漏電保護裝置安裝和動作原因分析論文

　　摘要：文章闡述了漏電保護裝置的安裝原則，結(jié)合漏電保護在工程中的應(yīng)用，論述了漏電保護裝置的接線及其動作值的確定，分析了漏電保護裝置發(fā)生誤動和拒動的原因。

　　關(guān)鍵詞：漏電保護裝置 安裝 動作原因

　　1 漏電保護裝置安裝原則

　　有金屬外殼的I類移動式電氣設(shè)備和手持電動工具、安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場所的電氣設(shè)備、建筑施工工地的電氣施工機械設(shè)備、臨時性電氣設(shè)備、賓館等客房內(nèi)的插座、觸電危險性較大的民用建筑物內(nèi)的插座、游泳池或浴池類場所的水中照明設(shè)備、安裝在水中的供電線路和電氣設(shè)備，以及醫(yī)院直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備(胸腔手術(shù)室的除外)等均應(yīng)安裝漏電保護裝置。漏電保護裝置的防護類型和安裝方式要與電氣設(shè)備的環(huán)境條件和使用條件相適應(yīng)。

　　對于公共場所的通道照明電源和應(yīng)急照明電源、消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設(shè)備、用于消防設(shè)備的電源(如火災(zāi)報警裝置、消防水泵、消防通道照明等)、用于防盜報警的電源，以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源，漏電時立即切斷電源將會造成事故或重大經(jīng)濟損失。在以上這些情況下，應(yīng)裝設(shè)不切斷電源的漏電報警裝置。

　　從防止電擊的角度考慮，使用安全電壓供電的電氣設(shè)備、一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備、使用隔離變壓器供電的電氣設(shè)備、在采用不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)措施的場所中使用的電氣設(shè)備以及其他沒有漏電危險和電擊危險的電氣設(shè)備可以不安裝漏電保護裝置。

　　裝有漏電保護裝置的電氣線路和設(shè)備的泄漏電流必須控制在允許范圍內(nèi)，所選用漏電保護裝置的額定不動作電流應(yīng)不小于電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流的最大值的2倍。當電氣線路或設(shè)備的泄漏電流大于允許值時，必須更換絕緣良好的電氣線路或設(shè)備，當電氣設(shè)備裝有高靈敏度的漏電保護裝置時，電氣設(shè)備單獨接地裝置的接地電阻可適當放寬，但應(yīng)將預(yù)期的接觸電壓限制在允許范圍內(nèi)。安裝漏電保護裝置的電動機及其他電氣設(shè)備在正常運行時的絕緣電阻值不應(yīng)低于0．5MΩ。

　　安裝漏電保護裝置前，應(yīng)仔細檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗按鈕、合格證等是否完好。裝設(shè)在進戶線上的帶有剩余電流動作保護的斷路器，其室內(nèi)外配線的絕緣電阻，晴天不應(yīng)小于0．5MΩ，雨天不應(yīng)小于0．08MΩ。配電變壓器低壓側(cè)中性點的工作接地電阻，一般不應(yīng)大于4Ω，但當配電變壓器容量不大于100kVA時，接地電阻可不大于10Ω。絕緣電阻以及接地電阻這兩項規(guī)定是保證配電系統(tǒng)安全運行及保護器能否正確動作所不可忽視的問題。

　　用于防止觸電事故的漏電保護裝置只能作為附加保護。加裝漏電保護裝置的同時不得取消或放棄原有的安全防護措施。安裝帶有短路保護的漏電開關(guān)，必須保證在電弧噴出方向留有足夠的飛弧距離，漏電保護裝置不宜裝在機械振動大或交變磁場強的位置。安裝漏電保護裝置應(yīng)考慮到水、塵等因素的危害，采取必要的防護措施。

　　2 漏電保護裝置的接線

　　漏電保護裝置的接線必須正確。接線錯誤可能導(dǎo)致漏電保護裝置誤動作，也可能導(dǎo)致漏電保護裝置拒動作。接線前應(yīng)分清漏電保護裝置的輸入端和輸出端、相線和零線，不得反接或錯接。輸入端與輸出端接錯時，電子式漏電保護裝置的電子線路可能由于沒有電源而不能正常工作。

　　組合式漏電保護裝置控制回路的外部連接應(yīng)使用銅導(dǎo)線，其截面積不應(yīng)小于1．5mm2，連接線不宜過長。

　　漏電保護裝置負載側(cè)的線路必須保持獨立，即負載側(cè)的線路(包括相線和工作零線)不得與接地裝置連接，不得與保護零線連接，也不得與其他電氣回路連接。在保護接零線路中，應(yīng)將工作零線分開，工作零線必須經(jīng)過保護器，保護零線不得經(jīng)過保護器，或者說保護裝置負載側(cè)的零線只能是工作零線，而不能是保護零線。

　　應(yīng)當指出，漏電保護器后方設(shè)備的保護線不得接在保護器后方的零線上，否則，設(shè)備漏電時的漏電流經(jīng)保護器返回，保護器將拒動作。

　　保護器與刀閘一起安裝，按電源進線是先人保護器還是先入刀閘來分，一般是兩種連接方式。當采取進線先入刀閘方式時，經(jīng)過刀閘中的相線和中性線兩個保險熔絲，再接人保護器這種方式，就忽視了保護器前面刀閘中中性線熔絲熔斷后，使保護器“自身電路”失去工作電源而不能動作的情況。此時如果相線熔絲并沒有被熔斷，各種電器雖然都停止工作，但刀閘以下線路仍然帶電，形成“假象”停電。當用戶動用電器或檢查 “假象”停電時，保護器因失電拒動極易發(fā)生觸電。

　　在部分地區(qū)廣泛使用熔絲做短路保護，經(jīng)常發(fā)生只有中性線熔絲熔斷的現(xiàn)象。家用保護器作為末端保護，因此失效不動作，不但存在嚴重的安全隱患，還會使總保護器或中間級保護器越級動作，引發(fā)大面積停電，造成較大經(jīng)濟損失。為使保護器發(fā)揮其應(yīng)有的作用，特做如下建議：

　　(1)如果受安裝場所、環(huán)境等條件的限制，或多戶共用一個刀閘，戶保護器的人線端只能取自刀閘的出線端時，必須將刀閘中的中性線熔絲拆除，用相同規(guī)格的導(dǎo)線替換中性線熔絲；

　　(2)應(yīng)采取進線先人保護器后人刀閘的安裝方式。此法能夠防止因中性線熔絲熔斷后，保護器失電的拒動問題，如經(jīng)常發(fā)生停電“假象”，應(yīng)按照中性線不準安裝熔斷器的技術(shù)要求，將中性線熔絲改用導(dǎo)線連接；

　　(3)有條件的用戶不必使用刀閘，應(yīng)選用具有漏電保護、過電流(短路)保護、過電壓保護功能的“三合一”斷路器。

　　3 保護器動作值的確定

　　首先，測量低壓網(wǎng)絡(luò)中的泄漏電流，測試步驟為：先將配電變壓器中性點的接地線斷開，在N線與PE線之間串人一個內(nèi)阻較小的mA表，先送出一分路，其它分路停用，所測的不平衡泄漏電流為這一分路的泄漏電流，用這種方法測出其它分路泄漏電流以及低壓網(wǎng)絡(luò)總泄漏電流。需要注意的是，由于低壓網(wǎng)絡(luò)絕緣電阻值受氣候影響變化幅度較大(指一年內(nèi)的變化)，現(xiàn)場實測值應(yīng)給予修正后，才能作為動作電流值，即：

　　I△n=K×I0

　　式中

　　I△n——剩余電流動作總保護器的動作電流值，mA；

　　I0——現(xiàn)場實測的不平衡泄漏電流，mA；

　　K——季節(jié)修正系數(shù)，非陰雨季節(jié)測量，K取3．0，陰雨季節(jié)測量，K取1．5；

　　這樣確定的動作電流值，雖然能避免保護器的誤動作，但也降低了保護功效，最好的辦法是選用可調(diào)動作電流值的保護器，即在非陰雨季節(jié)時，將動作電流值調(diào)低；到了陰雨季節(jié)時，將動作電流值調(diào)高。這樣，動作電流值的確定方法應(yīng)為：非陰雨季節(jié)和陰雨季節(jié)實測的不平衡泄漏電流分別乘以系數(shù)1．5，即為非陰雨季節(jié)和陰雨季節(jié)保護器的實際動作值，這樣整定的數(shù)值，觸電危害后果會輕一些。

　　為了避免總保護器發(fā)生頻繁的誤動作以及對網(wǎng)絡(luò)上的直接接觸電擊有較大的保護功能，其動作電流在躲開正常泄漏電流的情況下，應(yīng)盡量選小。低壓電力網(wǎng)絡(luò)的允許最大泄漏電流應(yīng)從我國低壓網(wǎng)絡(luò)的實情考慮，又要兼顧人身和設(shè)備安全。在有關(guān)規(guī)程中明確規(guī)定：凡安裝剩余電流動作總保護的低壓電力網(wǎng)，其泄漏電流不應(yīng)大于保護器的額定剩余電流動作電流的50％。

　　4 誤動作和拒動作原因分析

　　誤動作是指線路或設(shè)備未發(fā)生預(yù)期的觸電或漏電時漏電保護裝置的動作；拒動作是指線路或設(shè)備已發(fā)生預(yù)期的觸電或漏電時漏電保護裝置拒動作。誤動作和拒動作是影響漏電保護裝置正常運行及充分發(fā)揮作用的主要問題。

　　4．1 誤動作

　　誤動作的原因是多方面的，有來自線路方面的原因，也有來自保護器本身的原因。誤動作的主要原因及分析如下：

　　(1)接線錯誤。例如，在TN系統(tǒng)中，如N線未與相線一起穿過保護器，一旦三相不平衡，保護器即發(fā)生誤動作；保護器后方的零線與其他零線連接或接地，或保護器后方的相線與其他支路的同相相線連接，或負荷跨接在保護器電源側(cè)和負載側(cè)，接通負載時，也都可能造成保護器誤動作。三極漏電保護器用于三相四線電路中，由于中性線中的正常工作電流不經(jīng)過零序電流互感器，因此，只要啟動單相負載，保護器就會動作。此外，漏電保護器負載側(cè)的中性線重復(fù)接地也會使正常的工作電流經(jīng)接地點分流人地，造成保護器誤動作。避免上述誤動作的辦法是：

　�、偃�相四線電路要使用四極保護器或使用三相動力線路和單相分開，單獨使用三極和兩極的保護器；

　�、谠鰪娭行跃�與地的絕緣；

　�、叟懦�零序電流互感器下口中性線重復(fù)接地點。

　　(2)絕緣惡化。保護器后方一相或兩相對地絕緣破壞，或?qū)Φ亟^緣不對稱降低，都將產(chǎn)生不平衡的泄漏電流，導(dǎo)致保護器誤動作；

　　(3)沖擊過電壓。迅速分斷低壓感性負載時，可能產(chǎn)生20倍額定電壓的沖擊過電壓，沖擊過電壓將產(chǎn)生較大的不平衡沖擊泄漏電流，導(dǎo)致快速型漏電保護裝置誤動作。解決辦法如下：

　�、龠x用沖擊電壓不動作型保護器；

　�、谟谜�反向阻斷電壓較高的(正反向阻斷電壓均大于1000V以上)可控硅取代較低的可控硅。

　�、圻x用延時型保護器。

　　(4)大型設(shè)備起動。大型設(shè)備的堵轉(zhuǎn)電流很大，如保護器內(nèi)零序電流互感器的平衡特性不好，則啟動時互感器一次性的漏磁可能造成誤動作；

　　(5)偏離使用條件。環(huán)境溫度、相對濕度、機械振動等超過保護器設(shè)計條件時均可能造成其誤動作；

　　(6)保護器質(zhì)量低劣。由于零件質(zhì)量或裝配質(zhì)量不高、降低了保護器的可靠性和穩(wěn)定性，并導(dǎo)致誤動作；

　　(7)附加磁場。如果保護屏蔽不好，附近裝有流經(jīng)大電流的導(dǎo)體，裝有磁性元件或較大的導(dǎo)磁體，均可能在互感器鐵芯中產(chǎn)生附加磁通量導(dǎo)致誤動作；

　　(8)剩余電流和電容電流引起的誤動作。在一般情況下，三相對地電容差別不大，因此可以認為：三相對地形成的電流矢量和為零，保護器不會動作。如果開關(guān)電器各相合閘不同步，或因跳動等原因使各相對地電容不同等充電，就會導(dǎo)致保護器誤動作。解決的辦法是：

　�、俦M可能減小導(dǎo)線的對地電容，如將導(dǎo)線布置遠離地面；

　�、谶m當調(diào)大保護器的動作電流值；

　�、郾Ｗo器盡可能靠近負載安裝；

　�、茉跓o法避免電容電流的地方，應(yīng)使用合閘同步性能良好的開關(guān)電器。

　　(9)高次諧波引起的誤動作。高次諧波中的3次、9次諧波屬于零序?qū)ΨQ制，在這種情況下，電流通過對地泄漏電阻和對地電容就容易使保護器誤動作。解決的辦法是：

　　①盡量減少電源和負載可能帶來的高次諧波；

　　②盡量減少電路的對地泄漏和對地電容；

　�、郾Ｗo器盡可能靠近負載安裝。

　　(10)負載側(cè)有變頻器引起的誤動作。有些用戶的電氣設(shè)備上有變頻器(例如彩色膠印機等)，受其影響保護器極易發(fā)生誤動作。解決方法是：

　�、購闹圃鞆S家來講，主要是設(shè)法提高保護器的抗于擾能力，通�？刹捎秒p可控硅電路或以分立元件線路板取代集成電路板；

　�、趶挠脩艚嵌瘸霭l(fā)，應(yīng)選用抗電磁干擾性能好的產(chǎn)品。

　　(11)變壓器并聯(lián)運行引起的誤動作。電源變壓器并聯(lián)運行時，由于各電源變壓器PE線阻抗大小不一致，因而供給負載的電流并不相等，其差值電流將經(jīng)電源變壓器工作接地線構(gòu)成回路，并被零序電流互感器所檢測，造成零序電流互感器誤動作。

　　解決辦法是：將并聯(lián)的兩臺電源變壓器的中性點先連起來后再接地。

　　4．2 拒動作

　　拒動作比誤動作少見，但拒動作造成的危險性比誤動作大，拒動作的主要原因及分析如下：

　　(1)接線錯誤。用電設(shè)備外殼上的保護線(PE線)接入保護器將導(dǎo)致設(shè)備漏電時拒動作，安裝接線錯誤多半發(fā)生在用戶自行安裝的分裝式漏電保護器上，最常見的有：

　�、儆脩舭讶龢O漏電保護裝置用于單相電路；

　�、诎阉臉O漏電保護裝置用于三相電路中時，將設(shè)備的接地保護線(PE線)也作為一相接入漏電保護裝置中；

　�、圩儔浩髦行渣c接地不實或斷線。

　　(2)動作電流選擇不當。保護器動作電流選擇過大或整定過大將造成保護器的拒動作；

　　(3)自身的質(zhì)量問題。產(chǎn)品質(zhì)量低劣，互感器二次回路斷路、脫扣元件沾粘等質(zhì)量缺陷可造成保護器拒動作。若保護器投入使用不久或運行一段時間后發(fā)生拒動作，其原因大概有：

　�、匐娮泳�路板某點虛焊；

　　②零序電流互感器副邊線圈斷線；

　�、劬�路板上某個電子元件損壞；

　�、苊摽劬�圈燒毀或斷線；

　　⑤脫扣機構(gòu)卡死。

　　(4)線路絕緣阻抗降低或線路太長。由于部分電擊電流不沿配電網(wǎng)工作接地或保護器前方的絕緣阻抗而沿保護器后方的絕緣阻抗流經(jīng)保護器返回電源，將導(dǎo)致保護器拒動作。

　　5 使用和維護

　　目前，配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)三級漏電保護裝置，一級是總保護器；二級是分路保護器；三級是進戶保護器。三級保護的可靠運行，使配電網(wǎng)系統(tǒng)得到安全保證，使設(shè)備免受損壞，避免人身傷亡事故發(fā)生。但有些供用電單位存在著對保護器運行管理不規(guī)范，使漏電保護器拒動、誤動越級跳閘等嚴重現(xiàn)象，有些甚至保護器已退出運行。根據(jù)運行經(jīng)驗及《剩余電流保護器的運行規(guī)程》，漏電保護裝置在運行管理上應(yīng)遵循以下原則：

　　(1)加強技術(shù)培訓(xùn)，不定期地對配電室、分線箱及進戶的保護器進行測試，嚴格按照《剩余電流動作保護器運行》的要求，對保護器進行規(guī)范管理，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；

　　(2)對運行中的保護器必須定期試驗，雷雨季節(jié)更應(yīng)增加試驗次數(shù)，并把測試結(jié)果記錄在檔案；

　　(3)雷擊或其他不明原因使保護器在運行中動作后，應(yīng)作詳細的檢查；

　　(4)對新安裝的保護器，投入運行前應(yīng)先檢查接線是否正確，并按照GB13955-92《漏電保護器安裝和運行》規(guī)程要求檢查；

　　(5)運行中的漏電保護裝置外殼各部及其上部件、連接端子應(yīng)保持清潔，完好無損。連接應(yīng)牢固，端子不應(yīng)變色。漏電保護開關(guān)操作手柄靈活、可靠；

　　(6)運行中漏電保護裝置外殼膠木件最高溫度不得超過65℃，外殼金屬件最高溫度不得超過55℃。保護裝置一次電路各部絕緣電阻不得低于1．5MΩ；

　　(7)總保護器每年至少測試一次，每季度至少檢查試跳一次，低壓網(wǎng)絡(luò)的不平衡泄漏電流每年應(yīng)測試一次，與安裝時測試的數(shù)據(jù)進行比較，發(fā)現(xiàn)比原始數(shù)據(jù)增大，應(yīng)分析原因，進行妥善處理，確保總保護的安全、正常運行。

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