剩余电流断路器原理
在我国农村,低压电网主要采用中性点直接接地的运行方式(也称之为TT系统)所以在这里只讨论这种运行方式的剩余电流大小与哪些因素有关;当发生触电时剩余电流的变化规律如何。
一、单相电网的剩余电流断路器
剩余电流:通过剩余电流断路器主回路的电流有效值的矢量和。
图3-1(a)所示为单相供电线路产生剩余电流的情况。由图可见,单相低压线路可形成
三个剩余电流I△1、I△2、I△△3oI△1是从配电线路向周围物体的剩余电流,该电流的途径由绝缘子、套管、墙壁、大地等返回电源,图中用R1和C1组成的并联电路来等效它的
泄漏阻抗,R1为相线对地的绝缘电阻,CI为相线对地的分布电容,对于水泥杆,分布电容约为0.05F/km。Ia2是用电设备的带电部分对接地外壳的剩余电流,图3-1(a)中所示的RF为用电设备的等效电阻,RD为用电设备外壳的接地电阻,R2、C2为用电设备的等效泄漏阻抗。I△3是相线和中性线间的泄漏电流,它的大小由泄漏阻抗R3和C3来决定但这部分电流并没有泄漏到外部,与低压电网的剩余电流无关。所以,在正常运行时,低压电网的剩余电流I△为I△1和I△2的相量和,即△=Ia+I由于I△1和I△2的途径均为R、C组成的并联电路,因此可将它们合并等效为Ra、Ca,电网对地剩余电流用I△表示,如图3-1(b)所示。剩余电流I△与相电压UA之间的相位关系如图32所示。y△为剩余电流与相电压之间的相位差。对于一个运行方式确定了的线路,一般来说分布C1不可能变化很大,但绝缘电阻R1将会随气候条件的变化而变化。又因为不同类型的用电设备泄漏情况不相同,甚至同一设备在不同状况下呈现的泄漏阻抗也不相同,所以R2和C2是不稳定的,这样电网的泄漏阻抗不可能是恒定的。泄漏阻抗的变化,不仅使剩余电流大小发生变化,同时也使它的相位v△发生变化。由图3-1(b)可见,泄漏阻抗在任何情况下均为容性,所以y△的变化范围在0°一90°之间,这是单相电网剩余电流的特点。
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