漏電保護(hù)裝置安裝和動作原因分析

安原 大唐淮南洛河發(fā)電廠

漏電保護(hù)裝置安裝和動作原因分析

安原 大唐淮南洛河發(fā)電廠

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

漏電保護(hù)裝置；安裝；動作原因

1 漏電保護(hù)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(qiáng)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(jī)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(xiǎn)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)備等均應(yīng)安裝漏電保護(hù)裝置。漏電保護(hù)裝置的防護(hù)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、用于防盜報(bào)警的電源，以及其他不允許突然停電的場所，漏電時立即切斷電源將會造成事故或重大經(jīng)濟(jì)損失。在以上這些情況下，應(yīng)裝設(shè)不切斷電源的漏電報(bào)警裝置。

裝有漏電保護(hù)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(hù)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(dāng)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(dāng)電氣設(shè)備裝有高靈敏度的漏電保護(hù)裝置時，電氣設(shè)備單獨(dú)接地裝置的接地電阻可適當(dāng)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(hù)裝置的電動機(jī)及其他電氣設(shè)備在正常運(yùn)行時的絕緣電阻值不應(yīng)低于0.5MΩ。

安裝漏電保護(hù)裝置前，應(yīng)仔細(xì)檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗(yàn)按鈕、合格證等是否完好。裝設(shè)在進(jìn)戶線上的帶有剩余電流動作保護(hù)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0.08M Ω。配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)的工作接地電阻，一般不應(yīng)大于4Ω，但當(dāng)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(xiàng)規(guī)定是保證配電系統(tǒng)安全運(yùn)行及保護(hù)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(hù)裝置只能作為附加保護(hù)。加裝漏電保護(hù)裝置的同時不得取消或放棄原有的安全防護(hù)措施。安裝帶有短路保護(hù)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(hù)裝置不宜裝在機(jī)械振動大或交變磁場強(qiáng)的位置。安裝漏電保護(hù)裝置應(yīng)考慮到水、塵等因素的危害，采取必要的防護(hù)措施。

2 漏電保護(hù)裝置的接線

漏電保護(hù)裝置的接線必須正確。接線錯誤可能導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置誤動作，也可能導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置拒動作。接線前應(yīng)分清漏電保護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)裝置負(fù)載側(cè)的線路必須保持獨(dú)立，即負(fù)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(hù)零線連接，也不得與其他電氣回路連接。在保護(hù)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(hù)器，保護(hù)零線不得經(jīng)過保護(hù)器。

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

3 保護(hù)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(diǎn)的接地線斷開，在N線與PE線之間串入一個內(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(shí)測值應(yīng)給予修正后，才能作為動作電流值，即：

式中

I△n－剩余電流動作總保護(hù)器的動作電流值，mA；

I0－現(xiàn)場實(shí)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(hù)器的誤動作，但也降低了保護(hù)功效，最好的辦法是選用可調(diào)動作電流值的保護(hù)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。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(shí)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(hù)器的實(shí)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(hù)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(hù)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(shí)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(hù)的低壓電力網(wǎng)，其泄漏電流不應(yīng)大于保護(hù)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(hù)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(hù)裝置拒動作。誤動作和拒動作是影響漏電保護(hù)裝置正常運(yùn)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(hù)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(hù)器，一旦三相不平衡，保護(hù)器即發(fā)生誤動作；保護(hù)器后方的零線與其他零線連接或接地，或保護(hù)器后方的相線與其他支路的同相相線連接，或負(fù)荷跨接在保護(hù)器電源側(cè)和負(fù)載側(cè)，接通負(fù)載時，也都可能造成保護(hù)器誤動作。三極漏電保護(hù)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(fù)載，保護(hù)器就會動作。此外，漏電保護(hù)器負(fù)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(diǎn)分流入地，造成保護(hù)器誤動作。

(2)絕緣惡化。保護(hù)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(hù)器誤動作；

(3)沖擊過電壓。迅速分?jǐn)嗟蛪焊行载?fù)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(hù)裝置誤動作。

(4)大型設(shè)備啟動。大型設(shè)備的堵轉(zhuǎn)電流很大，如保護(hù)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(jī)械振動等超過保護(hù)器設(shè)計(jì)條件時均可能造成其誤動作。

(6)保護(hù)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(hù)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(hù)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(rèn)為：三相對地形成的電流矢量和為零，保護(hù)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(hù)器誤動作。

(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(hù)器誤動作。

(10)負(fù)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(jī)等)，受其影響保護(hù)器極易發(fā)生誤動作。

(11)變壓器并聯(lián)運(yùn)行引起的誤動作。電源變壓器并聯(lián)運(yùn)行時，由于各電源變壓器PE線阻抗大小不一致，因而供給負(fù)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。

4.2 拒動作

拒動作比誤動作少見，但拒動作造成的危險(xiǎn)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(hù)線(PE線)接入保護(hù)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(hù)器上，最常見的有：

①用戶把三極漏電保護(hù)裝置用于單相電路；

②把四極漏電保護(hù)裝置用于三相電路中時，將設(shè)備的接地保護(hù)線(PE線)也作為一相接入漏電保護(hù)裝置中；

③變壓器中性點(diǎn)接地不實(shí)或斷線。

(2)動作電流選擇不當(dāng)。保護(hù)器動作電流選擇過大或整定過大將造成保護(hù)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(hù)器拒動作。

(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(hù)器前方的絕緣阻抗而沿保護(hù)器后方的絕緣阻抗流經(jīng)保護(hù)器返回電源，將導(dǎo)致保護(hù)器拒動作。

5 使用和維護(hù)

目前，配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)三級漏電保護(hù)裝置，一級是總保護(hù)器；二級是分路保護(hù)器；三級是進(jìn)戶保護(hù)器。三級保護(hù)的可靠運(yùn)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(hù)器運(yùn)行管理不規(guī)范，使漏電保護(hù)器拒動、誤動越級跳閘等嚴(yán)重現(xiàn)象，有些甚至保護(hù)器已退出運(yùn)行。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及《剩余電流保護(hù)器的運(yùn)行規(guī)程》，漏電保護(hù)裝置在運(yùn)行管理上應(yīng)遵循以下原則：

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

(2)對運(yùn)行中的保護(hù)器必須定期試驗(yàn)，雷雨季節(jié)更應(yīng)增加試驗(yàn)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(hù)器在運(yùn)行中動作后，應(yīng)作詳細(xì)的檢查；

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

(5)運(yùn)行中的漏電保護(hù)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(hù)開關(guān)操作手柄靈活、可靠；

(6)運(yùn)行中漏電保護(hù)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(hù)裝置一次電路各部絕緣電阻不得低于1.5MΩ；

(7)總保護(hù)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(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)比原始數(shù)據(jù)增大，應(yīng)分析原因，進(jìn)行妥善處理，確保總保護(hù)的安全、正常運(yùn)行。

[1]天津梅蘭日蘭公司產(chǎn)品說明書

[2]浙江德力西電力有限公司產(chǎn)品說明書

[3]浙江正泰集團(tuán)產(chǎn)品說明書

[4]用電安全導(dǎo)則（GB/T13869-1992）

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.034