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(hù)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(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，取得合格3C認(rèn)證外，對(duì)其安裝后在線運(yùn)行時(shí)，應(yīng)具有的動(dòng)作特性，如動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間等，也應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)安裝和運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)要求。 關(guān)鍵詞： 剩余電流保護(hù)裝置 線運(yùn)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(hù)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(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，取得合格3C認(rèn)證外，對(duì)其安裝后在線運(yùn)行時(shí)，應(yīng)具有的動(dòng)作特性，如動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間等，也應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)安裝和運(yùn)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(yùn)行時(shí)，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(hù)技術(shù)角度講，供電線路泄漏電流數(shù)值較大時(shí)，在不同相上出現(xiàn)突然施加的相同值瞬時(shí)故障電流，會(huì)合成出不同值的剩余電流。對(duì)普通電流型產(chǎn)品而言，在某相上雖然瞬時(shí)接地故障電流等于或大于額定動(dòng)作值，但合成的剩余電流可能小于該產(chǎn)品的額定動(dòng)作值，此時(shí)剩余電流保護(hù)裝置可能不動(dòng)作，即通常遇到的三相供電系統(tǒng)，存在有剩余電流動(dòng)作不靈敏相的現(xiàn)象。 正常運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)剩余電流保護(hù)裝置做試驗(yàn)，除了用保護(hù)裝置本身的試驗(yàn)按鈕檢查外，用剩余電流保護(hù)裝置專用測(cè)試儀器檢查其在線運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作特性。例如當(dāng)額定動(dòng)作電流I△n為300 mA在線運(yùn)行時(shí)，某時(shí)刻線路存在泄漏電流，見圖1。此時(shí)若用300 mA作為試跳故障電流，分別在A、B、C三相上做試驗(yàn)，就會(huì)合成出不同值的剩余電流。 圖1中，I△是由穿過(guò)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(gè)隨機(jī)變化量。一般而言剩余電流保護(hù)裝置專用測(cè)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(shí)，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）≈400 mA，I△（B）≈240 mA，I△（C）≈280 mA。也就是說(shuō)用IΔn作試驗(yàn)出現(xiàn)了三種不同結(jié)果：A相I△（A） > U△n正確動(dòng)作，B相I△（B） < I△n，不能動(dòng)作，從運(yùn)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(dòng)作值，處于動(dòng)作與不動(dòng)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(shí)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(yùn)行角度看，出現(xiàn)單相接地等瞬時(shí)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(hù)和防止電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的剩余電流保護(hù)裝置，國(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求能檢測(cè)突然施加或緩慢上升的剩余電流，且在額定動(dòng)作值時(shí)應(yīng)符合分?jǐn)鄷r(shí)間要求。因此，注意到我國(guó)低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)狀，在選用剩余電流保護(hù)裝置產(chǎn)品時(shí)，也應(yīng)充分重視其在線運(yùn)行時(shí)動(dòng)作電流、最大分?jǐn)鄷r(shí)間、極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間等動(dòng)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(duì)低壓配電系統(tǒng)剩余電流保護(hù)，更具有安全可靠的實(shí)際意義。 2 動(dòng)作時(shí)間因素的影響 根據(jù)剩余電流保護(hù)裝置國(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以分?jǐn)鄷r(shí)間分類有一般型和延時(shí)型兩大類。S（選擇）型作為延時(shí)型的一種，有時(shí)可以單獨(dú)列為一類，例如JB/T 8756-1998《剩余電流動(dòng)作保護(hù)繼電器》標(biāo)準(zhǔn)中，以分?jǐn)鄷r(shí)間分為一般型、延時(shí)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(dòng)合分閘功能的低壓斷路器組成組合式剩余電流保護(hù)裝置，具有技術(shù)含量較高、可維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)型的一種，可與一般型產(chǎn)品配合，用作選擇性分級(jí)保護(hù)，可以設(shè)置一次自動(dòng)重合閘功能。因其在額定動(dòng)作電流下較一般型分?jǐn)鄷r(shí)間長(zhǎng)得多，對(duì)雷擊感應(yīng)或系統(tǒng)操作過(guò)電壓等形成的尖峰干擾有較強(qiáng)的抗干擾能力，明顯減少了誤動(dòng)作機(jī)會(huì)。此外，由于住宅或單臺(tái)設(shè)備使用的大多為小型剩余電流斷路器，分?jǐn)鄷r(shí)間小于0.1 s，額定動(dòng)作電流一般在50 mA左右，因此與S型剩余電流保護(hù)裝置（最小不驅(qū)動(dòng)時(shí)間為0.13 s）組成分級(jí)保護(hù)，能滿足下一級(jí)極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間大于上一級(jí)動(dòng)作時(shí)間的要求。實(shí)際使用效果證明，S型剩余電流繼電器更適合在我國(guó)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(shí)型動(dòng)作時(shí)間比較見表1。 目前大量使用的電流型電子式產(chǎn)品，動(dòng)作時(shí)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(yàn)或其它試驗(yàn)時(shí)，可以達(dá)到相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。但安裝運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，應(yīng)考慮是否仍能滿足在I△n、2I△n、5I△n時(shí)均能符合分?jǐn)鄷r(shí)間和極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間要求。GB 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》中，對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行管理特別提出：為檢驗(yàn)剩余電流保護(hù)裝置在運(yùn)行中的動(dòng)作特性及其變化，運(yùn)行管理單位應(yīng)配置專用測(cè)試儀器，并應(yīng)定期進(jìn)行動(dòng)作特性試驗(yàn)，包括測(cè)試動(dòng)作電流值、分?jǐn)鄷r(shí)間、極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間等，有很強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用意義，對(duì)考核剩余電流保護(hù)裝置的質(zhì)量，指導(dǎo)正確選用和運(yùn)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(hù)裝置，在三相供電系統(tǒng)使用中，存在剩余電流動(dòng)作不靈敏相現(xiàn)象。而采用模擬電路設(shè)置動(dòng)作電流值及分?jǐn)鄷r(shí)間和極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)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(yùn)行的技術(shù)要求。 隨著單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其信息處理功能大大增強(qiáng)。引入單片機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的電流型剩余電流保護(hù)裝置進(jìn)行技術(shù)更新升級(jí)，可以克服目前產(chǎn)品的缺陷，大幅度提高動(dòng)作時(shí)間及動(dòng)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(yùn)行對(duì)剩余電流保護(hù)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(jī)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(jī)技術(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)剩余電流互感器檢測(cè)到的突然施加或緩慢上升的剩余電流信號(hào)，采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理方法，進(jìn)行動(dòng)態(tài)相位檢測(cè)、數(shù)字濾波、實(shí)時(shí)計(jì)算等，且對(duì)互感器無(wú)同名端方向性要求。使得剩余電流動(dòng)作保護(hù)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(shí)，有不靈敏相的問(wèn)題。此外，采用數(shù)字及軟件設(shè)置技術(shù)，使得動(dòng)作電流與動(dòng)作時(shí)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(wèn)題。 ·當(dāng)被保護(hù)的低壓配電系統(tǒng)漏電流值小于額定整定剩余動(dòng)作電流值時(shí)，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(dòng)作電流），對(duì)剩余電流保護(hù)裝置做動(dòng)作特性試驗(yàn)，均可確保動(dòng)作準(zhǔn)確。 ·當(dāng)線路任一相發(fā)生瞬時(shí)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(cè)到，當(dāng)其達(dá)到額定動(dòng)作值時(shí)均能可靠動(dòng)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(dòng)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(yùn)行。 ·當(dāng)被保護(hù)的低壓配電系統(tǒng)緩變剩余電流達(dá)到額定動(dòng)作值時(shí)，立即動(dòng)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(yùn)行。 ·剩余電流互感器安裝無(wú)方向要求，互感器與本機(jī)沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系約束，互換性好，便于大批量生產(chǎn)、安裝、維護(hù)。 ·剩余電流實(shí)時(shí)數(shù)字顯示，可設(shè)置報(bào)警功能。 ·接地故障剩余電流動(dòng)作值記錄、儲(chǔ)存，有助于故障原因分析。 ·可附加通信接口功能。 GB 13955-2005《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》以安裝和使用為主，發(fā)布執(zhí)行后將與現(xiàn)有國(guó)家相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)鏈，完善了剩余電流保護(hù)裝置從生產(chǎn)制造到安裝和運(yùn)行管理全過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)體系。 綜上所述，我國(guó)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(dòng)作特性參數(shù)指標(biāo)尚有不足之處。因此，必須重視對(duì)剩余電流保護(hù)裝置的技術(shù)更新改進(jìn)，從技術(shù)上消除缺陷，提高動(dòng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和低壓配電系統(tǒng)現(xiàn)狀對(duì)產(chǎn)品的更高要求。