對(duì)接地故障不同方式的探討

湯和營(yíng)

(黑龍江省旭正建設(shè)工程監(jiān)理有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

用電設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，相線與N (零線)進(jìn)入零序電流互感器的電流相等，方向相反，兩電流在互感器中產(chǎn)生的磁通相互抵消，互感器二次側(cè)無(wú)感應(yīng)電流信號(hào)輸出，開(kāi)關(guān)維持導(dǎo)通狀態(tài);當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)相對(duì)外殼漏電故障，相線電流在互感器中產(chǎn)生的磁通大于N 線電流產(chǎn)生磁通，零序電流互感器中出現(xiàn)剩磁通并感應(yīng)出電流信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)跳閘，切斷電源。可見(jiàn)，使漏電開(kāi)關(guān)起到保護(hù)作用，零序電流互感器中不可缺少剩磁通，既相線電流大于零線電流是必要條件。要滿足這一條件，安裝接線必須正確，否則達(dá)不到預(yù)想效果。

一、漏電開(kāi)關(guān)的正確安裝

安裝漏電開(kāi)關(guān)，必須掌握低壓配電系統(tǒng)的接地形式、區(qū)別狀況，然后才能正確接線。

(1)TN 系統(tǒng)(電力系統(tǒng)中中性點(diǎn)直接接地的保護(hù)接零形式)，原則上電氣設(shè)備外殼均連接PE 線(保護(hù)零線)或PEN線保護(hù)、工作合用零線，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)采用TN 有困難的，裝設(shè)漏電開(kāi)關(guān)后采用局部TT 系統(tǒng)。

TN 系統(tǒng)的接地方式應(yīng)滿足:

式中;Zs——接地故障回路的阻抗;

Ia——保證保護(hù)電器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)跳閘電流A;

U0——相對(duì)地標(biāo)稱電壓V。

(2)TT 系統(tǒng)(電力系統(tǒng)中中性點(diǎn)直接接地的保護(hù)接地形式)電器設(shè)備外殼連接不共用電源中性點(diǎn)接地的保護(hù)接地裝置。

TT 系統(tǒng)的接地方式應(yīng)滿足;

式中R—外殼的接地電阻歐姆

二、常見(jiàn)安裝錯(cuò)誤

漏電開(kāi)關(guān)的安裝過(guò)程中，容易出現(xiàn)下列幾種似是而非的錯(cuò)誤，現(xiàn)分析如下:

(1)在TN 系統(tǒng)中，PEN 引線位置不當(dāng)。

式中:I——進(jìn)入漏電開(kāi)關(guān)的相線電流;

I’——進(jìn)入漏電開(kāi)關(guān)的N 線電流:

I1、△I 分別為負(fù)載的工作電流和對(duì)外殼的漏電電流。

從式(4)可知，漏電開(kāi)關(guān)的零序電流互感器中無(wú)剩磁通，即使△I 超過(guò)保護(hù)動(dòng)作值，也不能使漏電開(kāi)關(guān)跳閘，因此起不到漏電保護(hù)作用。

(2)在TN 系統(tǒng)中，僅以大地作為接地保護(hù)。

負(fù)載外殼既不接零又無(wú)接地裝置，僅以電器設(shè)備安裝在大地上，或臨時(shí)隨便插段鋼筋進(jìn)大地作為接地板。接地電阻過(guò)大，滿足不了式(2)，故障時(shí)，即使外殼呈現(xiàn)的電壓超過(guò)50V也不能使漏電開(kāi)關(guān)跳閘。

由此可見(jiàn)，負(fù)載發(fā)生接地故障時(shí)，漏電開(kāi)關(guān)中零序電流互感器產(chǎn)生的剩磁通大于實(shí)際漏電流△I 產(chǎn)生的磁通，容易使漏電開(kāi)關(guān)發(fā)生誤跳閘。

三、應(yīng)用范圍

工程設(shè)計(jì)中，首先要了解哪些場(chǎng)合適合裝漏電開(kāi)關(guān)。根據(jù)國(guó)家有關(guān)行業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范，下列電氣設(shè)備和場(chǎng)所的配電線路必須安裝漏電開(kāi)關(guān):

(1)安裝在潮濕、強(qiáng)腐蝕性等環(huán)境惡劣場(chǎng)所的電器設(shè)備;(2)暫設(shè)臨時(shí)用電的電器設(shè)備:(3)賓館、飯店及招待所的客房?jī)?nèi)插座回路;(4)機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、住宅等建筑物內(nèi)的插座回路;(5)游泳池、噴水池、浴池的水中照明設(shè)備:(6)安裝在水中的供電線路和設(shè)備;(7)醫(yī)院中直接接觸人體的電氣醫(yī)用設(shè)備。

四、漏電開(kāi)關(guān)的參數(shù)選擇

選擇漏電開(kāi)關(guān)，應(yīng)注意一下幾種參數(shù)的選定:

1.額定電壓電流值

根據(jù)被保護(hù)設(shè)備線路是三相或單相供電，選擇額定電壓380V 或220V，漏電開(kāi)關(guān)的額定電流應(yīng)大于線路總負(fù)荷電流。

2.額定動(dòng)作電流值

參照有關(guān)規(guī)范，可按下列數(shù)據(jù)選定;

(1)手握式用電設(shè)備為15mA;(2)環(huán)境惡劣或超市場(chǎng)所的用電設(shè)備為15～10mA;(3)醫(yī)療電氣設(shè)備為6 mA;(4)建筑施工工地的用電設(shè)備未15～30 mA;(5)家用電器回路為30 mA;(6)成套開(kāi)關(guān)柜分配電盤等為100 mA;(7)防止電氣火災(zāi)為300 mA。

五、安裝兩極漏電保護(hù)器

只在插座回路上安裝漏電保護(hù)器的做法不能防范插座回路以外電氣線路和設(shè)備電弧性接地故障引起的電氣火災(zāi)。在電源進(jìn)線上再安裝一極漏電保護(hù)器，其額定動(dòng)作電流為300 mA，并帶有約0.15s 的延時(shí)，以插座回路上的漏電保護(hù)器有選擇性配合。增加這一極漏電保護(hù)器對(duì)電氣投資略有增加，但對(duì)防范常見(jiàn)多發(fā)的危險(xiǎn)接地電弧火災(zāi)卻是至關(guān)重要的。另外不可實(shí)現(xiàn)地建筑物配電線路電弧性和金屬性的接地故障進(jìn)行保護(hù)。

六、三四極和二極漏電保護(hù)器的應(yīng)用

電氣安全的一個(gè)基本要求是盡量減少開(kāi)關(guān)電器的極數(shù)和觸頭數(shù)以及線路的連接點(diǎn)，所以，應(yīng)盡可能限制在中性線增加觸頭。另一種誤解，即認(rèn)為帶有單相負(fù)荷的三相漏電保護(hù)器應(yīng)采用四極的。其實(shí)漏電保護(hù)器的標(biāo)準(zhǔn)名稱是“剩余電流動(dòng)作保護(hù)器”，它只能在回路中出現(xiàn)剩余電流(如絕緣損壞引起的對(duì)地泄漏電流)時(shí)動(dòng)作，而與回路不平衡電流毫不相干。因此，這些誤解造成了現(xiàn)時(shí)一些四級(jí)漏電保護(hù)器的應(yīng)用過(guò)濫。

七、采用電子式漏電電保護(hù)器應(yīng)注意的事項(xiàng)

電子式漏電保護(hù)器制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，是我國(guó)廣泛采用的漏電保護(hù)器類型。但它不同于電磁式漏電保護(hù)器類型，電磁式漏電保護(hù)器用故障電流的能量來(lái)脫扣，而電子式漏電保護(hù)器是用故障回路的殘壓來(lái)脫扣(發(fā)生接地故障時(shí)，回路電壓下降，此殘壓指故障時(shí)漏電保護(hù)器接線端子上的電壓，不實(shí)指公用電網(wǎng)的電壓負(fù)偏差)。當(dāng)接地故障點(diǎn)靠近漏電保護(hù)器時(shí)，其值過(guò)低，不能使漏電保護(hù)器動(dòng)作來(lái)避免事故的發(fā)生。因此，采用電子式漏電保護(hù)器時(shí)，應(yīng)注意漏電保護(hù)器的安裝位置不能離插座太近，以保證漏電保護(hù)器處有足夠的故障殘壓。另外，當(dāng)回路的中性線斷線時(shí)，回路上的電子式漏電保護(hù)器也將因失壓而不能動(dòng)作，這時(shí)如果手持絕緣損壞的手握式和移動(dòng)式設(shè)備將是十分危險(xiǎn)的。因此，在使用電子式漏電保護(hù)器時(shí)，要考慮上述因素。

［1］朱聲石.自耦變壓器零差保護(hù)的討論［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2003.10.

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