一種多功能漏電保護器操作培訓(xùn)臺的設(shè)計

魏梅芳

國網(wǎng)湖南省電力公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心

一種多功能漏電保護器操作培訓(xùn)臺的設(shè)計

魏梅芳

國網(wǎng)湖南省電力公司技術(shù)技能培訓(xùn)中心

漏電保護器普遍應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)中，由于漏電保護器引發(fā)的安全問題日益突出，為使農(nóng)電人員熟悉漏電保護器的性能，提高電網(wǎng)和用電人員的安全可靠性，本文設(shè)計了一種多功能漏電保護器操作培訓(xùn)臺，兼具現(xiàn)場培訓(xùn)與檢測兩大功能。

隨著城區(qū)配電網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的改造升級，漏電保護器應(yīng)用的越來越多，而目前的漏電保護器培訓(xùn)裝置側(cè)重于漏電保護器的動作原理、特性、安裝等功能，不能對漏電保護器的性能進行檢測，不能直觀的觀察漏電保護器的動作過程。本文設(shè)計了一種多功能漏電保護器操作培訓(xùn)臺，能夠直觀展示漏電保護器的動作過程，檢測現(xiàn)有的單極、兩極、三極、四極漏電保護器。

工作原理

目前，大部分推廣安裝農(nóng)網(wǎng)漏電保護器的省份都采用分級漏電保護系統(tǒng)，在農(nóng)網(wǎng)安全用電和確保供電連續(xù)性之間取得一個較為理想的平衡點。按照全國農(nóng)電學(xué)會專家組對農(nóng)網(wǎng)漏電保護器的配置要求和國家標準、部頒規(guī)程以及電力公司的技術(shù)要求，將漏電保護系統(tǒng)分為三級系統(tǒng)。分別稱為總保（第一級）、中保（第二級）和家保（第三級）。要求三級漏電保護系統(tǒng)中各級協(xié)調(diào)配合，在動作電流和動作時間上要與整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)配置，否則不能可靠動作。額定動作電流和動作時間都要有級差，上一級大于下一級，這樣才能保證在出現(xiàn)故障時跳閘具有選擇性，不會出現(xiàn)越級跳閘，造成大面積停電。本試驗臺的工作原理就是基于三級漏電保護器的設(shè)置，如圖1所示。

圖1　試驗臺的原理圖

該試驗臺模擬了一個現(xiàn)場的真實臺區(qū)，配備了三級漏電保護器，用旋轉(zhuǎn)電機作為負載，模擬負載的投入與退出，它的優(yōu)點是能直觀的展示電機的動作。漏電電流采用可調(diào)式限流電阻的方式，即在被試品的出線端與大地之間串入限流電阻，通過對可調(diào)電阻阻值的調(diào)整，達到改變漏電電流大小的目的，目前該試驗臺采用的是可調(diào)繞線電阻，在手動時通過手輪的操作（共設(shè)置了三個手輪，調(diào)節(jié)范圍分別是0～30mA，30～100mA，100～300mA）達到調(diào)整的目的，在自動測試的時候，通過同步電機來調(diào)節(jié)電阻，通過對同步電機的精確控制，實現(xiàn)精準的測試。

結(jié)構(gòu)及功能

本試驗臺的外觀結(jié)構(gòu)見圖2。

本測試平臺分為兩大功能區(qū)，漏電保護器檢測區(qū)和培訓(xùn)操作練習(xí)區(qū)。

檢測區(qū)由顯示屏、各種低壓電氣（變壓器、接觸器、繼電器、負載電阻、電位器、PLC檢測系統(tǒng)）等元件組成。分為手動、自動測試兩種工作模式，能輸出 AC 10～300mA，可對單相、三相漏電斷路器進行動作電流、動作時間測試。測試時，采用檢測實際電壓、實際負載（電動機）的方式進行，能準確測試出當前電路中的電壓、電流、功率、功率因素等各項電能參數(shù)。然后再旁路接漏電保護器，調(diào)節(jié)漏電電流動作值，測試產(chǎn)品的動作電流、動作時間，同時，在測試過程中，漏電保護器的動作過程能在顯示屏上通過動畫直觀顯示。

培訓(xùn)操作區(qū)可以實現(xiàn)不同接地方式時漏電保護器接線安裝操作的功能。通過三相四線電源進線和接地線實現(xiàn)不同的接地方式，以此來提供接線安裝的電源側(cè)引線。具有進行多級漏電保護器的整定配合功能。漏電流在0～300mA連續(xù)可調(diào)，可以實現(xiàn)多級漏電保護器的配合。

試驗臺為了確保培訓(xùn)人員和現(xiàn)場指導(dǎo)人員的安全，采用了多種安全保障措施。首先，裝置在引入市電后采用安全隔離變技術(shù)，從本質(zhì)上預(yù)防了由于操作不當所引起的人身觸電事故，同時，本試驗臺在臺面上加裝了緊急停止按鈕（SA1），當裝置在進行試驗的時候一旦發(fā)生相關(guān)的安全事故，只要按下緊急停止按鈕本裝置的試驗臺區(qū)域?qū)⒘⒓赐ｋ姡源_保操作人員的人身安全。

從線路設(shè)置上，設(shè)置了三級保護，即總進線采用隔離開關(guān)加漏電保護，單獨支線加快速熔絲保護，各出線斷路器加漏電保護，這種保護模式的優(yōu)點在于當出線一旦發(fā)生短路故障時，本裝置可以提供三級保護，基本上可以確保故障在本裝置內(nèi)部被切除，不會對市電造成不必要的影響，在最大程度上保障了現(xiàn)場人員的人身安全，同時也保護了本裝置不會因為偶發(fā)的事故而導(dǎo)致裝置的損壞。

在測試端，創(chuàng)新使用插拔技術(shù)，拋棄了原有的壓接連接或螺絲連接等方式，在最大程度上避免了由于連接導(dǎo)線外露導(dǎo)致的安全事故，同時采用插拔技術(shù)的好處就是我們可以在被測試品的連接導(dǎo)線處直接測量相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以同步判斷檢測臺提供的數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

同時，本裝置設(shè)置了可以進行漏電測試的現(xiàn)場測試點，這個測試點的提供可以讓培訓(xùn)人員對漏電有一個直觀的感性認識，避免了空洞的解說，這個測試點可以直接用普通的驗電筆直接進行測試，不必用專業(yè)的工具，極大的方便了現(xiàn)場的教學(xué)和培訓(xùn)。

圖2　漏電保護器操作培訓(xùn)臺外觀

圖3　軟件界面

漏電保護器的測試

本試驗臺設(shè)置了手動和自動兩種測試方式，測試界面見圖3。

（1）動作電流的測試

測試方法：

選擇“自動”或者“手動”按鈕；

根據(jù)產(chǎn)品的額定電流，選擇對應(yīng)的電流檔位；

根據(jù)對應(yīng)的產(chǎn)品，選擇“單相”或者三相任意“A B C”相按鈕；

按下面板上的“測試啟動按鈕” ，合上被試的漏電斷路器。

按下電腦界面上的“啟停”按鈕，電機運轉(zhuǎn)。

如果是選擇“手動測試” 先將對應(yīng)檔位的電位器調(diào)至最左邊，然后按下“電流”按鈕，再緩慢調(diào)節(jié)對應(yīng)檔位的電位器，界面上顯示產(chǎn)品的漏電流，直到漏電斷路器動作，此時顯示的脫扣電流為產(chǎn)品的動作電流。

如果是選擇“自動測試”，則在電流設(shè)定欄中設(shè)定一個電流值（開始先設(shè)置一個小于產(chǎn)品動作的電流值）然后點“電流”按鈕，試驗臺自動調(diào)節(jié)輸出漏電流，然后再設(shè)定一個大于產(chǎn)品的動作電流值，試驗臺自動調(diào)節(jié)電流，直到產(chǎn)品動作。

在測試產(chǎn)品動作電流時，界面上的三維動畫會模擬開關(guān)動作、電機轉(zhuǎn)動、以及漏電流流向等。

（2）動作電流的測試結(jié)果

1）30mA漏電保護器動作電流測試

測試對象　A　B　C動作電流 mA　動作電流 mA　動作電流 mA三相四線　23.11　23.34　23.21三相三線　25.68　25.26　25.30單相　23.55

2）100mA漏電保護器動作電流測試

測試對象　A　B　C動作電流 mA　動作電流 mA　動作電流 mA三相四線　78.42　79.83　23.21三相三線　82.95　81.61　82.17單相　84.31

（3）動作時間的測試

1）先選擇對應(yīng)的電流檔位，然后再點擊“設(shè)定”按鈕，設(shè)定動作電流值。

2）調(diào)節(jié)漏電流至產(chǎn)品額定電流值。（注意：自動模式時，當?shù)竭_需要的電流后，點一下“電流設(shè)定”按鈕，讓電流停止走動）

3）點擊“時間”按鈕，產(chǎn)品脫扣，試驗臺顯示產(chǎn)品的動作時間。

（4）動作電流測試結(jié)果

1）30mA漏電保護器動作測試（42.76mA）

測試對象　A　B　C動作時間 mS　動作時間 mS　動作時間 mS三相四線　49　35　28三相三線　36　35　38單相　52

2）100mA漏電保護器動作測試（112.9mA）

測試對象　A　B　C動作時間 mS　動作時間 mS　動作時間 mS三相四線　29　35　29三相三線　33　45　38單相　35

結(jié)語

通過本試驗臺的檢測，能夠準確判別出現(xiàn)場漏電保護器的動作電流和動作時間是否合格，及時排除安全隱患，同時，能對現(xiàn)場農(nóng)電人員進行漏電保護器的培訓(xùn)，進一步規(guī)范了漏電保護器的安裝接線及檢測。