淺析農村低壓電網中級剩余電流動作保護器的應用

高尚文　馬憲勇

摘 要：本文在對農村低壓電網剩余電流動作保護器運行情況進行調查研究的基礎上，探討了在農村低壓電網中安裝中級保護器的必要性、中級保護器安裝方式等，提出了中級保護器應用中需解決和注意的問題。

關鍵詞：農村低壓電網；中級保護；應用；研究

一、農村低壓電網剩余電流保護器基本概念

農村低壓供電系統裝設剩余電流動作保護裝置，是防止發生人身觸電傷亡事故的有效措施之一，是防止由漏電引起電氣火災和電氣設備損壞事故的技術措施之一，也是降低供（用）電損耗的技術措施之一。

1.剩余電流動作保護裝置概念

剩余電流動作保護裝置是指在規定的條件下，被保護電路中剩余電流超過定值，能斷開電路或發出報警信號的機械開關電器或組合電器。

機械開關電器是指具有斷開短路電流功能的斷路器新增了可以斷開微小的剩余電流功能的斷路器。

合電器是指檢測互感器、剩余電流繼電器、開關電器（如交流接觸器）或聲光報警裝置等獨立元件分別安裝，通過電氣連接組合的保護器。

2.剩余電流動作保護器型式分類

剩余電流動作保護器按照安裝位置可分為總保護、中級保護和末級保護。

總保護：安裝在配電臺區低壓側的第一級剩余電流動作保護器，亦稱總保。

中級保護 ：安裝在總保和末級保護之間的低壓干線或分支線的剩余電流動作保護器，亦稱中保。中保因安裝地點、接線方式不同，可分為“三相中保”和“單相中保”。

末級保護：安裝在用戶進線處的剩余電流動作保護器，亦稱家保。

總保護和中級保護應采用延時型剩余電流動作保護器，末級保護應采用一體式非延時型剩余電流動作保護器。

3.中級保護裝置在低壓電網中的作用

總保護：安裝在變壓器低壓側的總保護裝置以實現間接接觸保護為主，在保證正常供電的同時、兼顧人身安全。

中級保護：安裝在低壓線路分支處的中級保護以實現間接接觸保護為主，兼顧人身安全。當保護范圍內發生故障性漏電時，可將因故障漏電引起的停電范圍控制在該分支內、縮小停電范圍。

末級保護：安裝在用戶側的末級保護裝置應實現直接接觸保護作用。在不同的使用場所、當保護范圍內出現大于額定動作電流的故障漏電電流（30mA及以下）時，能在0.1s以內迅速跳閘切斷電源。

二、目前農村低壓電網采取的保護形式及其存在的問題

1.目前農村低壓電網三級保護形式

目前農村低壓剩余電流保護普遍采用總保加末保的形式，三級保護實際變為了二級保護。以我公司為例，自2006年開始，在農村電網中試點安裝剩余電流動作總保護，通過試點后2008年在所有農村公變臺區推廣安裝剩余電流動作保護器，120000戶農村客戶中80%以上安裝了末保，但無一個臺區安裝有中級保護器。

2.目前農村低壓電網漏電保護形式分析

（1）存在的問題

①總保護頻繁跳閘，影響客戶可靠用電。

②故障查找耗費大量的人力和時間。

③末保投運率不高。

（2）原因分析

①總保護頻繁跳閘主要是電網或客戶電氣設備健康水平不高引起的，而因客戶電氣設備漏電引起總保動作是最主要的原因。

②農村地區普遍采用集中裝表的方式，而在戶表改造時末保大都安裝中客戶家中，部分客戶因家中設備漏電引起家中頻繁停電而繞越末保用電，或者末保損壞后不愿出錢更換而擅自拆除并退運，使得末保的投運率不高。

三、農村低壓電網中級剩余電流保護器的應用

1.中級保護器的原理

中級保護是相對于總保和末保而言的，一般安裝在總保和末級保護之間的低壓干線或分支線上，以實現間接接觸保護為主，兼顧人身安全，當保護范圍內發生故障性漏電時，可將因故障漏電引起的停電范圍控制在該分支內、縮小停電范圍。

2.安裝中級保護的原因分析及好處

（1）安裝中級保護的原因分析

中級保護一般都安裝于低壓干線或分支線上，但由于在農網改造時沒有在配變臺區低壓線路上考慮安裝中級保護，所以現在要在配變臺區低壓線路上安裝中級保護基本上難度相當大，而且是弊多利少，所以我們現在基本上不考慮這種常規的安裝方式。

根據多年的低壓線路運行記錄、統計和分析，絕大多數情況下的總保護跳閘都不是由于低壓線路或下戶線障引起的，所以我們目前所要推行的中級保護是安裝在下戶點上的。根據調查了解和農村低壓電網的實際情況，在供電所普遍存在配變臺區低壓總保護跳閘率過高而用戶末級保護投運率過低的問題，只是各個供電所的嚴重程度不同而已，這種現象已經嚴重的影響了供電可靠率和低壓電網安全水平，所以說在目前的情況下安裝中級保護就顯得非常有必要。

（2）安裝中級保護的好處

①提高供電可靠率，大幅降低總保跳閘率。安裝中級保護后，用戶客戶室內發生的漏電、短路、過載等故障就會被限定在其下戶線處的中級保護的保護范圍內，不再會引起總保護越級跳閘而造成整個配變臺區停電，從而縮小了停電范圍并能防止事故或故障進一步擴大，從而提高了農村供電可靠率并降低了總保跳閘率。

②提升低壓電網的安全供電水平。由于只采用總保護和末級保護的二級保護方式存在一定的保護死區，另外由于末級保護的投運率低，因此發生觸電傷亡事故機率會更大一點，觸電事故也是每年都在發生；但采用三級保護方式后，發生觸電傷亡事故的機率便會大幅減小，就算用戶室內沒有安裝末級保護，在用戶室內漏電、短路、過載的情況下，中級保護也能起到很好的保護作用。

③縮小故障范圍、縮短故障排查時間，減少報修人員工作量。由于安裝中級保護后，一處地方發生短路或漏電故障時，故障會被限定在所在的中級保護范圍內，這樣故障范圍就小了，可以在很短的時間內找到并隔離故障點，再也不需要再像以前一樣滿山遍野的去查故障了，從而就降低了報修人員的工作量。

④可促進末級保護的安裝，提高末級保護的投運率。由于在目前二級保護的情況下，無法監管好用戶的末級保護，但安裝中級保護后情況就會不一樣了，如果客戶室內發生短路、漏電或過載故障而引起中級保護跳閘，而故障點就在用戶處，從而敦促其整改，這樣可以更好的監管好客戶的末級保護，從而提高末保投運率。

⑤提高優質服務水平。由于中級保護安裝在公共下戶點，用戶可以自行投入或切除中級保護，如果某一客戶室內故障引起的中級保護跳閘，這個停電范圍是很小的，很快就能排查出是哪一家用戶故障引起的中級保護跳閘，從而對其進行停電而重新投入中級保護，這樣，故障停電范圍小了、故障停電時間更短了、停電造成的影響也更小了。

3.中級保護的安裝方式

中級保護的安裝方式：目前我們推薦采用將中級保護安裝在用戶集中裝表的下戶點上的方式，這種方式又要分新裝和改造兩種情況，如果是新增的下戶點，用戶數量在2戶及以上，則每1個表點需要安裝1個中級保護，也就是說下戶線在下桿后，在進電能表之前先接入中級保護，然后再從中級保護分線至每一只電能表，然后在電能表出線上安裝末級保護。如果是已有的下戶點，則需要在電能表前面將下戶線開斷，然后在中間裝設中級保護，這種在已有下戶點安裝中級保護的方式有以下幾種具體的實施方案：

方案1：在適當位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級保護安裝在配電箱內，并在中級保護前加裝一只2P100A的TD接線端子，作為下戶線至中級保護的銅鋁過渡措施。中級保護至電能表的一段線路，采用BV-4或BV-6銅線分別接入每一只是能表，然后在電能表出線側安裝末級保護，若以前使用公用零線的，則在用戶的進戶線上安裝末級保護。這種方式成本最高，但最安全可靠，而且可以解決一直以來困擾我們的以前戶表改造時全部采用鋁芯線進表經常造成接觸不良而燒壞電能表的問題，為最推薦方案。

方案2：在適當位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級保護安裝在配電箱內，下戶線用C45插針壓接后接至中級保護的進線側。中級保護至電能表的一段線路，采用BV-4或BV-6銅線分別接入每一只電能表，然后在電能表出線側安裝末級保護，若以前使用公用零線的，則在用戶的進戶線上安裝末級保護。這種方式可靠性不高，因為如果下戶線線芯滲水就會造成中級保護進水而損壞，但可解決電能表的接線問題而且成本不高。

方案3：在適當位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級保護安裝在配電箱內，并在中級保護前加裝一只2P100A的TD接線端子，作為下戶線至中級保護的銅鋁過渡措施。中級保護至電能表的一段線路，仍然保留原來的下戶線不動，只是要壓接C45插針后才能接入中級保護的負荷側以解決銅鋁接觸不良的問題，電能表及以后的線路均不動。這種方式比較安全可靠且成本適中。

方案4：在適當位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱或木制配電板，然后將中級保護安裝在配電箱內或木制配電板上，下戶線開斷處兩側均用C45插針壓接后接至中級保護的進出線側，以解決銅鋁接觸不良的問題。這種安裝方式可靠性不高，因為如果下戶線線芯滲水就會造成中級保護進水而損壞，但此種方式成本最低，可以作為一種非長期的過渡方案。

4.中級保護應用中需解決和注意的問題

（1）中級保護的選型問題。由于用戶家里普遍使用額定漏電電流小于30mA、動作時間小于0.1秒的非延時型單相漏電斷路器，所以中級保護就要與末級保護形成保護級差，應選用額定漏電電流在50-100mA、動作時間小于0.2秒的延時型單相或三相漏電斷路器，而且要求中級保護跳閘時，必須能同時斷開相線和零線，這樣才能起到最好的保護效果而且可以避免越級跳閘。在跳閘時間配合上，總保護器應盡量選用跳閘時間為0.25-0.3秒的產品。這樣才能保證不越級造成總路保護器跳閘。

（2）安裝后的運行維護問題。由于農村下戶線安裝時間較長，線芯滲水問題在農村較為普遍、由于資金的限制采用節約方式安裝中級保護造成中級保護容易淋雨、被雷擊、安裝質量不好造成接觸不良、產品質量不好、產品選型不當等等問題都有可能造成中級保護損壞。因此供電所人員應加強中級保護器的巡視檢查，一旦發現損壞應及時更換。

（3）對用戶的宣傳、解釋和教育問題。安裝中級保護器可以快速查找故障點、縮小停電范圍，但有可能增加部分表點和部分用戶的停電次數，尤其是有漏電隱患的表點。所以在安裝時就必須向所有表點的用戶宣傳安裝中級保護的好處，并正確解釋可能出現的問題，而且還要教會所有表點的用戶如何正確使用和看護中級保護，跳閘后怎樣恢得送電，哪些地方能夠操作，哪些地方不能接觸，出現跳閘故障后如何報修和自行排查并隔離故障用戶。只有做好了這方面的工作，才能充分發揮中級保護的作用，這項工作才有意義。

總之，農村低壓電網中安裝中級保護器，在當前農村低壓電網的漏電保護有其重要的意義，也有必進行推廣。當然由于運行經驗尚不足，還需要在下一步應用的基礎上進行總結，解決不斷出現的問題，積累經驗，為農村低壓電網中剩余電流的保護找到更加科學、有效的途徑。

參考文獻：

[1]李家賢.紀賢保.剩余電流保護系統及運行管理[M].中國電力出版社，2002.

[2]曹法明；農村剩余電流保護裝置的配合與應用[J]；電氣工程應用：2010年03期.