剩余電流保護裝置分析論文

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

關鍵詞：剩余電流保護裝置跳閘故障

1剩余電流保護裝置的一般故障跳閘

1.1電源側、分支線線路故障跳閘

剩余電流保護裝置受雷擊感應過電壓的影響，造成故障跳閘。

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

在臺風和雷雨季節，低壓電網架空線斷線落地，造成單相接地故障，故障電流使電源側或分支線的剩余電流斷路器跳閘。

電氣線路或電氣設備，由于長期超負荷運行，使絕緣下降，當電氣回路中的剩余電流值，大于動作電流值時，會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，也會使電源側保護裝置跳閘。

1.2產品制造質量引起的故障

剩余電流保護裝置的電流互感器制造過程中的平衡特性、過載特性和溫度特性較差，受到外界雜散磁場影響，和自身電氣線路中大功率電動機起動的影響，發生動作跳閘。

受溫度、濕度影響引起的誤動，在每年夏季的高溫季節，溫度超過+35℃時，剩余電流保護裝置經常出現間隙性跳閘，由于保護裝置質量差，電子線路受溫度影響引起的動作跳閘。

當配電變壓器有兩條以上分支線路，操作其中一臺剩余電流保護裝置試驗按鈕，或其中一條被保護線路發生接地故障時，會引起另一條線路的剩余電流保護裝置動作，這是保護裝置自身抗干擾性能力較差，引起的動作跳閘。

對于三相電源只接兩相負荷，如弧焊變壓器、大功率的電焊機，起動電流比較大，當剩余電流互感器的平衡特性較差時，可會引起剩余電流保護裝置頻繁跳閘。

1.3選型不當而引起的動作跳閘

1.3.1電源側或分支線剩余電流保護裝置選型錯誤

電源側或分支線由于選用了無延時（一般型）的剩余電流斷路器，會引起動作。

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

1.3.2分級保護選型錯誤

電氣線路上采用剩余電流保護裝置作分級保護時，由于末端保護和電源側或分支線保護裝置的動作電流和動作時間不匹配，如上下級保護的動作時間差小于0.2s、下一級保護裝置的動作電流值深入到上一級保護裝置，因此造成在電氣線路的末端發生故障時，電源側、分支線或末級剩余電流保護裝置同時動作。

1.3.3額定剩余動作電流選擇不當

電源側或分支線剩余電流保護裝置的額定剩余動作電流值選擇不當，對被保護線路的剩余電流沒進行測量，一般額定剩余動作電流值選擇過小，在高峰負荷時，剩余電流超過額定剩余電流保護裝置整定值，而引起電源側或分支線剩余電流保護裝置動作。一般情況下，當剩余電流保護裝置動作電流小于電路正常泄漏電流值的2倍時，保護裝置就不能投入運行。

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、過電流保護和短路保護為一體的斷路器，發生故障后應有專業人員排除故障，若需檢修，也必須有專業檢修人員進行，必要時應返回生產單位。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，是指斷路器操作機構接通電源位置時，立即脫扣跳閘。

若因分合閘操作機構不良引起的故障，應檢查機構連桿及機械傳動部分有無損壞，并予以更換。

剩余電流脫扣裝置不良引起的故障。

由熱脫扣過電流保護動作引起的故障。熱脫扣機構因過流動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）

電子式剩余電流斷路器信號放大電路，電源的降壓元件損壞，在發生接地故障時，因放大電路無電源而引起拒動。

剩余電流斷路器中的剩余電流互感器損壞，接地故障時無信號輸出而引起拒動。

剩余電流斷路器脫扣線圈開路，無法執行跳閘指令而引起拒動。

剩余電流斷路器脫扣器失靈而引起拒動。

剩余電流斷路器機構故障或觸點熔焊引起拒動。

2.3剩余電流斷路器靈敏度低

剩余電流斷路器動作靈敏度低的原因，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，因為大短路電流接地造成的剩余電流互感器過載特性差，或采用鐵鎳合金非晶態磁性材料，因高溫造成的塑料鐵心骨架變形導致的靈敏度下降（嚴重變形時會造成拒動）。這類故障應返廠修理。

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下降，晶閘管控制極觸發參數變差等。

2.4剩余電流斷路器誤動作

剩余電流斷路器誤動作故障，是指在動作電流值滿足使用條件的情況下，由使用環境條件、線路結構、負載特點、外界電磁干擾、設備大電流啟動等造成的誤動作，以及斷路器本身因使用操作不當，機構零件性能變差所產生的誤動作。

因錯接線引起，如N線、PE線混接，會引起剩余電流斷路器誤動作。

10kW以上電動機降壓起動時，由于自保持線圈碰殼或絕緣油及絕緣紙板老化，起動時弧光對外殼放電，引起剩余電流保護裝置動作。

電動機啟動時，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裝置跳閘。

3組合式剩余電流保護裝置故障分析

3.1線路故障引起動作

不帶支線負荷時，剩余電流保護裝置投運正常，合上各支線后，保護裝置跳閘，自動重合一次后，又立即分斷，永久性斷開，則為支線線路故障。

電力線路剩余電流超過額定動作值，如保護裝置額定動作電流值為300mA，當線路剩余電流大于150mA時，就有可能使剩余電流保護裝置頻繁動作。此時用鉗形電流表測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。

線路負荷不平衡，特別是線路支線較長，用電設備多，相應剩余電流增大，當在用電高峰時，造成保護裝置動作跳閘。

裸導線架空線路（無絕緣保護）與其它線路（如廣播線、電話線）交叉時，發生間斷性接觸，特別是刮風下雨天氣容易產生對地短路，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。

保護范圍內，大電機啟動時，造成跳閘：

·剩余電流保護裝置互感器安裝位置不對；

·剩余電流互感器有故障；

·剩余電流動作值接近繼電器臨界動作電流值；

·大電機外殼漏電。

當保護范圍外線路投動時，引起繼電器動作：

·若剩余電流動作保護裝置是新安裝時，應考慮剩余電流保護裝置之間PE線與N線有混線現象；

·外電流線路距離剩余電流保護裝置太近，電磁干擾引起。

設備投切或操作過程中引起繼電器跳閘的原因：

·電氣設備存在漏電故障；

·電氣設備N線和PE線混用。

電氣線路故障引起繼電器跳閘：

·剩余電流未超過動作電流值，但變化較頻繁，變化幅度較大，一般為線路上有漏電點或樹枝碰到的導線。

·電氣線路中有剩余電流大的設備投入運行，當該設備投入時，就會引起跳閘，應特別注意的是可能有一相一地的照明等。

·兩臺配電變壓器負荷較小，而末端引至同一地點，易發生兩臺配電變壓器間混接。當負載投入時，即發生跳閘現象。

·穿過剩余電流保護裝置的中性（N）線對地絕緣不合格，或與有線電視或廣播線交叉，也會產生剩余電流變化幅度大的現象，而引起繼電器頻繁動作。

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

·首先查找該配電箱各支路有無混接現象，特別應注意的是中性線（N），三相剩余電流保護裝置后的動力線路不能混接單相照明設備。

·剩余電流互感器位置不對應（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A路應該跳閘時，A路不跳而引起B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，可合上另一臺剩余電流保護裝置，觀察表頭指示值有無變化的辦法來判別，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象。

使用單相電機或功率很小的用電設備時，引起剩余電流繼電器的動作。

單相小電機起動電流比正常運行時電流大幾倍或十幾倍，當該設備直接起動時，引起繼電器動作，有可能存在著重復接地現象。當電機起動時，繼電器的指示用表的指針會有明顯的變化，當重復接地點與接地點距離、用電設備與中性點接地的距離均是引起動作的各種因素。重復接地在剩余電流動作保護裝置投運時極易被忽視。某些地區存在剩余電流動作保護裝置合不上，將相線，N線對換后，投運正常。此時會引起以上的情況（因為相線對地剩余電流較嚴重，調整后，出現上述接地現象，剩余電流變?。?，所以必須將重復接地點排除，否則會產生誤動的情況。

用電高峰時會經常跳閘：

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

·標準中要求安裝末端剩余電流保護裝置，而用戶端的改造不徹底，如用戶家中將單相剩余電流動作保護裝置上下側短接，當有故障時，強行送電造成上一級保護動作跳閘。

3.2組合式剩余電流保護裝置拒動原因分析

·剩余電流互感器損壞，信號放大電路沒有信號輸入。

·剩余電流繼電器中的輸出接點燒壞，無法斷開合閘電源。

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

·由剩余電流繼電器控制的分勵脫扣線圈開路，無法執行剩余電流繼電器的跳閘電源。

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

·接線錯誤引起的拒動。

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

4單相或家用剩余電流保護裝置常見故障及排除

單相或家用剩余電流保護裝置，一般容量較?。?～40A）以10～26A的較為普遍。因其容量較小，整體結構、內部電路較為簡單，故障率較低，運行中檢修較為方便。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，導致家用剩余電流斷路器跳閘；

·房屋裝修時，預埋導線不規范（未用絕緣管穿線），導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；

·末端電氣設備（如電動機）的接線端子板上，因接線螺絲未擰緊，接觸不良，而導致接點發熱，引起接線板絕緣老化，絕緣水平降低，產生接地故障電流，從而使剩余電流保護裝置跳閘。