安科瑞 繆凱倫

摘要：漏電保護(hù) 對(duì)保證船舶安全具有重要作用，船舶由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，漏電保護(hù)系統(tǒng)具有其特殊性，本文將探討船舶漏電保護(hù)器的選用及應(yīng)用，對(duì)防止觸電，避免因漏電而引起的火災(zāi)事故，具有重要作用。

關(guān)鍵詞：船舶；應(yīng)用；漏電保護(hù)器

0：概述

船舶電氣系統(tǒng)中接地故障（接地短路）有金屬性和電弧性兩種形式。故障點(diǎn)熔焊，故障點(diǎn)的阻抗可忽略不計(jì)的接地故障為金屬性接地故障。金屬性接地故障能使設(shè)備外殼帶危險(xiǎn)接觸電壓，其主要后果是人身電擊。

發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)不熔焊而是產(chǎn)生電弧 、電火花（密集的電火花即是電弧）的接地故障為電弧性接地故障。電弧、電火花具有很大阻抗，它限制了接地故障電流，使過(guò)流保護(hù)電器不能動(dòng)作或延緩許久才能動(dòng)作，但故障點(diǎn)或連接不良的線接頭上迸發(fā)的電弧、電火花的局部高溫可達(dá)2000~3000℃，很容易引燃近旁可燃物質(zhì)，引起電氣火災(zāi)。

因此，船舶安裝漏電保護(hù)器對(duì)防止觸電、避免因漏電而引起的火災(zāi)事故，具有重要作用。

1：漏電保護(hù)器原理

漏電保護(hù)器主要包括檢測(cè)元件、中間環(huán)節(jié)、執(zhí)行元件以及實(shí)驗(yàn)元件等部分。

檢測(cè)元件為一個(gè)剩余電流互感器。被保護(hù)的相線、中性線穿過(guò)環(huán)形鐵芯，構(gòu)成了互感器的一次線圈N1,纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈N2,如果沒(méi)有漏電產(chǎn)生，這是流過(guò)相線、中性線的電流矢量和為零，因此在N2上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果發(fā)生了漏電，相線、中性線的電流矢量和不等于零，就使N2上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)信號(hào)就會(huì)被送到中間環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器等，其作用就是來(lái)自零序互感器的漏電信號(hào)進(jìn)行放大和處理，并輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號(hào)，實(shí)施動(dòng)作，自動(dòng)切斷故障處的電源，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。由于漏電保護(hù)器是一個(gè)保護(hù)裝置，因此應(yīng)定期檢查其是否完好、可靠。實(shí)驗(yàn)裝置就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)按鈕和限流電阻的串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置是否正常工作。

漏電保護(hù)器一般可分為漏電保護(hù)繼電器、漏電保護(hù)開關(guān)和漏電保護(hù)插座三種。漏電保護(hù)器繼電器是指具有對(duì)漏電流檢測(cè)和判斷的功能，而不具有切斷和接通主回路功能的漏電保護(hù)裝置。漏電保護(hù)開關(guān)是指不僅其與其他斷路器一樣可將主電路接通或斷開，而且具有對(duì)漏電流檢測(cè)和判斷的功能，當(dāng)主回路中發(fā)生漏電或絕緣破壞時(shí)，漏電保護(hù)開關(guān)可根據(jù)判斷結(jié)果將主電路接通或斷開。漏電保護(hù)插座是指具有對(duì)漏電流檢測(cè)和判斷并能切斷回路的電源插座。其額定電流一般為20A以下，漏電動(dòng)作電流6~30mA，靈敏度較高。

2：船舶漏電保護(hù)器的選用

依據(jù)國(guó)家、行業(yè)及船舶標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，我們?cè)谶x用漏電保護(hù)器時(shí)應(yīng)遵循以下主要原則：1）漏電保護(hù)器應(yīng)選用檢驗(yàn)合格產(chǎn)品。

2）應(yīng)根據(jù)保護(hù)范圍、人身設(shè)備安全和環(huán)境要求確定漏電保護(hù)器的電源電壓、工作電流、漏電電流及動(dòng)作時(shí)間等參數(shù)。

3）電源采用漏電保護(hù)器做分級(jí)保護(hù)時(shí)，應(yīng)滿足上、下級(jí)開關(guān)動(dòng)作的選擇性。一般上一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電電流不小于下一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電電流，這樣既可以靈敏地保護(hù)人身和設(shè)備安全，又能避免越級(jí)跳閘，縮小事故檢查范圍。

4）手持式電動(dòng)工具、移動(dòng)式機(jī)電設(shè)備以及觸電危險(xiǎn)性較大的用電設(shè)備，安裝漏電保護(hù)器。

5）臨時(shí)線路的用電設(shè)備，結(jié)構(gòu)物中插座回路，潮濕、高溫、金屬占有系數(shù)較大和其他導(dǎo)電良好的場(chǎng)所，應(yīng)安裝漏電保護(hù)器。

6）固定線路的用電設(shè)備和正常作業(yè)場(chǎng)所，應(yīng)選用帶漏電保護(hù)器的動(dòng)力配電箱。臨時(shí)使用的小型電器設(shè)備，應(yīng)選用漏電保護(hù)插頭（座）或帶漏電保護(hù)器的插座箱。

7）漏電保護(hù)器作為直接接觸防護(hù)的補(bǔ)充防護(hù)時(shí)，應(yīng)選用高靈敏度、快速動(dòng)作型漏電保護(hù)器。一般環(huán)境選擇動(dòng)作電流不超過(guò)30mA，動(dòng)作時(shí)間不超過(guò)0.1s，這兩個(gè)參數(shù)保證了人體如果觸電時(shí)，不會(huì)使觸電者產(chǎn)生病理性勝利危險(xiǎn)效應(yīng)。

8）對(duì)于不允許斷電的電氣設(shè)備，如通道照明、應(yīng)急照明、消防設(shè)備的電源、用于防盜報(bào)警的電源等，應(yīng)選用報(bào)警式漏電保護(hù)器接通聲光報(bào)警信號(hào)，通知管理人員及時(shí)處理故障。

3. 產(chǎn)品概述

剩余電流繼電器是由剩余電流互感器來(lái)檢測(cè)剩余電流，并在規(guī)定條件下，當(dāng)剩余電流達(dá)到或超過(guò)給定值時(shí)，使電器的一個(gè)或多個(gè)電氣輸出電路中的觸點(diǎn)產(chǎn)生開閉動(dòng)作的開關(guān)電器。

下面介紹三種常見的漏電情況。

1、防直接接觸電擊采用I△n≤30mA的高靈敏度的RCD。

2、防間接接觸電擊可采用I△n大于30mA的中靈敏度的RCD。

3、防火RCD需采用4極或2極RCD。

對(duì)于IT系統(tǒng)，按規(guī)定采用剩余電流繼電器。為防止系統(tǒng)絕緣降低和作為二次故障后備保護(hù)，依據(jù)接線型式，采用類似 TT 或 TN 系統(tǒng)的保護(hù)措施。首先應(yīng)采用絕緣監(jiān)視裝置，預(yù)測(cè)一次故障。

對(duì)于TT系統(tǒng)，推薦采用剩余電流繼電器。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流很小，且較難估計(jì)，達(dá)不到開關(guān)的動(dòng)作電流，外殼上將出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓。此時(shí)N線穿過(guò)剩余電流互感器。

對(duì)于TN-S系統(tǒng)，可采用剩余電流繼電器。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時(shí) PE 線不得穿過(guò)互感器，N 線穿互感器，且不得重復(fù)接地。

對(duì)于TN-C系統(tǒng)，不能采用剩余電流繼電器。因?yàn)?PE 線和 N 線合一，若 PEN 線不重復(fù)接地，當(dāng)外殼帶電，互感器進(jìn)出電流相等，ASJ拒動(dòng)；若PEN線重復(fù)接地，部分單相電流將流入重復(fù)接地，達(dá)一定值后，ASJ 誤動(dòng)。 需將TN-C系統(tǒng)改造成TN-C-S系統(tǒng)，同TN-S系統(tǒng)，再將剩余電流互感器接入TN-S系統(tǒng)中。

4.產(chǎn)品簡(jiǎn)介

安科瑞電氣ASJ系列剩余電流繼電器能夠滿足上述幾種漏電情況的防護(hù)，與遙控跳閘開關(guān)聯(lián)用，及時(shí)切斷電源，防止間接接觸、限制漏電電流。也可以直接作為信號(hào)繼電器，監(jiān)控電力設(shè)備。特別適用于學(xué)校、商廈、工廠車間、集貿(mào)市場(chǎng)、工礦企業(yè)、消防單位、智能大廈與小區(qū)，地鐵、石油化工、電信及國(guó)防等部門用電的安全保護(hù)。

ASJ系列產(chǎn)品主要有兩種安裝方式，ASJ10系列為導(dǎo)軌安裝，外形和功能如下表所示：

ASJ20系列為面板安裝，外形和功能如下表所示：

其中AC型和A型剩余電流繼電器的區(qū)別是：AC型剩余電流繼電器是對(duì)突然施加或緩慢上升的剩余正弦交流電流能確保脫扣的剩余電流繼電器，主要監(jiān)測(cè)正弦交流信號(hào)。A型剩余電流繼電器是對(duì)突然施加的或緩慢上升的剩余正弦交流電流和剩余脈動(dòng)直流電流能確保脫扣的剩余電流繼電器，主要監(jiān)測(cè)正弦交流信號(hào)和脈沖直流信號(hào)。

儀表具體的接線端子和典型接線如下所示：

5.結(jié)語(yǔ)

利用漏電保護(hù)裝置，可以在船舶電力系統(tǒng)中構(gòu)成一個(gè)完整的選擇性漏電保護(hù)系統(tǒng)。保證有選擇性地切除漏電故障，加大了電力系統(tǒng)安全性，對(duì)船舶工作人員和船舶安全有重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉偉平. 船舶漏電保護(hù)器的應(yīng)用[J]. 廣東造船, 2010, 29(2):2.

[2] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.6

[3] 史際昌. 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)[M]. 大連海事大學(xué)出版社, 1998.

[4] 張琦兵, 王鵬, 邰能靈,等. 船舶選擇性微機(jī)漏電保護(hù)系統(tǒng)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2009(24):5.