1.绝缘的重要性
低压配电系统的绝缘对于系统的安全运行具有非常重要的意义。配电系统的绝缘包括设备绝缘和线路绝缘两方面,绝缘损坏有多种原因,线路遭受机械损伤、设备运行环境恶劣、过载等因素都会导致绝缘性能下降。绝缘下降到一定程度,如果遭受过电压,如雷击过电压、操作过电压或线路故障过电压,绝缘就有可能被击穿、损坏,导致金属性短路或者电弧型短路,可能引发火灾。配电系统绝缘性能下降并非一蹴而就,需要一个过程,如果对配电系统的绝缘进行检测,在绝缘下降到一定程度时提前预警、及时干预,则能够避免火灾、电击、供电中断等严重后果。
2.配电系统常用的绝缘监测设备
检测配电系统绝缘的产品种类很多,原理各异,有的是检测配电系统的绝缘电阻,如绝缘监测设备(以下简称“IMD”);有的是检测配电系统的剩余电流,如剩余电流保护器(以下简称“RCD”)、剩余电流监测器(以下简称“RCM”)、剩余电流式电气火灾监控探测器。这些设备具有不同的特性,应根据配电系统的接地型式、防护目的,选择合适的设备或者通过适当的组合来实现绝缘检测的功能。本文主要对RCM的用途、特性作具体分析,着重说明RCM与IMD在IT系统中的配合,以及RCM与RCD、剩余电流式电气火灾监控探测器等设备的特性比较。
3.RCM的原理及功能
RCM的原理与RCD类似,它检测的是配电回路的剩余电流。对于对称的接地故障,各相接地故障电流的矢量和为零,RCM检测不到剩余电流,并不对故障作出反应。RCM能够提供任何值的额定剩余动作电流,国家及相关标准中推荐使用的标准值为6 mA、10 mA、30 mA、100 mA、300 mA、500 mA。RCM可以用于IT系统,与IMD配合使用,实现故障定位,也可在TN系统中用于电气火灾防护。
4.RCM在IT系统中的应用
IT系统的电源端一般不接地或者经高阻抗接地,电气装置的外露可导电部分既可以单独接地,也可以一组设备集中接至同一个接地极。IT系统的特点是第一次单相接地故障时,故障电流非常小,可能只有几毫安,而RCM具有足够的灵敏度,可以对很小的电流作出反应。
IT系统电源端不接地时的单相接地故障电流计算
当IT系统电源端不接地时,正常运行时各相泄漏电流为电缆对地电容电流Ic 0,如图1所示,Ic 0取决于线路标称电压和每相电缆的对地电容C(为了简化起见,电气设备的泄漏电流可忽略)。
图1 IT系统电源端不接地时,正常运行时各相的电容电流