建筑電氣工程中漏電保護技術的應用探討

徐琨

中國電子系統工程第四建設有限公司 河北石家莊 050000

1 電氣工程漏電保護施工中應遵循的幾點原則

1.1 協同性原則

具體施工之前，技術人員需要對電氣工程的施工特點以及工程設計的內容進行全面了解，在此基礎上分析漏電保護的相應工序，通過合理的技術內容選擇，保障漏電保護施工的順利開展。在對建筑工程的基礎施工狀況全面掌握之后，所設計的漏電保護施工方案則可表現出更好的適用性。需要特別注意的是，進行漏電保護施工時，應對各類臨時用電的狀況進行嚴格約束，以免用電功率過高，對電氣工程系統的運行安全造成較大威脅。

1.2 組織性原則

電氣工程施工中，應與土建施工部門建立有效的聯系，確保各類電氣設備的合理安裝，這也要求進行施工之前，應組織土建部門對于一些基礎施工環節和施工工序進行細致分析，結合電氣工程的施工特性，形成一套組織性較強，且協同性較強的施工方案。在后續施工中，嚴格按照相應的施工方案落實施工任務，這可從根本上解決因施工配合不到位所引發的電氣安全問題[1]。

2 漏電保護裝置的工作原理

漏電保護裝置主要是由三部分組成的，包括檢測元件、中間放大環節、操作執行機構。將漏電保護裝置安裝在線路中，一次線圈與電網的線路相連接，二次線圈與漏電保護器中的脫扣器連接。當用電設備正常運行中時，電流呈現的是平衡狀態，互感器中電流為零，整個裝置處于閉合狀態。當設備外殼發生漏電或有人（或者是動物）觸及到時，會在故障點產生分流，漏電電流經過人體- 大地-接地，返回變壓器的中性點，致使互感器中有電流，當電流達到一定的值后，自動開關脫扣，切斷電源[2]。

3 漏電保護裝置的作用

漏電保護裝置是一種接地保護裝置，用來防止人身體觸電和因漏電引起的一系列事故，當線路中的漏電電流大于整個裝置值，或者是有人或者小動物發生觸電危險時，此裝置能夠迅速反應，切斷事故電源，避免事故的擴大，保障了人身和財產的安全。

3.1 保障人身安全

用于防止人身觸電的保護裝置有兩種，一種是直接接觸保護裝置，就是防止人體直接接觸帶電導體而造成觸電事故的發生，當人和帶電導體直接接觸時，它由人體觸電的電壓和人體電阻所決定的，具有小于0．1 秒的快速動作性能和IEC 漏電保護裝置標準規定的反時限特性。另一種是間接接觸保護裝置，即為了防止用電設備在發生絕緣損壞時，在金屬外殼等外漏金屬部件上呈現危險的接觸電壓。當居民所用電氣設備漏電時，主要出現兩種異常現象。①破壞二相電流的平衡，有零序電流出現；②正常時不帶電的金屬外殼發生對地電壓（金屬外殼和大地在正常情況下都是零電位）。當電力系統出現接地故障，如人員觸電、錯誤接地及設備絕緣損壞碰殼等，就會有較大剩余電流，此時漏電保護技術發揮作用，切斷電源。人接觸漏電的電纜或設備時會觸電傷亡，如果電氣設備漏電時電源切斷不及時，就會形成短路故障，把設備燒毀，嚴重時引發火災。

3.2 防止電氣火災的發生

當前，由于用電方面的問題出現火災的情況時有發生，在建筑電氣工程中經常出現的故障問題就是接地故障，其額定電流比較小，因此，線路出現故障的地點并不容易出現熔焊的情況，但是很容易出現電弧之間的錯位或者地點故障問題形成的電流。在高壓溫度比較高的情況下，就很容易出現火災事故，引燃周邊的可燃物品。為了有效的減少電氣火災事故，要通過安裝漏電保護裝置來避免安全隱患問題發生。

4 漏電保護技術的應用

漏電保護技術產品通常是指漏電保護器，即電氣安全裝置，將其安裝在低壓電路中，一旦發生漏電或觸電事故時，漏電電流達到其事先設定的動作電流值，就會立即跳閘、斷電，最關鍵的作用就是設備漏電時保護人員安全。

4.1 傳統漏電保護技術的應用

（1）接地保護技術。接地保護技術是指在電氣設備正常運行的情況下，不帶電的金屬框架、金屬外殼通過接地裝置和大地可靠連接，保護人身安全。研究表明，頻率在50-60Hz 的工頻交流電流對人的危害最大，當工頻交流電流通過人體時超過50mA，就會危害人的生命安全；當達到100mA 時就能致死。實際上，可以讓人觸電死亡的危險電流位還與人的體重、通電時間等有關，體重越輕通電時間就越短，可以致死的電流也就越小。若某臺電氣設備因火線碰殼發生漏電故障，盡管應用漏電接地保護技術可以顯著降低人觸碰設備外殼時接觸的電壓，減輕觸電危險，但這一觸電電壓不能減少為零，危險仍然存在。

（2）接零保護技術。接零保護技術是指電氣設備正常運行時不帶電金屬框架、外殼和低壓供電系統零線連接，預防人體遭受觸電危險。應用漏電接零保護技術時，如果電氣設備內部絕緣損壞，引發碰殼短路故障，就會產生較大短路電流，促使保護元件快速將故障設備電源斷開。居民一般依靠公用電網供電，同一臺變壓器同時向很多用戶供電，但當下電力部門對于應用接地保護技術還是接零保護技術并沒有明確的限制，有一部分用戶可能使用接地保護，有一部分用戶可能使用接零保護。當很多用戶都使用接地保護時，另一些用戶再使用接零保護，就有可能在電氣設備外殼上產生危險電壓。此外，公用電網還存在一個問題。如果某用戶電氣設備出現單相碰殼漏電故障，因其保護元件的容量太大，可能無法動作，進而使上一級保護元件動作，停電范圍會擴大；或者因公用電網的線路較長，有較大的零線電阻，無法使保護元件動作，此時接地電流很大，極有可能導致中性點出現位移，嚴重損壞三相電壓平衡。

（3）斷路器技術。斷路器漏電保護技術的本質就在于加裝檢測漏電元件的塑殼式斷路器。例如，為確保居民用電安全，在插座支路上要安裝斷路器進行漏電保護。該過程中要保證安裝方法的正確性，使其擁有過載、過流以及短路保護的作用，動作時間為0．1s、電流為30mA，保證人身安全。實際上，漏電斷路器具有較為復雜的結構，其元件與連線較多，隨著使用時間的延長，本身也可能發生故障，所以應定期開展試驗檢查工作，如每月一次，按動其試驗按鈕，把漏電情況模擬出來，確認其是否能正常動作。一旦發現斷路器無法正常動作，就要及時維修，必要時應直接更換新的漏電斷路器。

4.2 自適應低壓漏電保護技術

電力實際使用過程中發現，現有低壓漏電保護技術的額定動作電流如果是固定的，就無法滿足居民的實際用電需求。究其原因在于電氣設備的實際運行情況會受到諸多因素的影響，如果可以使低壓漏電保護器額定電流閾值跟隨環境的改變而改變，就能最大程度地防止漏電事故的發生，同時提高用電效率。具體可根據剩余電流變化率判斷是故障漏電還是正常漏電，如果最終確定是正常漏電，就可以基于算法建立自適應動態閾值模型，使其根據更具體的情況設計極小值、極大值，并通過濕度感應器連接兩者之間的波動，建立一定濕度和剩余電流的閾值模型，但濕度較小時電氣設備正常剩余電流就較小，需適當降低低壓漏電保護器額定的電流動作值。通過加大研究力度，推動低壓漏電保護技術在居民漏電保護中的應用不斷趨于自動化、智能化，以更好地滿足用電設備在各種情況下安全高效運行的要求[3]。

4.3 合理應用新漏電保護裝置

低壓漏電保護技術在實踐應用中從監測漏電故障到總閘停止需要0．2s 以上的時間。該延遲很容易對觸電的人造成嚴重后果，所以應注意使用一種和當下普遍的低壓漏電保護技術原理不同的新型漏電保護裝置，克服現有低壓漏電保護技術的不足，提升居民低壓系統用電的安全性。新型漏電保護裝置加入高阻抗電子元件，如果發生漏電故障就能第一時間隔離人與火線，確保人觸電后的安全。例如，單片機漏電保護開關的應用，可以保留原漏電保護開關的閾值檢測、信號放大等部件，促進邏輯判斷電路、定時計數電路的數字化，把剩余電流信號變成電壓信號，在單片機的輸出控制下進行信號邏輯判斷，執行電路控制脫扣操作。但是其運行環境有較強的電氣干擾，需選擇規格與型號都恰當的單片機，或者啟用看門定時器電路，加入軟件冗余技術、糾錯措施，精心設計電路板，使抗干擾效果明顯。

5 結語

隨著人類對電力能源的重視和廣泛應用，電力已經成為現代各行各業發展的基礎前提。但是，不可否認的是電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時，也帶來了些許安全隱患的問題。在用電過程中，漏電問題頻繁出現。漏電問題不單單造成線路上的損失，還會影響到設備的正常使用，甚至還會引起火災事故的發生。所以，為了更好的保障電氣安全，施工人員必須在線路上安裝漏電保護裝置，從而減少電氣安全的隱患。