電磁式剩余電流保護裝置的保護作用

1、產品選用、試驗與維修電磁式剩余電流保護裝置的保護作用潘毅西門子(中國有限公司上海分公司(200120摘要在各種用電保護措施中,電磁式剩余電位保護裝置(FI 2保護裝置具有明顯的優(yōu)點。本文詳細分析了FI 2保護裝置在對人身安全、火災預防方面的保護作用,以及在現代住宅電氣安裝系統中的實際應用。敘詞:電磁式剩余電流保護裝置間接接觸保護直接接觸保護火災預防Protective Function of the Electromagnetic R esidual Current Operated Protective DevicesPan YiSiemens Ltd.,China Shanghai Bra

2、nchAbstract :Electromagnetic residual current operated protective devices (FI 2protective devices have obvious ad 2vantages in various electric protections.This paper analyzed the protective functions in personal safety and fire 2pre 2vention and its application in modern building s electric mountin

3、g system.K ey w ords :electromagnetic residucal current operated protective devices indirect contact protection directcontact protection f ire 2prevention作者潘毅,男,1964年生,1985年上?？萍即髮W畢業(yè),工程師。隨著家庭、工商業(yè)的用電量日益增加,保護人身及財產的安全愈來愈受到人們的關注。電磁式剩余電流保護裝置(FI 2保護裝置由于具有很高的保護作用和較大的保護范圍,所以在所采用的各種合適的保護措施中,具有舉足輕重的意義。防止用電出現死亡

4、事故,一般都通過電器和設備的可靠制造,即通過基本絕緣來確保安全性。然而,當基本絕緣受到損壞時可能引起故障,就需要有防止人身流過過高電流的補充保護措施(人身保護。在DIN VDE 0100系列標準的安裝規(guī)范中規(guī)定的這項保護措施,首先是用于間接接觸保護,有部分也可作為直接接觸的補充保護。FI 2保護裝置不僅在間接接觸和直接接觸時具有很高的保護價值,而且也能防止火災。由于FI 2保護裝置具有很高的保護水平,所以已被納入國際標準和許多國家的有關標準中,被日益廣泛地應用。一、間接接觸和直接接觸保護在考慮防止危險的電流流經人身體時,必須區(qū)分直接接觸與間接接觸。在間接接觸時,電器設備上出現絕緣故障而產生的剩

5、余電流是經過保護導線(PE 線而流向大地的。在出現故障時,如有人正好觸及含有故障的電器,則當事人就與故障回路相關聯。根據保護導線與人體的電阻比例,極大部分的電流流經保護導線。另一種情況是,由于粗心大意而直接觸及在正常工作時帶電的部件或者觸及了外部不接地的導電部件,而在故障情況下又成為帶電的部件,這時剩余電流流過人的身體,可將其置于死地。因此,選用的保護措施應盡可能做到既能在間接接觸又能在直接接觸時起到保護作用。在所有可比較的保護措施中,要數額定剩余動作電流I n 30mA 的剩余電流保護裝置(FI 2保護裝置的保護價值最高。當人們因疏忽而直接觸及帶電部件時,這種電器就能保護人的生命。它不僅提供

6、間接接觸保護,也能為直接接觸廣泛地提供保護。一旦危險電流經過人體,FI 2保護裝置就立即脫扣,流過人體的電流值在此時取決于人體內部電阻和站立地點的接觸電阻,在最不利的情況下站立點的接觸電阻接近于零。在這種情況下,流過人體的電流只取決于人體的電阻。試驗研究表明,人體電阻主要決定于接觸部位上的34電磁式剩余電流保護裝置的保護作用低壓電器(19995 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.皮膚狀態(tài)與電流途徑。測量結果得出,例如電流途經為手/手或手/腳,其電阻值約為1.2k ?？紤]到故障電壓230V

7、 ,則對于電流途經手/手或手/腳來說,此時的電流值約190mA 。根據IEC479出版物,交流電流對人體影響的電流2時間曲線分為4個區(qū)域(見圖1。如果流過人體電流持續(xù)時間大于40ms ,這一時間電流值落入危險區(qū)域4,完全有可能導致死亡 。圖1對人體影響的電流與時間曲線區(qū)域一般情況下不起作用,可感受到區(qū)域一般情況下無損害作用區(qū)域肌肉痙攣,心跳可能不規(guī)則區(qū)域有心室顫動的危險額定剩余動作電流10mA 、30mA 的FI 2保護裝置的動作電流和時間特性帶可以避開危險區(qū)域4,因此可以作為直接接觸保護。IEC 479的研究試驗結果表明,在大約10mA 電流流過人體時,處于電流途經中的肌肉會發(fā)生痙攣,它會使

8、當事人握住帶電的導體而不能自行擺脫。通過無數的試驗求出了尚能自行擺脫的電流值,IEC 479規(guī)定的擺脫極限與頻率的關系見圖2。曲線1所示的電流值有99.5%的接受試驗的人員能自行擺脫手握的帶電導體;曲線2時有50%;而曲線3時尚有0.5%能自行擺脫。因此曲線1規(guī)定作為擺脫曲線,在電網頻率50Hz 時,擺脫電流為10mA 。圖2IEC 479規(guī)定的擺脫極限(電流與頻率的關系為了能自行擺脫帶電導體,可使用額定剩余動作電流I n =10mA 的FI 2保護裝置。二、預防火災的措施短路或接地短路,尤其當故障回路具有相當高的電阻而產生電弧閃爍時,這種“不安全的”短路或接地短路就具有火災危險性。由于出現的

9、剩余電流有時甚至遠低于間接過電流保護裝置的額定電流,所以不能指望過電流保護裝置(如熔斷器或小型短路器來分斷這類故障。只有當電流略高于過電流保護裝置的額定電流時,才能在經歷較長的時間后進行分斷,所以用過電流保護裝置來防止由于接地短路釀成的火災就受到限制。會引起接地電流,即剩余電流和構成電弧的故障有:導線和電氣設備的部分絕緣損壞;電器或電動機的接線端子周圍出現炭化的熔蝕點;電動機過載或扼流線圈的老化而出現匝間短路;電氣設備中或安裝設備的部件中潮濕或積有凝露水;在電氣設備中積有導電塵?；虺练e物。這類故障會引起不完全的短路或接地短路并釀成火災。所以,防止這種由接地短路釀成的火災具有十分重大的現實意義。

10、在出現故障時能實現分斷的保護裝置中,FI 2保護裝置在這方面能提供全面保護,因為從動作方式來看,應用了接地短路檢測的工作原理。前提是必須正確選擇額定剩余動作電流。在DIN VDE 安裝規(guī)范中對這種應用FI 2保護裝置來防止火災的實現可能性已作了充分的肯定。例如,在DIN VDE 0100第720部分中,對含有火災危險的工作場所,為了防止由于絕緣故障而引起的火災,已規(guī)定了下述要求:只能采用最大I n =0.5A 的FI 2保護裝置作為預防措施。為了更可靠地防火,在實踐中大多使用I n 0.3A 的FI 2保護裝置。財產保險商通常也推薦采用這種FI 2保護裝置。如采用上述額定剩余動作電流,則在出現

11、引燃火災所需的能量之前,通過故障位置前接的FI 2保護裝置就能進行分斷。應用FI 2保護裝置作絕緣監(jiān)控保護時,應在電纜或導線的護套內同時敷設一根監(jiān)控保護導線(保護導線可以用作監(jiān)控保護導線。圖3表示含有火災危險的供電線路用FI 2保44低壓電器(19995電磁式剩余電流保護裝置的保護作用 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.護裝置來防止火災。各種不同的過電流保護裝置或FI2保護裝置,在230V電壓下,與最大可能的持續(xù)故障電流I對應的發(fā)熱功率P見表1。由表中的發(fā)熱功率數據進行比較后表明,只有采

12、用In30mA的FI2保護裝置才能可靠地防止火災 。圖3應用剩余電流保護裝置防止火災但人們對FI2保護裝置所提供的防護火災的補充保護不應僅使用在含有火災危險的場所。因為在任何供電系統中,如遭遇到最壞狀況都有可能出現引起火災的接地短路。In0.3A的FI2保護裝置就能排除這種危險。表1最大可能持續(xù)電流I對應的發(fā)熱功率P保護裝置I/AP/W(U n=230V熔斷器(10A153450小型斷路器184160(B/C特性,16AIn=30mA0.03 6.9引發(fā)火災的P min=60100W(未完待續(xù)德國施邁賽工業(yè)開關制造(上海有限公司胡默爾連接器系統(上海有限公司在上海同時舉行投產儀式1999年10

13、月25日,來自于德國的兩家公司施邁賽工業(yè)開關制造(上海有限公司和胡默爾連接器系統(上海有限公司,一起在上海青浦工業(yè)園區(qū)舉行正式投產慶典。上海市副市長蔣以任發(fā)來賀電,上海外經貿委汪均益主任、德國駐上?？傤I事隆貝格先生、上海市青浦縣的各級領導和來自全國和上海的有關各界人士光臨現場。德國施邁賽公司總裁漢茵茨施邁賽先生、德國胡默爾公司總裁崔格爾先生到會并致詞。整個慶典禮儀式開得隆重而熱烈。自1997年以來,德國施邁賽公司通過上海代表處,將其先進技術介紹給中國用戶。經過兩年的市場開拓,施邁賽公司的產品已為越來越多的用戶所信賴,其市場發(fā)展規(guī)模與日俱增,前景尤為看好。為了更好地向國內客戶提供全方位服務,降低

14、用戶的生產成本,其獨資公司施邁賽工業(yè)開關制造(上海有限公司于1999年正式注冊成立,并于當年正式投產。作為亞洲地區(qū)客戶供貨和服務的中心,使歐洲完善的機器安全保護技術更好地應用于國內各個領域。施邁賽產品性能優(yōu)異,質量可靠,可在各種工作環(huán)境,尤其在惡劣的情況下保證準確無誤地工作,擁有各種安全認證。品種規(guī)格達近二萬種,可廣泛應用于機床制造、冶金、礦山、紡織、塑料加工、食品包裝、建筑、電梯等機械制造行業(yè)。德國安通胡默爾公司成立于1948年,總部設在德國,是全球電纜接線方面的專家和領先者。專業(yè)生產電纜接線技術中所需的各種旋緊件、軟管及接觸件。其產品技術先進,擁有世界范圍的專利技術。產品質量優(yōu)異,已通過ISO9001質量認證體系。產品種類豐富、齊全,可廣泛應用于儀器、儀表、通信、電力、電子、自動化、機械制造等領域。胡默爾公司對開發(fā)的高投入使產品的保