电磁式剩余电流保护装置的保护作用

1、产品选用、试验与维修电磁式剩余电流保护装置的保护作用潘毅西门子(中国有限公司上海分公司(200120摘要在各种用电保护措施中,电磁式剩余电位保护装置(FI 2保护装置具有明显的优点。本文详细分析了FI 2保护装置在对人身安全、火灾预防方面的保护作用,以及在现代住宅电气安装系统中的实际应用。叙词:电磁式剩余电流保护装置间接接触保护直接接触保护火灾预防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年上海科技大学毕业,工程师。随着家庭、工商业的用电量日益增加,保护人身及财产的安全愈来愈受到人们的关注。电磁式剩余电流保护装置(FI 2保护装置由于具有很高的保护作用和较大的保护范围,所以在所采用的各种合适的保护措施中,具有举足轻重的意义。防止用电出现死亡

4、事故,一般都通过电器和设备的可靠制造,即通过基本绝缘来确保安全性。然而,当基本绝缘受到损坏时可能引起故障,就需要有防止人身流过过高电流的补充保护措施(人身保护。在DIN VDE 0100系列标准的安装规范中规定的这项保护措施,首先是用于间接接触保护,有部分也可作为直接接触的补充保护。FI 2保护装置不仅在间接接触和直接接触时具有很高的保护价值,而且也能防止火灾。由于FI 2保护装置具有很高的保护水平,所以已被纳入国际标准和许多国家的有关标准中,被日益广泛地应用。一、间接接触和直接接触保护在考虑防止危险的电流流经人身体时,必须区分直接接触与间接接触。在间接接触时,电器设备上出现绝缘故障而产生的剩

5、余电流是经过保护导线(PE 线而流向大地的。在出现故障时,如有人正好触及含有故障的电器,则当事人就与故障回路相关联。根据保护导线与人体的电阻比例,极大部分的电流流经保护导线。另一种情况是,由于粗心大意而直接触及在正常工作时带电的部件或者触及了外部不接地的导电部件,而在故障情况下又成为带电的部件,这时剩余电流流过人的身体,可将其置于死地。因此,选用的保护措施应尽可能做到既能在间接接触又能在直接接触时起到保护作用。在所有可比较的保护措施中,要数额定剩余动作电流I n 30mA 的剩余电流保护装置(FI 2保护装置的保护价值最高。当人们因疏忽而直接触及带电部件时,这种电器就能保护人的生命。它不仅提供

6、间接接触保护,也能为直接接触广泛地提供保护。一旦危险电流经过人体,FI 2保护装置就立即脱扣,流过人体的电流值在此时取决于人体内部电阻和站立地点的接触电阻,在最不利的情况下站立点的接触电阻接近于零。在这种情况下,流过人体的电流只取决于人体的电阻。试验研究表明,人体电阻主要决定于接触部位上的34电磁式剩余电流保护装置的保护作用低压电器(19995 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.皮肤状态与电流途径。测量结果得出,例如电流途经为手/手或手/脚,其电阻值约为1.2k 。考虑到故障电压230V

7、 ,则对于电流途经手/手或手/脚来说,此时的电流值约190mA 。根据IEC479出版物,交流电流对人体影响的电流2时间曲线分为4个区域(见图1。如果流过人体电流持续时间大于40ms ,这一时间电流值落入危险区域4,完全有可能导致死亡 。图1对人体影响的电流与时间曲线区域一般情况下不起作用,可感受到区域一般情况下无损害作用区域肌肉痉挛,心跳可能不规则区域有心室颤动的危险额定剩余动作电流10mA 、30mA 的FI 2保护装置的动作电流和时间特性带可以避开危险区域4,因此可以作为直接接触保护。IEC 479的研究试验结果表明,在大约10mA 电流流过人体时,处于电流途经中的肌肉会发生痉挛,它会使

8、当事人握住带电的导体而不能自行摆脱。通过无数的试验求出了尚能自行摆脱的电流值,IEC 479规定的摆脱极限与频率的关系见图2。曲线1所示的电流值有99.5%的接受试验的人员能自行摆脱手握的带电导体;曲线2时有50%;而曲线3时尚有0.5%能自行摆脱。因此曲线1规定作为摆脱曲线,在电网频率50Hz 时,摆脱电流为10mA 。图2IEC 479规定的摆脱极限(电流与频率的关系为了能自行摆脱带电导体,可使用额定剩余动作电流I n =10mA 的FI 2保护装置。二、预防火灾的措施短路或接地短路,尤其当故障回路具有相当高的电阻而产生电弧闪烁时,这种“不安全的”短路或接地短路就具有火灾危险性。由于出现的

9、剩余电流有时甚至远低于间接过电流保护装置的额定电流,所以不能指望过电流保护装置(如熔断器或小型短路器来分断这类故障。只有当电流略高于过电流保护装置的额定电流时,才能在经历较长的时间后进行分断,所以用过电流保护装置来防止由于接地短路酿成的火灾就受到限制。会引起接地电流,即剩余电流和构成电弧的故障有:导线和电气设备的部分绝缘损坏;电器或电动机的接线端子周围出现炭化的熔蚀点;电动机过载或扼流线圈的老化而出现匝间短路;电气设备中或安装设备的部件中潮湿或积有凝露水;在电气设备中积有导电尘埃或沉积物。这类故障会引起不完全的短路或接地短路并酿成火灾。所以,防止这种由接地短路酿成的火灾具有十分重大的现实意义。

10、在出现故障时能实现分断的保护装置中,FI 2保护装置在这方面能提供全面保护,因为从动作方式来看,应用了接地短路检测的工作原理。前提是必须正确选择额定剩余动作电流。在DIN VDE 安装规范中对这种应用FI 2保护装置来防止火灾的实现可能性已作了充分的肯定。例如,在DIN VDE 0100第720部分中,对含有火灾危险的工作场所,为了防止由于绝缘故障而引起的火灾,已规定了下述要求:只能采用最大I n =0.5A 的FI 2保护装置作为预防措施。为了更可靠地防火,在实践中大多使用I n 0.3A 的FI 2保护装置。财产保险商通常也推荐采用这种FI 2保护装置。如采用上述额定剩余动作电流,则在出现

11、引燃火灾所需的能量之前,通过故障位置前接的FI 2保护装置就能进行分断。应用FI 2保护装置作绝缘监控保护时,应在电缆或导线的护套内同时敷设一根监控保护导线(保护导线可以用作监控保护导线。图3表示含有火灾危险的供电线路用FI 2保44低压电器(19995电磁式剩余电流保护装置的保护作用 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.护装置来防止火灾。各种不同的过电流保护装置或FI2保护装置,在230V电压下,与最大可能的持续故障电流I对应的发热功率P见表1。由表中的发热功率数据进行比较后表明,只有采

12、用In30mA的FI2保护装置才能可靠地防止火灾 。图3应用剩余电流保护装置防止火灾但人们对FI2保护装置所提供的防护火灾的补充保护不应仅使用在含有火灾危险的场所。因为在任何供电系统中,如遭遇到最坏状况都有可能出现引起火灾的接地短路。In0.3A的FI2保护装置就能排除这种危险。表1最大可能持续电流I对应的发热功率P保护装置I/AP/W(U n=230V熔断器(10A153450小型断路器184160(B/C特性,16AIn=30mA0.03 6.9引发火灾的P min=60100W(未完待续德国施迈赛工业开关制造(上海有限公司胡默尔连接器系统(上海有限公司在上海同时举行投产仪式1999年10

13、月25日,来自于德国的两家公司施迈赛工业开关制造(上海有限公司和胡默尔连接器系统(上海有限公司,一起在上海青浦工业园区举行正式投产庆典。上海市副市长蒋以任发来贺电,上海外经贸委汪均益主任、德国驻上海总领事隆贝格先生、上海市青浦县的各级领导和来自全国和上海的有关各界人士光临现场。德国施迈赛公司总裁汉茵茨施迈赛先生、德国胡默尔公司总裁崔格尔先生到会并致词。整个庆典礼仪式开得隆重而热烈。自1997年以来,德国施迈赛公司通过上海代表处,将其先进技术介绍给中国用户。经过两年的市场开拓,施迈赛公司的产品已为越来越多的用户所信赖,其市场发展规模与日俱增,前景尤为看好。为了更好地向国内客户提供全方位服务,降低

14、用户的生产成本,其独资公司施迈赛工业开关制造(上海有限公司于1999年正式注册成立,并于当年正式投产。作为亚洲地区客户供货和服务的中心,使欧洲完善的机器安全保护技术更好地应用于国内各个领域。施迈赛产品性能优异,质量可靠,可在各种工作环境,尤其在恶劣的情况下保证准确无误地工作,拥有各种安全认证。品种规格达近二万种,可广泛应用于机床制造、冶金、矿山、纺织、塑料加工、食品包装、建筑、电梯等机械制造行业。德国安通胡默尔公司成立于1948年,总部设在德国,是全球电缆接线方面的专家和领先者。专业生产电缆接线技术中所需的各种旋紧件、软管及接触件。其产品技术先进,拥有世界范围的专利技术。产品质量优异,已通过ISO9001质量认证体系。产品种类丰富、齐全,可广泛应用于仪器、仪表、通信、电力、电子、自动化、机械制造等领域。胡默尔公司对开发的高投入使产品的保