剩余電流保護(hù)裝置分析論文

時(shí)間:2022-06-22 07:10:00

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剩余電流保護(hù)裝置分析論文

摘要:該文分析了剩余電流保護(hù)裝置的跳閘、不能合閘、不跳閘、靈敏度低、誤動(dòng)作等故障及簡(jiǎn)單排除方法。

關(guān)鍵詞:剩余電流保護(hù)裝置跳閘故障

1剩余電流保護(hù)裝置的一般故障跳閘

1.1電源側(cè)、分支線線路故障跳閘

剩余電流保護(hù)裝置受雷擊感應(yīng)過(guò)電壓的影響,造成故障跳閘。

低壓電網(wǎng)中,線路絕緣子受外力撞擊絕緣受損,使泄漏電流增大,引起電源側(cè)或分支線的剩余電流保護(hù)裝置跳閘。

在臺(tái)風(fēng)和雷雨季節(jié),低壓電網(wǎng)架空線斷線落地,造成單相接地故障,故障電流使電源側(cè)或分支線的剩余電流斷路器跳閘。

電氣線路或電氣設(shè)備,由于長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行,使絕緣下降,當(dāng)電氣回路中的剩余電流值,大于動(dòng)作電流值時(shí),會(huì)引起剩余電流斷路器跳閘。

電氣線路的中性(N)線受損,絕緣水平降低,形成了不平衡電流的分流,也會(huì)使電源側(cè)保護(hù)裝置跳閘。

1.2產(chǎn)品制造質(zhì)量引起的故障

剩余電流保護(hù)裝置的電流互感器制造過(guò)程中的平衡特性、過(guò)載特性和溫度特性較差,受到外界雜散磁場(chǎng)影響,和自身電氣線路中大功率電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的影響,發(fā)生動(dòng)作跳閘。

受溫度、濕度影響引起的誤動(dòng),在每年夏季的高溫季節(jié),溫度超過(guò)+35℃時(shí),剩余電流保護(hù)裝置經(jīng)常出現(xiàn)間隙性跳閘,由于保護(hù)裝置質(zhì)量差,電子線路受溫度影響引起的動(dòng)作跳閘。

當(dāng)配電變壓器有兩條以上分支線路,操作其中一臺(tái)剩余電流保護(hù)裝置試驗(yàn)按鈕,或其中一條被保護(hù)線路發(fā)生接地故障時(shí),會(huì)引起另一條線路的剩余電流保護(hù)裝置動(dòng)作,這是保護(hù)裝置自身抗干擾性能力較差,引起的動(dòng)作跳閘。

對(duì)于三相電源只接兩相負(fù)荷,如弧焊變壓器、大功率的電焊機(jī),起動(dòng)電流比較大,當(dāng)剩余電流互感器的平衡特性較差時(shí),可會(huì)引起剩余電流保護(hù)裝置頻繁跳閘。

1.3選型不當(dāng)而引起的動(dòng)作跳閘

1.3.1電源側(cè)或分支線剩余電流保護(hù)裝置選型錯(cuò)誤

電源側(cè)或分支線由于選用了無(wú)延時(shí)(一般型)的剩余電流斷路器,會(huì)引起動(dòng)作。

在電源側(cè)或分支線安裝的剩余電流保護(hù)裝置,是作為間接接觸電擊保護(hù)。為此應(yīng)選用低靈敏度,延時(shí)(S)型或動(dòng)作特性可調(diào)剩余電流保護(hù)裝置,避免在單相大電流電器起動(dòng)、早晚用電高峰時(shí),因電流過(guò)大,引起電源側(cè)或分支線剩余電流保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。

1.3.2分級(jí)保護(hù)選型錯(cuò)誤

電氣線路上采用剩余電流保護(hù)裝置作分級(jí)保護(hù)時(shí),由于末端保護(hù)和電源側(cè)或分支線保護(hù)裝置的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間不匹配,如上下級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間差小于0.2s、下一級(jí)保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值深入到上一級(jí)保護(hù)裝置,因此造成在電氣線路的末端發(fā)生故障時(shí),電源側(cè)、分支線或末級(jí)剩余電流保護(hù)裝置同時(shí)動(dòng)作。

1.3.3額定剩余動(dòng)作電流選擇不當(dāng)

電源側(cè)或分支線剩余電流保護(hù)裝置的額定剩余動(dòng)作電流值選擇不當(dāng),對(duì)被保護(hù)線路的剩余電流沒進(jìn)行測(cè)量,一般額定剩余動(dòng)作電流值選擇過(guò)小,在高峰負(fù)荷時(shí),剩余電流超過(guò)額定剩余電流保護(hù)裝置整定值,而引起電源側(cè)或分支線剩余電流保護(hù)裝置動(dòng)作。一般情況下,當(dāng)剩余電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流小于電路正常泄漏電流值的2倍時(shí),保護(hù)裝置就不能投入運(yùn)行。

2剩余電流斷路器常見故障分析

剩余電流斷路器是集剩余電流保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和短路保護(hù)為一體的斷路器,發(fā)生故障后應(yīng)有專業(yè)人員排除故障,若需檢修,也必須有專業(yè)檢修人員進(jìn)行,必要時(shí)應(yīng)返回生產(chǎn)單位。常見故障一般如下。

2.1剩余電流斷路器不能合閘

剩余電流斷路器不能合閘,是指斷路器操作機(jī)構(gòu)接通電源位置時(shí),立即脫扣跳閘。

若因分合閘操作機(jī)構(gòu)不良引起的故障,應(yīng)檢查機(jī)構(gòu)連桿及機(jī)械傳動(dòng)部分有無(wú)損壞,并予以更換。

剩余電流脫扣裝置不良引起的故障。

由熱脫扣過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作引起的故障。熱脫扣機(jī)構(gòu)因過(guò)流動(dòng)作后雙金屬片沒有得到充分冷卻,不能馬上操作合閘。

2.2剩余電流斷路器不跳閘(拒動(dòng))

電子式剩余電流斷路器信號(hào)放大電路,電源的降壓元件損壞,在發(fā)生接地故障時(shí),因放大電路無(wú)電源而引起拒動(dòng)。

剩余電流斷路器中的剩余電流互感器損壞,接地故障時(shí)無(wú)信號(hào)輸出而引起拒動(dòng)。

剩余電流斷路器脫扣線圈開路,無(wú)法執(zhí)行跳閘指令而引起拒動(dòng)。

剩余電流斷路器脫扣器失靈而引起拒動(dòng)。

剩余電流斷路器機(jī)構(gòu)故障或觸點(diǎn)熔焊引起拒動(dòng)。

2.3剩余電流斷路器靈敏度低

剩余電流斷路器動(dòng)作靈敏度低的原因,主要是剩余電流互感器特性變差,電子式元件、電磁式剩余電流脫扣器性能變差所至。

純電磁式,因?yàn)榇蠖搪冯娏鹘拥卦斐傻氖S嚯娏骰ジ衅鬟^(guò)載特性差,或采用鐵鎳合金非晶態(tài)磁性材料,因高溫造成的塑料鐵心骨架變形導(dǎo)致的靈敏度下降(嚴(yán)重變形時(shí)會(huì)造成拒動(dòng))。這類故障應(yīng)返廠修理。

電子式剩余電流斷路器靈敏度低,一般常見的多為晶體管放大倍數(shù)下降,晶閘管控制極觸發(fā)參數(shù)變差等。

2.4剩余電流斷路器誤動(dòng)作

剩余電流斷路器誤動(dòng)作故障,是指在動(dòng)作電流值滿足使用條件的情況下,由使用環(huán)境條件、線路結(jié)構(gòu)、負(fù)載特點(diǎn)、外界電磁干擾、設(shè)備大電流啟動(dòng)等造成的誤動(dòng)作,以及斷路器本身因使用操作不當(dāng),機(jī)構(gòu)零件性能變差所產(chǎn)生的誤動(dòng)作。

因錯(cuò)接線引起,如N線、PE線混接,會(huì)引起剩余電流斷路器誤動(dòng)作。

10kW以上電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)時(shí),由于自保持線圈碰殼或絕緣油及絕緣紙板老化,起動(dòng)時(shí)弧光對(duì)外殼放電,引起剩余電流保護(hù)裝置動(dòng)作。

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),由于定子繞組存在匝間短路故障,也可能引起剩余電流保護(hù)裝置跳閘。

3組合式剩余電流保護(hù)裝置故障分析

3.1線路故障引起動(dòng)作

不帶支線負(fù)荷時(shí),剩余電流保護(hù)裝置投運(yùn)正常,合上各支線后,保護(hù)裝置跳閘,自動(dòng)重合一次后,又立即分?jǐn)啵谰眯詳嚅_,則為支線線路故障。

電力線路剩余電流超過(guò)額定動(dòng)作值,如保護(hù)裝置額定動(dòng)作電流值為300mA,當(dāng)線路剩余電流大于150mA時(shí),就有可能使剩余電流保護(hù)裝置頻繁動(dòng)作。此時(shí)用鉗形電流表測(cè)量各支路的剩余電流,將剩余電流大的支路排除或采取措施。

線路負(fù)荷不平衡,特別是線路支線較長(zhǎng),用電設(shè)備多,相應(yīng)剩余電流增大,當(dāng)在用電高峰時(shí),造成保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘。

裸導(dǎo)線架空線路(無(wú)絕緣保護(hù))與其它線路(如廣播線、電話線)交叉時(shí),發(fā)生間斷性接觸,特別是刮風(fēng)下雨天氣容易產(chǎn)生對(duì)地短路,造成斷電器跳閘。

室外的裸架空線路與其它物體相碰(如樹枝)等造成單相接地故障。

線路接頭絕緣破損,漏電流增大。

線路斷線接地。

保護(hù)范圍內(nèi),大電機(jī)啟動(dòng)時(shí),造成跳閘:

·剩余電流保護(hù)裝置互感器安裝位置不對(duì);

·剩余電流互感器有故障;

·剩余電流動(dòng)作值接近繼電器臨界動(dòng)作電流值;

·大電機(jī)外殼漏電。

當(dāng)保護(hù)范圍外線路投動(dòng)時(shí),引起繼電器動(dòng)作:

·若剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置是新安裝時(shí),應(yīng)考慮剩余電流保護(hù)裝置之間PE線與N線有混線現(xiàn)象;

·外電流線路距離剩余電流保護(hù)裝置太近,電磁干擾引起。

設(shè)備投切或操作過(guò)程中引起繼電器跳閘的原因:

·電氣設(shè)備存在漏電故障;

·電氣設(shè)備N線和PE線混用。

電氣線路故障引起繼電器跳閘:

·剩余電流未超過(guò)動(dòng)作電流值,但變化較頻繁,變化幅度較大,一般為線路上有漏電點(diǎn)或樹枝碰到的導(dǎo)線。

·電氣線路中有剩余電流大的設(shè)備投入運(yùn)行,當(dāng)該設(shè)備投入時(shí),就會(huì)引起跳閘,應(yīng)特別注意的是可能有一相一地的照明等。

·兩臺(tái)配電變壓器負(fù)荷較小,而末端引至同一地點(diǎn),易發(fā)生兩臺(tái)配電變壓器間混接。當(dāng)負(fù)載投入時(shí),即發(fā)生跳閘現(xiàn)象。

·穿過(guò)剩余電流保護(hù)裝置的中性(N)線對(duì)地絕緣不合格,或與有線電視或廣播線交叉,也會(huì)產(chǎn)生剩余電流變化幅度大的現(xiàn)象,而引起繼電器頻繁動(dòng)作。

同一配電箱的兩臺(tái)或三臺(tái)繼電器間互相干擾,即其中一臺(tái)合上后,另一臺(tái)跳閘或引起另兩臺(tái)均跳閘:

·首先查找該配電箱各支路有無(wú)混接現(xiàn)象,特別應(yīng)注意的是中性線(N),三相剩余電流保護(hù)裝置后的動(dòng)力線路不能混接單相照明設(shè)備。

·剩余電流互感器位置不對(duì)應(yīng)(即將A路的剩余電流互感器接在了B路上,B路的剩余電流互感器接在了A路上),當(dāng)A路應(yīng)該跳閘時(shí),A路不跳而引起B(yǎng)路跳閘。

·變壓器的接地線斷開或接地不良,電阻值較大,也可引起各分路間互相干擾,可合上另一臺(tái)剩余電流保護(hù)裝置,觀察表頭指示值有無(wú)變化的辦法來(lái)判別,如合上另一路后,這一路的剩余電流指示有變化,必然有混接或接地不良現(xiàn)象。

使用單相電機(jī)或功率很小的用電設(shè)備時(shí),引起剩余電流繼電器的動(dòng)作。

單相小電機(jī)起動(dòng)電流比正常運(yùn)行時(shí)電流大幾倍或十幾倍,當(dāng)該設(shè)備直接起動(dòng)時(shí),引起繼電器動(dòng)作,有可能存在著重復(fù)接地現(xiàn)象。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí),繼電器的指示用表的指針會(huì)有明顯的變化,當(dāng)重復(fù)接地點(diǎn)與接地點(diǎn)距離、用電設(shè)備與中性點(diǎn)接地的距離均是引起動(dòng)作的各種因素。重復(fù)接地在剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置投運(yùn)時(shí)極易被忽視。某些地區(qū)存在剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置合不上,將相線,N線對(duì)換后,投運(yùn)正常。此時(shí)會(huì)引起以上的情況(因?yàn)橄嗑€對(duì)地剩余電流較嚴(yán)重,調(diào)整后,出現(xiàn)上述接地現(xiàn)象,剩余電流變?。员仨殞⒅貜?fù)接地點(diǎn)排除,否則會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)的情況。

用電高峰時(shí)會(huì)經(jīng)常跳閘:

·有較大剩余電流的設(shè)備定期投入使用,由于這些設(shè)備有剩余電流故障,使用后,總剩余電流量增大,就會(huì)使繼電器跳閘。

·標(biāo)準(zhǔn)中要求安裝末端剩余電流保護(hù)裝置,而用戶端的改造不徹底,如用戶家中將單相剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置上下側(cè)短接,當(dāng)有故障時(shí),強(qiáng)行送電造成上一級(jí)保護(hù)動(dòng)作跳閘。

3.2組合式剩余電流保護(hù)裝置拒動(dòng)原因分析

·剩余電流互感器損壞,信號(hào)放大電路沒有信號(hào)輸入。

·剩余電流繼電器中的輸出接點(diǎn)燒壞,無(wú)法斷開合閘電源。

·由剩余電流繼電器控制的線圈,存在接地現(xiàn)象,雖接受了跳閘指令,但線圈無(wú)法釋放。

·由剩余電流繼電器控制的分勵(lì)脫扣線圈開路,無(wú)法執(zhí)行剩余電流繼電器的跳閘電源。

·電源主開關(guān)(塑殼式、框架式空氣斷路器,交流接觸器)主觸頭熔化,無(wú)法切斷電源。

·接線錯(cuò)誤引起的拒動(dòng)。

·配電變壓器的工作接地裝置與低壓側(cè)中性點(diǎn)連接處銹蝕,接觸電阻增大,或接點(diǎn)松動(dòng),影響到剩余電流保護(hù)裝置的靈敏度。

4單相或家用剩余電流保護(hù)裝置常見故障及排除

單相或家用剩余電流保護(hù)裝置,一般容量較?。?~40A)以10~26A的較為普遍。因其容量較小,整體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部電路較為簡(jiǎn)單,故障率較低,運(yùn)行中檢修較為方便。一般故障原因如下:

·家用的剩余電流斷路器,由于受潮,電流增大,導(dǎo)致家用剩余電流斷路器跳閘;

·房屋裝修時(shí),預(yù)埋導(dǎo)線不規(guī)范(未用絕緣管穿線),導(dǎo)致接頭處未用絕緣纏包,在陰雨天墻體受潮,引起家用剩余電流斷路器跳閘;

·導(dǎo)線老化或受外力破壞,絕緣受損引起家用剩余電流斷路器跳閘;

·末端電氣設(shè)備(如電動(dòng)機(jī))的接線端子板上,因接線螺絲未擰緊,接觸不良,而導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱,引起接線板絕緣老化,絕緣水平降低,產(chǎn)生接地故障電流,從而使剩余電流保護(hù)裝置跳閘。