探究漏電保護(hù)器RCD在基礎(chǔ)設(shè)施配電系統(tǒng)中應(yīng)用

李海全¹，吳勤衛(wèi)¹，坎鵬程¹，張新慧¹

（1.江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰 214405）

摘要：針對(duì)一些基礎(chǔ)設(shè)施配電系統(tǒng)特殊場(chǎng)景中的接地方式，對(duì)TT、TN系統(tǒng)的接地及保護(hù)方式進(jìn)行分析，探究RCD應(yīng)用并提出實(shí)際使用的意見。

關(guān)鍵詞：噴水池；路燈；TN-S；TT；接地型式；RCD（漏電保護(hù)器）

1、引言

    近期，鄭州市某小區(qū)發(fā)生一起電擊人事故，一名5歲男孩在小區(qū)西門水池邊玩耍突遭電擊，孩子母親也因施救被電擊倒，男孩后經(jīng)120搶救無效死亡。業(yè)主稱，之前就聽說事發(fā)水池漏電。小區(qū)草叢中設(shè)置的照明燈壞了以后就廢棄了，而地面裸露的線頭比比皆是。本文將針對(duì)以上類似事件場(chǎng)景，對(duì)RCD的使用提出實(shí)際意見。

2、接地型式

    首先介紹低壓配電系統(tǒng)的三種接地型式，分為TN、TT、IT三種。

    TN系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，設(shè)備外露部分與中性線相連。在TN系統(tǒng)中按N線和PE線的不同組合又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種：

    TN-S系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開的。

    TN-C-S系統(tǒng)：通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線點(diǎn)前N線和PE線是合一的，電源進(jìn)線點(diǎn)后即分為兩根線。

    TN-C系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的。

    系統(tǒng)見圖1：

圖1　a)TN-S系統(tǒng)  b) TN-C-S系統(tǒng)  c) TN-C系統(tǒng)

    TT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。系統(tǒng)見圖2：

    IT系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。系統(tǒng)見圖3。

3、應(yīng)用場(chǎng)景

    下面介紹若干特殊場(chǎng)景RCD應(yīng)用。

    噴水池

    噴水池共兩個(gè)區(qū)域，區(qū)域劃分見圖2.1

    0區(qū)水池內(nèi)部。

    1區(qū)―離水池邊緣2 .0m 的垂直面內(nèi)，其高度止于距地面或人能達(dá)到的水平面的2.5m 處。

    在噴水池的0 區(qū)和1 區(qū)內(nèi)應(yīng)采取下列防電擊措施之一：

    (1) 采用特低電壓(SELV）供電，其電源設(shè)備（例如隔離特低電壓變壓器）應(yīng)設(shè)置在0區(qū)和1 區(qū)以外。

    (2) 如裝用220V 電氣設(shè)備，應(yīng)為其設(shè)置額定動(dòng)作電流I△n 不大于30mA 的RCD，在發(fā)生絕緣故障時(shí)立即切斷電源，保證這類水下設(shè)備的防水性能，以避免RCD 因頻繁動(dòng)作而被拆除，留下電擊事故的禍根。需要說明即使采取了上述防電措施，仍不允許在水下電氣設(shè)備和線路帶電情況下人體進(jìn)人水池。

    噴水池采用ASJ系列RCD防電擊系統(tǒng)示意圖如圖4。

圖4 噴水池區(qū)域劃分示例                           圖5 噴水池配電系統(tǒng)

4、庭園燈

    現(xiàn)代化小區(qū)一般都裝有景觀庭園燈，由于庭園燈處于不具備等電位聯(lián)結(jié)的潮濕場(chǎng)所，所以庭園燈一般采用局部TT系統(tǒng)供電．就是庭園燈的金屬外殼不接來自電源系統(tǒng)的PE線，而單獨(dú)設(shè)置一個(gè)接地裝置，庭園燈接在此接地裝置的引線上。為了防止庭園燈發(fā)生相線碰殼故障而導(dǎo)致故障電壓延保護(hù)線蔓延，因此庭園燈的電源用RCD作漏電保護(hù)。

    對(duì)于TN系統(tǒng)供電的情況下的庭園燈可采取局部TT保護(hù)系統(tǒng)，即單獨(dú)設(shè)置保護(hù)接地裝置，在安裝RCD的情況下，可把燈桿基礎(chǔ)作為接地裝置而不再打接地。

    如圖6為庭園燈采用ASJ系列RCD進(jìn)行防電擊保護(hù)系統(tǒng)示意圖。

圖6 庭園燈配電系統(tǒng)

5、道路照明

    道路照明是室外照明的重要組成部分，具有線路長、負(fù)荷分散、行人易碰觸等特點(diǎn)。道路照明低壓配電系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)這些特點(diǎn)，并且滿足安全保護(hù)要求。道路照明一般采用TT配電接地系統(tǒng)。

    實(shí)現(xiàn)道路照明TT接地系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵是燈柱可靠接地并將PE線連接，有較低的接地電阻。每燈柱都打接地并用PE線相連后，燈柱接地電阻很容易做到≤1Ω，燈柱處發(fā)生接地故障時(shí)，燈柱對(duì)地電壓≤AC50V。

    自箱變低壓側(cè)引出L1、L2、L3、N四線。箱變低壓側(cè)N線直接接地，各燈柱保護(hù)線PE也直接接地，箱變與燈柱之間無PE線連接。燈柱間PE線用電纜芯線或角鋼(圓鋼)連接，組成道路照明TT配電接地系統(tǒng)。 

    (1) 當(dāng)箱變高壓側(cè)線路遭受雷擊等產(chǎn)生接地故障時(shí)，因箱變處、燈柱處PE接地分別設(shè)置，箱變處高地電位不能輕易竄入燈柱處的接地處，因而行人比較安全。

    (2) 燈柱處發(fā)生接地故障時(shí)，因金屬燈柱本身接地，并實(shí)現(xiàn)燈柱間PE連接，燈柱電位接近地電位，接地故障不會(huì)對(duì)人造成傷害。

    (3) 發(fā)生單相接地故障時(shí)，因線路長，故障回路阻抗較大，故障電流較小，箱變處過電流保護(hù)裝置(斷路器或熔斷器)可能不動(dòng)作，故應(yīng)安裝RCD進(jìn)行漏電保護(hù)。因線路長，泄漏電流往往超過30mA。一般控制箱出線端可設(shè)一個(gè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD），可采用延時(shí)0.1s，RCD額定剩余動(dòng)作電流IDn一般可按下述方法估算（建議）：

    1） 供電距離超過400m但不超過1000m，IDn＝300mA；

    2） 供電距離超過100m但不超過400m，IDn＝100mA；

    3） 供電距離在100m左右且當(dāng)RCD采用IDn＝100mA會(huì)給設(shè)計(jì)帶來一定程度的困難或麻煩，可允許采用IDn＝30mA。

    4) 道路照明TT系統(tǒng)在每個(gè)路燈處可增設(shè)RCD進(jìn)行單項(xiàng)接地故障保護(hù)。RCD的動(dòng)作電流≤30mA。

    如圖7為道路照明系統(tǒng)防電擊保護(hù)系統(tǒng)示意圖。

圖7 路燈照明TT系統(tǒng)

6、結(jié)束語

    ASJ系列剩余電流動(dòng)作繼電器可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護(hù)裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統(tǒng)配電線路，用來對(duì)電氣線路進(jìn)行接地故障保護(hù)，防止接地故障電流引起的設(shè)備損壞和電氣火災(zāi)事故，也可用來對(duì)人身觸電危險(xiǎn)提供間接接觸保護(hù)。在以上若干場(chǎng)景中，均可起到防護(hù)。

    除以上若干場(chǎng)景，在地鐵配電系統(tǒng)、智能樓宇、工礦企業(yè)消防安全系統(tǒng)均可使用ASJ系列剩余電流動(dòng)作繼電器。

文章來源：《電氣時(shí)代》2017年10期。

參考文獻(xiàn)：
[1] 任元會(huì). 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京:中國電力出版社, 2005. 924-943