剩余电流动作保护器应用可靠性调查

2022/7/2 11:47:19 人评论 次浏览 分类:电工基础  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/4297.html

剩余电流动作保护器(RCD)包括RCBO(有过流保护)和RCCB(没有过流保护),它们对低压系统的电气安全具有重要意义。RCD是TT系统间接接触防护的必要保护器件,在TN和IT系统中也推荐采用,并能防止小接地故障电流引发的电气火灾。额定剩余动作电流不大于30mA的RCD构成直接接触防护和故障防护的附加防护。因此,RCD的可靠性显得特别重要。

漏电保护器RCD

1、研究情况

意大利曾对使用中的约30家不同欧洲制造商生产的大约21000个RCD进行过调查分析,涉及1970年至1990年安装在住宅建筑、工业区、农业场所、公共和商业服务等场所。分析的目的是改善RCD的安装、操作和测试等要求。

2、数据分析

一个重要指标是平均故障率(即故障RCD与测试RCD的比率),比较各种安装条件下的故障率,可以确定每个变量对整体故障率的影响。当RCD安装在室内,没有太阳辐射、液体、灰尘、振动、盐渍和腐蚀性大气时,被认为是“正常条件”。安装在住宅内的RCD(总数9737)故障率为7.1%;安装在非住宅场所的RCD故障率较高,为7.6%,主要是由于环境条件更为恶劣所致。

①质量标志

无质量标记的RCD(有质量标记指根据国际标准制造)故障率较高。在住宅场所中,该比例从4.4%(有标记)升至8.4%(无标记);在非住宅场所中,该比率从5.5%升至8.7%。在这两类样本中,具有质量标记的RCD约占总数的34%。

与室外安装的RCD相比,室内安装的RCD的质量标志对故障率的影响更大。在非住宅场所中,故障率从4.3%(有标志)升至8.1%(无标记)。而室外安装的RCD故障率从10.39%(有标志)升至11.7%(无标记)。


这意味着,有质量标记的RCD,如果安装在室外,其故障率增加了一倍以上(4.3%对10.39%)。对于没有质量标记的RCD,差异没那么明显(从8.1%对11.7%),原因是其故障率本身就很高。


②安装位置(室外/室内)

安装在室外的故障率高于室内。非住宅场所室外安装的RCD故障率为11%。在建筑工地上,室内外故障率没有很大的差异(约8%),原因是RCD通常从一个建筑工地搬到另一个建筑工地,或者在同一建筑工地移动,室内和室外的差别并不明显。

③暴露于液体

潮湿环境会降低RCD的可靠性。在住宅中,故障率从6.7%(符合IP等级且非潮湿环境)转到10.0%(符合IP等级但存在水汽);在非住宅场所中,它从6.4%转至8.7%。如果RCD考虑安装在非住宅场所,IP防护等级符合要求的RCD平均故障率为6.9%,IP防护等级不符合要求的平均故障率为2I.7%。
表1 RCD故障率与安装类型关系
注:每个表格最上方数据为故障RCD与正常RCD的比值。第二行为故障率,第三行是95%显著水平置信区间。

④安装年限(年)

在比较不同安装时间的RCD故障率时,可靠性应慎重对待。事实上,安装时间越长,RCD故障就越多,见图1。仅1989年安装在非住宅场所并于1990年测试的RCD故障率为3.2%。

图1 RCD故障率与安装年限的关系



奥地利对4818个断路器进行过现场调查,用数百安培进行测试,未发现被测试的断路器有故障。即使考虑到RCD比正常的断路器更复杂,更容易发生故障,RCD故障率还是太大了。


⑤安装场所

在农业、场地地和手工艺品车间安装的RCD故障率分别为13.8%, 11.1%和10.69。明显高于非住宅场所的平均故障率7.6%。

⑥RCD不期望的跳闸

通常,RCD在I△n/2时的跳闸概率为:住宅1.2%,非住宅1.5%。一般情况,RCD跳闸是由于总接地泄漏电流超过I△n/2,且RCD动作灵敏度较高。显然,这种跳闸是不期望的。

众所周知,由大气过电压(间接雷击)引起的过电压可能会导致RCD跳闸,住宅场所跳闸几率为7.2%,在非住宅场所为4.7%。


⑦测试设备

如果每月按一次测试按钮,故障率将大大降低,见表2。因此,用户应遵循制造商的说明,至少每月操作一次RCD测试按钮。

表2不同的故障率



正如预期的那样,大多数RCD被发现在0.6~0.8I△n之间跳闸,这是制造商为避免不期望的跳闸而不得已的选择。


3、结论

工业项目中的断路器(不大于600伏)年故障率仅为0.4%,相对来说,RCD的可靠性确实较低。目前,RCD明显提高了低压电气装置的电气安全;但与其他保护装置相比,其可靠性仍有待提高。提高RCD的可靠性,有必要做到以下方面:
①在制造商方面,提高剩余电流继电器的可靠性;
②在选择和安装RCD时,应考虑到环境影响;
③在用户方面,应至少每月操作一次测试按钮。

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