接地故障保护（G 或 ANSI 50N-TD/51N）
简介
接地故障保护可防止相线至接地线故障，它比仅根据相电流进行保护更加灵敏。它通常用于 TN-S 系统，但也可用于其他接地系统。
接地故障保护基于相电流和中性线电流的总和。
可用性
下列设备提供接地故障保护功能：
-
IEC 标准的 MicroLogic Active 6.0 控制单元
-
3 极断路器和 4 极断路器
外部中性线电流互感器 (ENCT) 可用于测量中性线上的电流。相关 ENCT 安装信息，请参阅 Schneider Electric 网站上的说明书：NHA14388
接地故障保护通过流经断路器内部电流互感器的电流供电，不需要附加外部供电。
工作原理
接地故障电流根据断路器配置进行计算或测量，如下表所示。
|
断路器配置 |
Ig 接地故障电流 |
|---|---|
|
3P |
Ig = I1 + I2 + I3 |
|
4P |
Ig = I1 + I2 + I3 + IN |
|
3P + ENCT |
Ig = I1 + I2 + I3 + IN (ENCT) |
/MicrologicX_DB101118_earth_fault_protection_b5effd44_T001593729.gif) |
接地故障保护阈值 Ig 设定接地故障电流水平，在该电流水平上，当达到接地故障保护时间延迟 tg 时，断路器将脱扣。 时间延迟 tg 设定时间长度，在此期间，断路器承载接地故障保护阈值 Ig 范围之内的接地故障电流。 可以将时间延迟 tg 调整至：
|
接地故障保护基于各相和中性线的实际 RMS 电流，最多 15 次谐波。
为了在间歇性电气故障时脱扣，控制单元累积接地故障脱扣范围内的间歇性电流（持续时间较短，不足以触发脱扣）。此类累积可导致比设定值更短的脱扣时间。
设置保护
可以通过 EcoStruxure Power Commission 软件启用或禁用接地故障保护。
接地故障保护设置为：
-
Ig：接地故障保护阈值
-
tg：接地故障保护时间延迟
-
I²t (tg)：接地故障保护曲线（I²t ON 或 I²t OFF）
设置方法如下：
-
在受 PIN 码保护的 MicroLogic Active 显示屏上，按保护设置按钮，选择 G（接地故障保护）区域。请参阅 保护设置程序。
-
使用 EcoStruxure Power Commission 软件（受密码保护）
-
使用 EcoStruxure Power Device 应用（受密码保护）
保护设置可通过两种模式配置：
快速保护设置
快速保护设置可用：
-
在 MicroLogic Active HMI 上
-
使用 EcoStruxure Power Device 应用
Ig 设置（MicroLogic Active 6.0 IEC 标准）
|
设置 |
单位 |
数值 |
出厂设置 |
精度 |
|---|---|---|---|---|
|
Ig (In ≤ 400 A) |
A |
(0.3 / 0.4 / 0.5 / 0.6 / 0.7 / 0.8 / 0.9 / 1) x In |
0.3 x In |
+/– 10% |
|
Ig（In > 400 A 时，不包括 1,250 A） |
A |
(0.2 / 0.3 / 0.4 / 0.5 / 0.6 / 0.7 / 0.8 / 0.9 / 1) x In |
0.2 x In |
+/– 10% |
|
Ig（In = 1,250 A 时） |
A |
(0.2 / 0.32 / 0.4 / 0.48 / 0.6 / 0.72 / 0.8 / 0.88 / 1) x In |
250 A |
+/– 10% |
tg 设置（MicroLogic Active 6.0 IEC 标准）
|
设置 |
单位 |
设定值 |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
tg (I²t OFF) |
s |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
|
tg (I²t ON) |
s |
– |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
|
不脱扣时间 |
s |
> 0.02 |
> 0.08 |
> 0.14 |
> 0.23 |
> 0.36 |
0.55 |
0.71 |
0.9 |
|
最长分断时间 |
s |
< 0.08 |
< 0.14 |
< 0.20 |
< 0.32 |
< 0.50 |
0.63 |
0.8 |
1.0 |
I²t OFF 状态下，缺省的 tg 时间延迟设置值为 0 秒。
精细保护设置
精细保护设置可用：
-
在 MicroLogic Active HMI 上
-
使用 EcoStruxure Power Commission 软件
-
使用 EcoStruxure Power Device 应用
Ig 设置（MicroLogic Active 6.0 IEC 标准）
|
设置 |
单位 |
范围 |
步骤 |
出厂设置 |
精度 |
|---|---|---|---|---|---|
|
Ig (In ≤ 400 A) |
A |
0.3-1 x In |
1 A |
0.3 x In |
+/– 10% |
|
Ig（400 A < In ≤ 1,000 A 时） |
A |
0.2-1 x In |
1 A |
0.3 x In |
+/– 10% |
|
Ig（In > 1,000 A 时） |
A |
0.2-1 x In |
10 A |
0.3 x In |
+/– 10% |
tg 设置（MicroLogic Active 6.0 IEC 标准）
|
设置 |
单位 |
设定值 |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
tg (I²t OFF) |
s |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
|
tg (I²t ON) |
s |
– |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
|
不脱扣时间 |
s |
> 0.02 |
> 0.08 |
> 0.14 |
> 0.23 |
> 0.36 |
0.55 |
0.71 |
0.9 |
|
最长分断时间 |
s |
< 0.08 |
< 0.14 |
< 0.20 |
< 0.32 |
< 0.50 |
0.63 |
0.8 |
1 |
区域选择联锁 (ZSI)
如果 ZSI IN 未设定为 1（Z3 和 Z4 端子之间开路），最长分断时间为 0.08 秒，与 tg 设定值无关。
当 ZSI IN 设定为 1 且连接了下游设备的 ZSI OUT 时（或者当未使用 ZSI、Z3 和 Z4 端子之间有跳线时），使用 tg 时间延迟。
Ig 阈值激活 ZSI OUT（Z1 和 Z2 端子）。
MicroLogic Active 6.0 的预定义事件
保护功能生成下列预定义事件：
|
代码 |
事件 |
历史记录 |
严重性 |
|---|---|---|---|
|
0x4003 (16387) |
接地故障 (Ig) 脱扣 |
脱扣 |
高 |
|
0x0C09 (3081) |
Ig 保护已禁用 |
保护 |
低 |
|
0x6203 (25091) |
Ig 启动 |
保护 |
低 |
用户无法修改预定义事件。有关事件的常规信息，请参阅事件管理。
保护事件的生成方式如下：
-
保护启动时，生成启动事件。
-
断路器脱扣线圈 (MITOP) 激活时，生成脱扣事件。
MicroLogic Active 6.0 的建议操作
|
代码 |
事件 |
建议操作 |
|---|---|---|
|
0x4003 (16387) |
接地故障 (Ig) 脱扣 |
复位断路器。请参阅 复位脱扣事件。 |
|
0x0C09 (3081) |
Ig 保护已禁用 |
无需任何操作。仅供参考。 |
|
0x6203 (25091) |
Ig 启动 |
无需任何操作。仅供参考。 |
MicroLogic Active 6.0 的保护测试
MicroLogic Active 6.0 控制单元的保护测试功能可模拟接地故障保护引起的脱扣。
按照以下方式执行保护测试：
|
步骤 |
操作 |
|---|---|
|
1 |
检查确认断路器已合闸、控制单元供电正常（Ready LED 闪烁）。 |
|
2 |
使用 MicroLogic Active HMI 执行保护测试。 生成 Ig 测试已启动事件。 |
|
3 |
断路器脱扣。 生成 Ig 测试脱扣事件。 |
|
4 |
如果断路器未脱扣，则生成 Ig 测试 - 未脱扣事件。 重新开始测试。如果断路器未再次脱扣，请联系您的 Schneider Electric 服务代表。 |
MicroLogic Active 6.0 的保护测试事件
保护测试功能生成下列预定义事件：
|
代码 |
事件 |
历史记录 |
严重性 |
|---|---|---|---|
|
0x401E (16414) |
Ig 测试脱扣 |
脱扣 |
高 |
|
0x1413 (5139) |
Ig 测试 - 未脱扣 |
诊断 |
高 |
|
0x142A (5162) |
Ig 测试已启动 |
诊断 |
低 |
MicroLogic Active 6.0 保护测试的建议操作
|
代码 |
事件 |
建议操作 |
|---|---|---|
|
0x401E (16414) |
Ig 测试脱扣 |
复位断路器。请参阅 复位脱扣事件。 |
|
0x1413 (5139) |
Ig 测试 - 未脱扣 |
重新开始测试。如果断路器未再次脱扣，请联系您的 Schneider Electric 服务代表。 |
|
0x142A (5162) |
Ig 测试已启动 |
无需任何操作。仅供参考。 |
复位脱扣事件
有关在因电气故障而脱扣之后复位断路器的说明，请参阅相关文档：
-
带 MicroLogic Active 控制单元的 MasterPacT MTZ1 IEC 断路器 - 用户指南
-
带 MicroLogic Active 控制单元的 MasterPacT MTZ2/MTZ3 IEC 断路器 - 用户指南