电气安全 - 接地故障保护

现在我们将了解什么是接地故障保护。我们将从关注接地故障开始。

接地故障

接地故障是带电导体与大地之间意外发生的故障。当发生接地故障时，电气系统发生短路，短路电流流过系统。故障电流通过大地或任何电气设备返回，从而损坏设备。它还会中断供电的连续性，并可能对用户造成电击。为了保护设备和人员安全，在安装中使用了故障保护装置。

接地故障保护装置

当发生接地故障时，这些装置发出跳闸命令来断开电路。故障电流受到限制，并且故障电流通过限制接地故障保护 (REFP) 方案来分散。通常使用接地故障继电器、接地漏电断路器和接地故障断路器等来限制故障电流。

接地故障继电器 (EFR)

它是一种用于具有高接地阻抗的电气装置的安全装置。它检测电气设备金属外壳上的小杂散电压。结果是在检测到危险电压时中断电路。EFR 受保护，不会因瞬态而跳闸，并防止电击。

下图显示了接地故障继电器 -

接地漏电断路器

接地漏电断路器直接检测泄漏电流，防止因触电而对人和动物造成伤害。它是一种电压检测装置，最近已被残余电流断路器 (RCCB) 取代，后者是一种电流检测装置。它是一种特殊的闭锁继电器，连接到主电源。当故障电流从火线流到安装内的接地线时，ELCB 的线圈感应电压并切断电源。这需要手动重置才能再次工作。RCCB 感知泄漏电流并发送信号使系统跳闸。

接地故障断路器

接地故障断路器是一种安全装置，用于在插入任何故障工具时防止电气事故。它是一种快速作用断路器，用于在接地故障发生后 1/40 秒内关闭电源。它比较设备沿电路导体进出电流。如果存在任何差异，即使小到 5 mA，GFCI 也会限制电流并快速跳闸。GFCI 对线路接触危害没有太大帮助，但可以防止火灾、过热和导线绝缘损坏。

限制接地故障保护方案

让我们考虑一个星形绕组变压器，它受具有 EFR 保护装置的**限制接地故障保护**保护，如下面的图所示。

下图显示了带有 EFR 的接地故障保护 -

当网络中发生外部故障 F1 时，I1 和 I2 流过 CT 的次级侧。I1 和 I2 的合矢量将为零。但是，如果在保护区内发生内部故障 F2，则只有 I2 流过，而 I1 被忽略。合矢量电流 I2 通过接地故障继电器，该继电器感知故障电流并保护绕组的受限部分。故障电流大约比额定绕组电流高 15%。为了避免磁化涌入电流，稳定电流必须与继电器串联。