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接地故障保护:零序电流和剩余电流一样吗?

在低压配电设计与施工中,为了防止人身电击事故,以及配电线路因各种原因遭损坏而引起火灾事故,保证设备安全和线路的热稳定性。


我国现行的电气设计、施工等有关规范都提出了在低压配电线路中必须要设置接地故障保护。



按照规范的要求,在三相四线制配电线路的现行施工中,常加装零序电流保护和剩余电流保护两种方式。


那么零序电流保护和剩余电流保护有哪些区别和联系呢?两种保护方式哪个好一点?下面我们来分析一下。


1.两者的区别


零序电流保护和剩余电流保护原理不一样,更不能等同!


在低压系统中,零序电流保护的原理是采集ABC三相电流的矢量和,三相负载平衡的情况下,零序互感器采集到的电流为0。


当出现某一相对地短路故障时,ABC三相的矢量和不再为0,此时零序互感器感应出来的电流就是零序电流;当感应出来的电流值超过零序保护设定值时,断路器保护动作。


三段式零序电流保护原理接线图


剩余电流保护的原理是采集ABCN回路电流的矢量和,正常情况下为0。


如果出现ABC某一相对地短路故障或N线与地误接,剩余电流互感器感应出来的电流不再为0;当感应电流大于剩余电流保护设定值时,断路器保护动作。


剩余电流动作保护器的原理


2.两者的比较


1.零序电流:In = Iu + Iv + Iw


① 从公式上来看,零序电流是三相电流的相量和。


所以,零序电流保护只能用于三相回路中,单相回路绕行。


②线路正常运行时,会存在三相不平衡电流和谐波电流,这些都会反映在中性线上,当发生接地故障时,In会增加的比较明显,但相对于线路过电流而言还是小些。


③为避免正常运行时保护误动作,零序电流整定值需大于这些三相不平衡电流和谐波电流,所以整定值往往是几十、数百安培。


④整定值过大,既不能防止接地电弧火灾(大于300mA),也不能防止人身电击(不大于30mA)。


所以,在发生接地故障时,零序电流保护比过电流保护的灵敏度好点,其实只能用于保护配电线路因发热而导致的绝缘损坏问题。


⑤零序电流保护往往只被用在低压侧总进线开关处。


2.剩余电流:Ie = Iu + Iv + Iw + In


①从公式上来看,剩余电流将中性线电流也给相量和了。


这样就把回路中三相不平衡电流和谐波电流都给和谐掉了,测得的电流值通常情况下仅有通过PE线的泄漏电流,这个电流很小,为毫安级。


②剩余电流保护整定值只需躲开被保护回路的正常对地泄漏电流即可,所以也为毫安级,如此将大大提高保护的灵敏度。


③整定值为100mA、300mA时,可以防电气火灾;整定值为30mA时,可以用作防止人身电击。


④ 剩余电流保护可用于三相、单相回路中,适用面更广,保护能力更强。


往往会被大范围用于一、二、三级配电中,也是在配电末端用到最多的地方。

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