剩余電流動(dòng)作保護(hù)器在農(nóng)畜房屋中的應(yīng)用

　　摘要：介紹了農(nóng)畜房屋的環(huán)境特點(diǎn)，以及剩余電流保護(hù)器，作為一種漏電保護(hù)器，在農(nóng)畜房屋中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：農(nóng)畜房屋;剩余電流動(dòng)作繼電器

　　引言：農(nóng)畜房屋指牛棚、馬廄、豬圈、雞舍之類對(duì)電擊敏感的動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)所和干草、麥秸等可燃物的堆儲(chǔ)庫(kù)房等建筑物，它屬畜禽電擊和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。隨著我國(guó)電氣化飼養(yǎng)場(chǎng)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)電氣化水平的提高，農(nóng)畜房屋的電氣事故也隨之增多。飼養(yǎng)設(shè)備，如飼料槽、自動(dòng)飲水槽、糞便自動(dòng)清除槽和各類管道多為導(dǎo)電的大型金屬導(dǎo)電件，容易傳導(dǎo)故障電壓。畜禽較人更易受電的傷害,接觸電壓大于25V往往就可電擊致死。一些大牲畜的首尾和前后腳的距離大，容易同時(shí)接觸兩不同電位而招致電擊危險(xiǎn)。如圖1一牛棚內(nèi)自動(dòng)清除糞便的電動(dòng)機(jī)因絕緣故障帶危險(xiǎn)電壓Uf。如圖中虛線所示，此電壓經(jīng)一金屬傳動(dòng)桿傳導(dǎo)至糞便槽的金屬槽框上。圖23-14中的乳牛后腳與帶電壓的金屬槽框接觸，而其嘴鼻則與帶地電位的金屬飲水槽接觸。電位差Uf將使被拴鎖的乳牛因無(wú)法掙脫，電擊致死。

　　在低壓電網(wǎng)中安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器是防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的一種有效的防護(hù)措施。世界各國(guó)和國(guó)際電工委員會(huì)通過(guò)制訂相應(yīng)的電氣安裝規(guī)程和用電規(guī)程在低壓電網(wǎng)中大力推廣使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。

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　　一、農(nóng)畜房屋的場(chǎng)所特點(diǎn)介紹

　　農(nóng)畜房屋不少為易燃的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，而庫(kù)房?jī)?nèi)堆放的麥秸、稻草之類也多為可燃物，容易被電氣高溫或電弧、電火花引燃起火。這類房屋被劃為BE2類火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。

　　農(nóng)畜房屋內(nèi)可能被畜禽同時(shí)觸及的裝置外導(dǎo)電部分和外露導(dǎo)電部分，諸如金屬的飼料槽、飲水槽、糞便自動(dòng)清除槽、擠奶設(shè)備、拴系金屬桿、門窗金屬框架、管道、欄桿等大型導(dǎo)電物體都需通過(guò)PE線和聯(lián)結(jié)線互相連通以實(shí)現(xiàn)局部等電位聯(lián)結(jié)。需要注意的是大牲畜對(duì)電位差敏感外，由于簽好腳間距大，雷擊時(shí)承受的跨步電壓也大于人體，為此需重視地面電位的平衡，被拴鎖的奶牛之類的大牲畜的豢養(yǎng)處的地面下，應(yīng)鋪150mmX150mm的金屬網(wǎng)格并與局部等電位聯(lián)結(jié)相連通。

　　另外，畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)所常需要用水沖洗和清掃，因此裝用的電氣設(shè)備應(yīng)具備防噴水保護(hù)功能，其防護(hù)等級(jí)不得低于IP35.開關(guān)電器的安裝位置應(yīng)使它不受畜禽的碰撞，畜禽所處位置應(yīng)使它不妨礙管理人員對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操作和維護(hù)。

　　白熾燈之類正常工作時(shí)能產(chǎn)生高溫的設(shè)備應(yīng)隔離干草、麥秸堆垛等可燃物足夠的距離。如采用電熱設(shè)備，應(yīng)將其固定安裝，使其不能輕易挪動(dòng)，且安裝位置應(yīng)距畜禽豢養(yǎng)處和可燃物適當(dāng)距離，以防傷害畜禽和烤燃可燃物起火。如果裝用多臺(tái)紅外線采暖器，其相互間距應(yīng)不小于0.5m。

　　二、剩余電流繼電器的原理及主要用途

　　剩余電流繼電器是檢測(cè)剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超過(guò)基準(zhǔn)值時(shí)，發(fā)出一個(gè)機(jī)械開閉信號(hào)(使機(jī)械開關(guān)電器脫扣或聲光報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警)的電器。剩余電流繼電器通常與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護(hù)裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統(tǒng)配電線路，用來(lái)對(duì)電氣線路進(jìn)行接地故障保護(hù)，防止接地故障電流引起的設(shè)備損壞和電氣火災(zāi)事故，也可用來(lái)對(duì)人身觸電危險(xiǎn)提供間接接觸保護(hù)，因而可以在智能建筑供配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

　　剩余電流斷路器把檢測(cè)剩余電流的功能和斷開主電路的功能組合在一起，同時(shí)還可對(duì)線路進(jìn)行過(guò)載和短路保護(hù)，不僅可縮小裝置的體積，降低制造成本，而且可大大提高電網(wǎng)的保護(hù)水平。為了加快分級(jí)保護(hù)的實(shí)施，剩余電流保護(hù)器產(chǎn)品的制造廠和用戶應(yīng)相互配合，開發(fā)性能可靠、動(dòng)作時(shí)間穩(wěn)定的延時(shí)型剩余電流斷路器，以滿足主干線和分支線保護(hù)的需要。對(duì)于家用剩余電流斷路器，制造廠和用戶應(yīng)共同努力，擺脫低價(jià)位競(jìng)爭(zhēng)的怪圈，設(shè)法在提高抗干擾性能和可靠性方面下功夫，進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品性能，加強(qiáng)對(duì)剩余電流斷路器的運(yùn)行管理和售后服務(wù)，使農(nóng)村電網(wǎng)通過(guò)技術(shù)改造，設(shè)備水平和安全水平產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍。

　　2.1間接接觸電擊保護(hù)

　　間接接觸電擊保護(hù)的措施是自動(dòng)切斷電源。GB13955“對(duì)間接接觸電擊事故的防護(hù)”規(guī)定：“間接接觸電擊事故防護(hù)的主要措施是采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)方式，以防止由于電氣設(shè)備絕緣損壞發(fā)生損壞事故。當(dāng)電路發(fā)生絕緣損壞造成接地故障。其故障電流值小于過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值時(shí)，應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)裝置。”研究表明，人體接觸電壓的安全值為50V。為保證人身安全，電氣裝置的任何部分發(fā)生絕緣故障時(shí)，一旦接觸電壓超過(guò)50V時(shí)，需要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷故障部分電源。過(guò)電流保護(hù)裝置受電氣線路和設(shè)備及自身動(dòng)作值限制，不能自動(dòng)切斷電源。剩余電流保護(hù)裝置不受負(fù)荷電流影響，可與過(guò)電流保護(hù)裝置配合使用，作間接接觸電擊保護(hù)。

　　2.2接地故障保護(hù)

　　接地是帶電導(dǎo)體和大地、接地的金屬外殼或與地有聯(lián)系的構(gòu)件之間的接觸，其故障可能導(dǎo)致人身電擊傷亡和設(shè)備損壞，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)電氣火災(zāi)。接地故障保護(hù)過(guò)去通常采用過(guò)電流保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)接地故障電流大于過(guò)電流保護(hù)裝置定值時(shí)，由過(guò)電流保護(hù)裝置切斷故障電路。TT系統(tǒng)中額定電流較大、配電線路較長(zhǎng)的線路，TN系統(tǒng)中帶電導(dǎo)線落地接地故障、不安全的金屬性接地故障、電弧性接地故障時(shí)，都有可能出現(xiàn)接地故障電流小于過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作整定電流，過(guò)電流保護(hù)裝置不動(dòng)作的情況。剩余電流保護(hù)裝置，或帶接地故障保護(hù)的斷路器，能可靠地進(jìn)行接地故障保護(hù)。

　　2.3電氣火災(zāi)保護(hù)

　　電氣火災(zāi)通常由電氣短路引起，電氣短路包括金屬性短路和電弧性短路。前者是帶電導(dǎo)體間(如相與相之間、相與N線之間)短路，多以高溫熔焊金屬為通路，故障電流以千安計(jì)，高溫易使絕緣氧化而自燃，火災(zāi)危險(xiǎn)雖大，但可用帶短路保護(hù)的斷路器和熔斷器保護(hù)，由斷路器瞬時(shí)動(dòng)作切斷電源，避免火災(zāi)。后者是帶電導(dǎo)體對(duì)地短路，多以電弧為通路，故障電流雖小，但一方面電弧長(zhǎng)時(shí)間延續(xù)，局部溫度高，很容易點(diǎn)燃周邊可燃物質(zhì)，引發(fā)火災(zāi);另一方面，又不足以使一般斷路器動(dòng)作跳閘切斷電源。所以電弧性短路引起火災(zāi)危險(xiǎn)遠(yuǎn)大于金屬性短路。帶剩余電流動(dòng)作保護(hù)功能的斷路器可在過(guò)電流保護(hù)裝置不動(dòng)作的情況下切斷保障電路，防止電弧性短路引發(fā)的電氣火災(zāi)。

　　三、安科瑞ASJ系列剩余電流繼電器

　　剩余電流動(dòng)作保護(hù)器簡(jiǎn)稱剩余電流保護(hù)器(RCD)，其功能是檢測(cè)供電回路的剩余電流，將其與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流超過(guò)該基準(zhǔn)值時(shí)，分?jǐn)啾?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路。具體原理如下圖所示，當(dāng)電路正常時(shí)，流過(guò)鐵芯的電流I1和I2大小相等方向相反，正好產(chǎn)生磁平衡;當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，有部分故障電流流入大地，導(dǎo)致I1與I2不相等，產(chǎn)生電流差，這一部分電流差在鐵芯中產(chǎn)生磁通，使I3上產(chǎn)生電流，觸發(fā)RCD動(dòng)作跳閘。

　　3.1型號(hào)和功能

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　　3.2技術(shù)參數(shù)

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　　注：①ASJ10L-LD1A額定剩余動(dòng)作電流IΔn為10mA-30A連續(xù)可調(diào);

　?、贏SJ10L-LD1A不驅(qū)動(dòng)時(shí)間Δn為0-10S連續(xù)可調(diào)。

　　四、注意事項(xiàng)

　　4.1剩余電流動(dòng)作繼電器外部所有接線正確，否則可能導(dǎo)致誤動(dòng)作和拒動(dòng)作。

　　4.2通農(nóng)畜房屋內(nèi)的末端插座回路上應(yīng)裝設(shè)IO不大于30mA的瞬動(dòng)RCD。老版IEC標(biāo)準(zhǔn)建議如果回路的正常泄漏電流IS不大，裝設(shè)Iom小于30mA的RCD(如IO為10mA或6mA的RCD),以更好適應(yīng)畜禽對(duì)電擊敏感的特點(diǎn)。堆集麥秸、稻草等可燃物的房屋屬BE2類火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其電源進(jìn)線處防接地火災(zāi)RCD的IO值不應(yīng)大于300mA,動(dòng)作時(shí)間不宜大于1S。

　　4.3剩余電流式動(dòng)作繼電器不對(duì)相與相、相與零線之間的觸電提供保護(hù);被保護(hù)線路不得與未保護(hù)線路混用，中性保護(hù)線不得重復(fù)接地。

　　五、小結(jié)

　　中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),畜禽業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，畜禽業(yè)安全良性發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)民生有著重要作用，剩余電流動(dòng)作繼電器安裝使用在農(nóng)畜豢養(yǎng)場(chǎng)所中，可以起到較好的保護(hù)作用，值得推廣使用。

審核編輯：符乾江