电气安全 - 接地故障保护

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我们现在将了解什么是接地故障保护。我们将重点关注地球故障。

接地故障

接地故障是带电导体与大地之间的无意故障。当发生接地故障时，电气系统会发生短路，并且短路电流流过系统。故障电流通过大地或任何电气设备返回，从而损坏设备。它还会中断电源的连续性并可能使用户感到震惊。为了保护设备和人身安全，安装时采用故障保护装置。

接地故障保护装置

当发生接地故障时，装置发出跳闸命令以断开电路。通过受限接地故障保护（REFP）方案限制故障电流并分散故障。通常采用接地故障继电器、漏电断路器和接地故障断路器等来限制故障电流。

接地故障继电器 (EFR)

它是一种用于高接地阻抗电气装置的安全装置。它检测电气设备金属外壳上的小杂散电压。如果检测到危险电压，就会中断电路。EFR 具有防止瞬态跳闸和防冲击的保护。

下图显示了接地故障继电器 -

漏电断路器

漏电断路器直接检测漏电流，防止人畜因触电而受伤。它是一种电压感应装置，最近已被漏电断路器 (RCCB) 所取代，RCCB 是一种电流感应装置。它是一种特殊类型的闭锁继电器，连接到主电源。当故障电流从装置内的火线流向地线时，ELCB的线圈感测到电压并切断电源。这需要手动重置过程才能再次工作。RCCB 感测泄漏电流并发送信号以使系统跳闸。

接地故障断路器

接地故障断路器是一种安全装置，可防止插入任何故障工具时发生电气事故。它是一种快速动作断路器，可在 1/40 秒内发生接地故障时关闭电源。它比较沿电路导体从设备流入和流出的电流。如果差异小至 5 mA，GFCI 就会限制电流并快速跳闸。GFCI 对于线路接触危险没有多大帮助，但可以防止火灾、过热和电线绝缘层损坏。

有限接地故障保护方案

让我们考虑一个星形绕组变压器，它受到带有 EFR 保护装置的限制接地故障保护的保护，如下图所示。

下图显示了 EFR 的接地故障保护 -

当网络中发生外部故障F1时，I1和I2流经CT的二次侧。I1 和 I2 的结果为零。然而，如果保护区内部发生内部故障 F2，则只有 I2 流过，而 I1 被忽略。由此产生的电流 I2 通过接地故障继电器，该继电器感测故障电流并保护绕组的受限部分。故障电流比额定绕组电流大约大15%。为了避免励磁涌流，必须在继电器中串联稳定电流。