昌晖仪表结合相关规范和技术文献和大家聊聊总电源进线设剩余电流动作保护时需要选用四极断路器且N极不分断的原因,仪表人在电气施工过程中常会碰到这个问题,掌握这些电工基础知识是必要的。
根据GB 50096-2011《住宅设计规范》的8.7.2条的6款:每幢住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警。
图1 总进线处设置带剩余电流保护的四极断路器
上图设计是否正确呢,需要选用四极断路器吗?N极需要始终接通吗?
一、带剩余电流保护塑壳断路器选用几极呢?
由于带了剩余电流保护,剩余电流检测元件需要检测回路的所有带电导体,如三相平衡无需出中性线的负荷回路,那么只要检测L1、L2、L3相,此时的塑壳断路器只需要选用三极即可。
而对与三相四线的400/230V或单相与三相共用的线路,因其N线也有电流流过,故剩余电流检测元件也需要对N线进线检测,因此,塑壳断路器需要选用四极,以下为常熟CM3L系列选型样本,大家注意看注:1)。
图2 常熟CM3L系列选型表
二、此处断路器的N极是否需要分断?
根据图1,此处总进线PEN线做了重复接地,然后PE与N分开,再根据GB50054-2011《低压配电设计规范》的3.1.11条的1款:
3.1.11剩余电流动作保护电器的选择,应符合下列规定:
1 处在 TN-S 系统中,当中性导体为可靠的地电位时可不断开外,应能断开所保护回路的所有带
可知此时中性导体N为可靠的地电位,所以此时可以选用N极不分断的四极CM3L断路器,四极产品可选代号为A、D。
图3 四极产品可选代号A、D(N极始终接通)
图4 N处于地电位时,推荐选用A型或D型(也就是N极始终接通)
再看王厚余《建筑物电气装置600问》中的17.4也强调不分断N的重要性。
17.4有些电气装置为保证电气维修安全,自上而下全部装用了四极开关,这些装置却多发省“断零”烧设备事故,何故?
采用四极开关切断中性线实现电气隔离,可保证电气维修安全。但为此需在中性线上这家易堵刀闸的活动连接点和上、下两个进出线端子的固定连接点,这有悖于问答16/7中所述在三相四线回路的中性线上,尽量减少连接点和刀闸以减少“断零”事故的电气安全要求的。
如果发现四极开关有一对触头不导电,这一对触头往往是中性线上的触头。触头间的接触电阻由温度12.23中述及的膜电阻和收缩电阻组成。后者与本章节关系不大,不予叙述。前者系由触头表面的一层化学腐蚀物、氧化物、尘埃等组成的一层电阻膜,它阻碍电流的通过。当开关切断负载电流时,触头间产生电弧,这一电弧不大,并不烧损开关触头,但能烧掉和清除触头表面的电阻膜,从而减少接触电阻。对于四极开关产品标准要求分闸时先断开三个相线触头,后断开中性线触头;合闸是先合上中性线触头,后合上三个相线触头,以避免开关开合瞬间的“断零”引起短瞬三相电压不平衡。分闸时三根相线断开后中性线上不复存在电流,中性线触头自然不会拉出电弧来清除其电阻膜,所以中性线触头的接触电阻总是大于相线触头的接触电阻。实践证明如果四极开关有一极不导电,这一极也往往是中性线的一极。这正是四极开关易招致“断零”事故。
三、施耐德断路器是怎么做的?
据了解,施耐德带剩余电流保护的塑壳断路器只有四极,N极需要分断,如何做到N极不分断呢,施耐德采用的是三极断路器+外置N线CT实现接地故障保护,如下图所示:
在住宅总进线处,带剩余电流保护的塑壳断路器需要检测所有带电导体(L1、L2、L3、N),因此需要选用4极断路器,由于N线处于地电位,可以选用N极不分断的四极断路器。
至此,图1中选用的四极断路器,但又不分断N极CM3L断路器是合适的。
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