒng)要求設PE保護線，如圖1所示。在安裝使用中，根據(jù)需要，設備的金屬外殼、金屬構件等需要作接地保護的部分，可以不與漏電開關RCD電源側(cè)的PEN線相連，只需將它接到一個接地電阻值與漏電開關RCD額定動作電流In相對應的接地裝置E便可。但這時漏電開關RCD后面的系統(tǒng)不再是TN-C系統(tǒng)，而是TT系統(tǒng)。 (2)在TN-C供配電系統(tǒng)中漏電開關RCD的接線。如圖2(a)所示，漏電開關RCD為主極， PEN線為工作零線和保護零線合一的。設備金屬外殼需要的保護線直接取自PEN線。該接線方式適用于三相動力平衡負荷的漏電保護。不允許接單相負載，否則RCD將合不上閘。圖2(b)所示，漏電開關RCD為四極。設備的保護線PE取自漏電開關電源側(cè)的PEN上。RCD的電源側(cè)為TN-C系統(tǒng); RCD的負載側(cè)為TN-S系統(tǒng)。因此從RCD的電源側(cè)的PEN線上分為工作零線N和保護零線PE。 RCD負載側(cè)的任何設備的金屬外殼都不允許接N，只能接PE，否則RCD將合不上閘，但該接線可以用于三相不平衡負載和單相負載。 八、 1、電流動作型RCD的工作原理 漏電開關(RCD)按工作原理分電壓動作型和電流動作型。其中電流動作型又分電磁式、電子式和中性點接地式三種。 目前國內(nèi)外廣泛應用的漏電開關都是電流動作型。電流型剩余電流動作保護器工作原理如圖所示。相線L1、L2、L3和零線N均通過零序電流互感器TAN,作為TAN的一次線圈。根據(jù)基爾霍夫第一定律: ∑I=O。正常情況下, 如果用電設備是三相平衡負荷,則一次電流的矢量和為零,即Iu十Iv十Iw=O；如果用電設備是單相負荷,則一次電流的矢量和亦為零,即Iu十In =0、Iv十In=O、Iw十In=O,在零序電流互感器流矢量電流TAN的鐵芯中的磁通矢量和也為零。TAN二次線圈無電流輸出,脫扣器YA不動作, RCD正常合閘運行。當設備發(fā)生漏電或人身觸電時,則故障電流Id經(jīng)過大地回到電源變壓器TM的中性點構成回路。由于對地出現(xiàn)漏電電流Id,則流經(jīng)TAN的矢量和不等于零,即通過TAN的Iw+In≠0, TAN的二次側(cè)有剩余電流流過,電磁脫扣器YA中有電流流過,當電流達到整定值時,脫扣器YA動作,漏電開關RCD掉閘,切斷故障電路,從而起到保護作用。 圖中SB為分閘試驗按鈕與電阻R組成了試驗電路,電路一端接于零序電流互感器TAN的輸入端,另一端接于TAN另一相線的輸出端。當按下SB, RCD掉 閘,為此檢驗了RCD的動作性能。 電流動作型三相RCD的動作死區(qū) 漏電開關RCD只有在設備漏電或人身觸電時，才能掉閘起到保護作用。對于單相或相間的過載、短路，漏電開關不掉閘，起不到保護作用，此點稱為RCD的動作死區(qū)，如圖所示。通過模擬試驗，可以證明RCD在過載或短路時不動作的原因。圖中，當合上漏電開關RCD后，閉合單極開關Ku，逐漸減小電阻 Ru，使Iu在Ll電流表PA的指示為40mA (這是對漏電開關RCD額定漏電動作電流為50mA，在40mA時漏電開關 RCD不跳閘的情況而言)。然后閉合單極開關Kv，減小電阻RN，使L2相Iv在電流表PA的指示亦為40mA。最后閉合單極開關Kw，逐漸減小電阻Rw，直到漏電開關掉閘，這時L3相電流表PA的指示為90mA。從圖(b)的矢量圖可知: Iw的漏電電流中， 40mA用于平衡Iu、Iv的合成漏電電流。 從圖(a)的試驗中可知:當兩相漏電電流都未達到漏電動作電流時， L3相的漏電電流要抵消另外兩相漏電電流的矢量和后才是漏電動作電流。由于存在動作死區(qū)，所以RCD要到90mA才動作。 為了防止電流動作型漏電開關RCD的動作死區(qū)造成的觸電死亡事故，要求線路的漏電電流盡量小。 漏電開關RCD只對同時觸及一相相線和地的觸電事故有保護作用，如果人同時觸及不同相的兩相線或同時觸及一相相線和零線N，此時，人相當于漏電開關RCD的正常負載。根據(jù)基爾霍夫第一定律:∑I＝0，漏電開關RCD不會動作掉閘，起不到保護作用。 為了防止此類事故的發(fā)生，要求電源線的絕緣要良好，同時操作者應盡量避免帶電作業(yè)。 RCD的N線不應與未通過RCD的N線相連 RCD一剩余電流動作保護器； TAN一零序電流互感器；EL一照明燈； XS一插座 1、在TN-S(TN-C、TN-C一-S或TT)供配電系統(tǒng)中， 通過漏電開關RCD的工作零線N不能與其他未經(jīng)該漏電開關RCD保護的設備或線路的工作零線N共用，更不允許與PE線、設備金屬外殼、導線鋼管、電纜金屬橋架、金屬線槽，以及其他與大地有聯(lián)系的金屬部分相連。就是說，經(jīng)過漏電開關RCD的N線要與地絕緣，以保證流過N線的電流不會分流到其他線路中去，其他線路N線中的電流也不會流到RCD的N線中來，否則將使RCD誤動作。下圖中N1～N2虛線段就是不應連接的部分。否則，當合上RCD 時，照明EL點亮，但當插座XS時， RCD跳閘，使得照明EL停電。合RCD，但合不上，只有斷開插座XS時，才能合上RCD。也就是說：當系統(tǒng)設有RCD保護時，N線和PE線應在RCD的零序電流互感器TAN的電源一側(cè)分開，嚴禁在RCD的零序電流互感器TAN以后相連。這與重復接地的原理是一樣的。 2、經(jīng)過漏電開關RCD的N線必須對地絕緣。另外在搖測N線對地(PE線)的絕緣時，應把RCD斷開搖測，否則將搖不出來合格值，如圖所示。 注：RCD負載側(cè)接XS一插座與接EL一照明燈分析道理是一樣的