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380V轉220V後,如何實作漏電保護?

2021-02-18知識

1.我們首先來了解一下農村常見的TN-C接地系統中使用漏電保護器的問題

農村一般都采取TN-C接地系統。我們看下圖:

圖1:TN-C接地系統下發生漏電和帶電體接地,漏電保護器會動作嗎?

圖1的左圖是TN-C接地系統,它是農村十分常見的供配電方式。在此接地系統中,L1、L2和L3是三條火線,而PEN叫做保護中性線,又叫做零線。零線在電力變壓器側已經采取了直接接地措施,並且在入戶前必須再次重復接地。我們看到用電負荷的外殼與零線相接,我們把這種保護措施叫做保護接零。

註意到圖1的左圖中在開關QF的下方安裝了漏電保護器。

若用電負荷發生了漏電時,因為用電負荷的外殼是保護接零的,A相火線產生的漏電流從零線PEN返回電源,三條火線電流與零線電流在漏電保護器RCD的零序電流互感器鐵芯中產生的磁通是平衡的,故漏電保護器RCD不會動作。又因為A相火線等效於透過用電器材的外殼與零線發生短路,電流很大,因此開關QF會動作。事實上,這就是TN-C接地系統中漏電保護的最基本措施和原理。

由此可見, 在TN-C接地系統中安裝漏電保護器對於漏電保護來說毫無用處。所以在TN-C接地系統中不建議安裝漏電保護器。

我們再看圖1的右圖,我們看到A相火線帶電體接地,或者透過人體觸電接地,因為接地電流是透過大地返回電源的,與零線電流毫無關系,所以漏電保護器RCD的零序電流互感器鐵芯中會產生不平衡磁通,只要接地電流大於漏電保護器RCD的動作電流,則RCD漏電保護器就會動作。從這個觀點來看,在TN-C接地系統中安裝RCD漏電保護器還是有點意義的。

我們把圖1左圖對應的保護措施叫做間接防護,把圖1右圖對應的保護措施叫做直接防護。相對比較起來,間接防護更重要。一者它能防患於未然,二者它的實作需要完善的接地系統,可靠性和安全性更高。

2.題主問題的分析

我們看下圖:

圖2:隔離變壓器T的副邊發生帶電體接地,原邊的漏電保護器會動作嗎?

註意圖2中隔離變壓器的原邊是TN-C接地系統。當隔離變壓器的副邊發生帶電體接地後,原邊安裝的漏電保護器會動作嗎?答案是否定的,因為隔離變壓器副邊帶電體接地與否,隔離變壓器原邊的電流根本就不會發生改變,所以原邊安裝的漏電保護器不會動作。

圖2中隔離變壓器的副邊事實上是IT接地系統。IT接地系統在常用於一些特殊場合,例如醫院手術室的供電系統,纜車供電系統,以及石化行業重要器材的供電。這些場合不允許發生單相接地故障時系統采取保護動作,但要發出告警資訊。IT接地系統的供電可靠性和用電安全性還是很高的。

在IT系統下,人體接觸到帶電體,觸電的感覺很輕。因為系統中只有容性的微小電流流過人體,一般來說不會發生嚴重的電擊事故。

可見,題主不采取任何措施保持現狀,系統的安全性和供電可靠性也是很高的。

3.題主提問的解決方案

題主期望在隔離變壓器的副邊也實作漏電保護,可以配套三項措施來解決問題。這三項措施是:

第一,對隔離變壓器副邊某一側實施工作接地;第二,在隔離變壓器的副邊安裝漏電保護器;第三,用電負荷的外殼直接接地。這樣就能實作漏電保護了。

具體措施見下圖:

圖3:采取三項措施,就可以在隔離變壓器副邊實作漏電保護了

熟悉接地系統的知友們立刻就能看出,圖3中的三項措施事實上是把隔離變壓器副邊變成TT接地系統。如此一來,當然就能實作漏電保護。一旦如圖3所示發生用電器材外殼漏電,則漏電開關會立即啟動開斷保護措施。需要註意的是:漏電開關的動作門限電流不要超過30mA。

再次建議:若題主系統的隔離變壓器功率有限,其副邊僅只有一台器材,一般來說此器材也不會輕易發生單相接地故障。建議題主不必采取什麽措施,就直接使用IT接地系統,也是很不錯的選擇。

我覺得題主蠻厲害的。須知,隔離變壓器的原邊斷路器在設定上是有點門道的。由於勵磁湧流的原因,若按原邊額定電流來選配開關,往往送電伊始斷路器就會跳閘。既然題主能送電,可見題主的這個開關選擇得不錯。不過,若開關的額定電流選擇得過大,也是不好。

回答完畢,以上內容僅供參考。