在电子型RCD普遍使用的大国,有关RCD在被保护电路电源线断路故障,仅有一条带电相线为电子板时,RCD电子板因为失去正常工作电压回路而不能正常担负电击故障保护工作,(特别发生在家用单相电路中的RCD发生N线断线故障)一直是电气设计师担忧的事。带有功能性接地的RCD,可以在电路发生断线故障时,通过电源与地之间的回路为电子板供电,保证RCD的正常保护功能。因此有关带有功能地RCD的标准和技术发展,也是电器产品设计工程师们关注的事,经过近20年的不懈努力,终于IEC组织完成了这类RCD的产品标准起草阶段性工作。
1. 带有功能地的RCD基本原理
带有功能地的单相两回路(1P+N,N线没有开关断点)RCD在一些特定的国家地区以及有了20年以上的生产和应用历史,图1简述了此类产品外形及基本工作原理:
图1 带有功能地的RCD产品及基本原理
RCD在安装时,除了电源端与系统L-N电源线相接外,还有一条功能接地线(FE)与系统地线端子相接,通过系统的接地电阻R构成另一个导电通路。在配电系统电源电压正常时,RCD内电子线路板通过L-N和L-FE两个路径得到工作所需电压,此时N线与FE线中各分担部分PCBA工作电流。当N线因外界故障原因不能作为导电线路时,L-FE可独自担负其为电子板及RCD动作驱动提供有效工作电压的工作。在此工况下,PCBA的工作电流将全部通过连接的FE线经大地回到电源。
2. IEC有关产品标准动态
IEC/TC23E的各国RCD产品专家在总结已有带功能地RCD产品的基础上,在IEC61008/IEC61009系列RCCB/RCBO产品标准草案中, 对此类产品做了更为详细的分类和技术试验要求。
(1) 根据极数及回路分类:
本次提交IEC成员国投极品虎王生产厂家票的IEC61008/IEC61009系列产品标准草案中,对带有功能地的RCD主要分为以下两类:
-N线没有断点的单极两回路(1P+N)或三极四回路(3P+N)的RCCB/RCBO。此类RCD产品仅能用于TN-S系统中.;
-除上述分类以外(含N线有断点)的所有按极数及回路数分类的RCCB/RCBO。这些分类的RCD可用于TN,TT,IT等各类接地型式中。
(2) 关于限制阻抗值(Rx)的要求
对于有功能地的RCD,本次标准强调了采用任意一相与FE为RCD电子板供电时的限制阻抗值,可以认为电源系统的最大接地阻抗,
-对于N线不设断点或系统额定电压为AC120V、120/240V的RCD,其最大限制阻抗为2Ω,即系统的接地阻抗不能大于2Ω;
-除上述分类限制以外的所有带FE功能地的RCD, 其最大限制阻抗为6KΩ,即配电系统的最大接地阻抗不能大于6KΩ
对于带功能接地的限制阻抗值,仅是保证配电系统的接地阻抗在此要求值以下的使用条件下RCD正确工作。IEC61008/61009要求制造商在产品技术文件上声明,以提醒安装使用者通过正确的安装以保证系统及保护动作的可靠性,当系统的接地阻抗不能满足小于Rx的条件时,将不能使用此类产品。
IEC61008/61009标准规定的有关与工作电压有关的RCD测试,均要在FE端子与N线端子上加装制造商声明的Rx进行。
(3) 关于通过FE向PE线中注入电流的限制
对于有FE的RCD, 本次标准草案要求在电源系统正常时,通过FE端子的电流小于1mA,在仅靠任意电源相线与FE间电压维持RCD正常工作时,通过FE端子的电流小于2mA,考虑到RCD发生保护动作时,通过FE线流入PE的电流是一暂态电流,此次标准草案没有对保护动作时注入电流进行规定。
3. 二代极品虎王说明书带有功能地的RCD应用
带有功能地(FE)的RCD,在FE与配电系统的接地可靠连接后,可以有效的消除人们对电子型RCD在电源N线断线故障时,RCD电子板失去工作电压回路不能正常工作的顾虑,对于家用及类似场所中单相配电系统安装的RCD可靠应用无疑是一个好的选择。但面对我国工程设计人员对于标准的理解不同,在一些工程中配电系统终端的RCD应用数量有可能偏多,如果在家用及类似场所选用此类带有功能性接地的RCD产品,有可能因系统中对地注入电流过多,导致上级RCD剩余电流误动作的概率增加。同时须考虑目前尚未落实有关PE线注入电流限值的规定,以及大量使用此类此类产品后对于配电箱内PE端子数量的需求等因素。
作为全球低压电器的生产大国,出于外贸的需要带有功能接地的RCD产品目前在我国已经有了一定的生产基础,但适用于我国使用的带有功能接地的RCD产品标准及产品研发还没有实质性的启动。目前提交成员国投票的IEC61008/IEC61009系列标准草案到正式发布还需一个时间段,如果从工程设计师到电器产品设计工程师都认为带功能接地的RCD在我国有推广应用的必要,应立即着手启动针对带功能接地RCD,从安装应用标准到产品标准的研究制定以及产品研发工作。
面对已经到来的有新能源加入的能源革命以及数字革命,基于数字技术电子式RCD一定会在未来的智能配电系统中全面担当其电击防护和接地故障防护的作用辉腾极品虎王好不好 。通过功能地的实现各类终端电子式RCD的可靠工作,无疑是未来的一个时期内的选择方案之一。