電氣安全 - 接地故障保護

現在我們將瞭解什麼是接地故障保護。我們將從關注接地故障開始。

接地故障

接地故障是帶電導體與大地之間意外發生的故障。當發生接地故障時，電氣系統發生短路，短路電流流過系統。故障電流透過大地或任何電氣裝置返回，從而損壞裝置。它還會中斷供電的連續性，並可能對使用者造成電擊。為了保護裝置和人員安全，在安裝中使用了故障保護裝置。

接地故障保護裝置

當發生接地故障時，這些裝置發出跳閘命令來斷開電路。故障電流受到限制，並且故障電流透過限制接地故障保護 (REFP) 方案來分散。通常使用接地故障繼電器、接地漏電斷路器和接地故障斷路器等來限制故障電流。

接地故障繼電器 (EFR)

它是一種用於具有高接地阻抗的電氣裝置的安全裝置。它檢測電氣裝置金屬外殼上的小雜散電壓。結果是在檢測到危險電壓時中斷電路。EFR 受保護，不會因瞬態而跳閘，並防止電擊。

下圖顯示了接地故障繼電器 -

接地漏電斷路器

接地漏電斷路器直接檢測洩漏電流，防止因觸電而對人和動物造成傷害。它是一種電壓檢測裝置，最近已被殘餘電流斷路器 (RCCB) 取代，後者是一種電流檢測裝置。它是一種特殊的閉鎖繼電器，連線到主電源。當故障電流從火線流到安裝內的接地線時，ELCB 的線圈感應電壓並切斷電源。這需要手動重置才能再次工作。RCCB 感知洩漏電流併發送訊號使系統跳閘。

接地故障斷路器

接地故障斷路器是一種安全裝置，用於在插入任何故障工具時防止電氣事故。它是一種快速作用斷路器，用於在接地故障發生後 1/40 秒內關閉電源。它比較裝置沿電路導體進出電流。如果存在任何差異，即使小到 5 mA，GFCI 也會限制電流並快速跳閘。GFCI 對線路接觸危害沒有太大幫助，但可以防止火災、過熱和導線絕緣損壞。

限制接地故障保護方案

讓我們考慮一個星形繞組變壓器，它受具有 EFR 保護裝置的**限制接地故障保護**保護，如下面的圖所示。

下圖顯示了帶有 EFR 的接地故障保護 -

當網路中發生外部故障 F1 時，I1 和 I2 流過 CT 的次級側。I1 和 I2 的合向量將為零。但是，如果在保護區內發生內部故障 F2，則只有 I2 流過，而 I1 被忽略。合向量電流 I2 透過接地故障繼電器，該繼電器感知故障電流並保護繞組的受限部分。故障電流大約比額定繞組電流高 15%。為了避免磁化湧入電流，穩定電流必須與繼電器串聯。