漏電保護裝置安裝和動(dòng)作原因分析論文

　　摘要：文章闡述了漏電保護裝置的安裝原則，結合漏電保護在工程中的應用，論述了漏電保護裝置的接線(xiàn)及其動(dòng)作值的確定，分析了漏電保護裝置發(fā)生誤動(dòng)和拒動(dòng)的原因。

　　關(guān)鍵詞：漏電保護裝置 安裝 動(dòng)作原因

　　1 漏電保護裝置安裝原則

　　有金屬外殼的I類(lèi)移動(dòng)式電氣設備和手持電動(dòng)工具、安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場(chǎng)所的電氣設備、建筑施工工地的電氣施工機械設備、臨時(shí)性電氣設備、賓館等客房?jì)鹊牟遄�、觸電危險性較大的民用建筑物內的插座、游泳池或浴池類(lèi)場(chǎng)所的水中照明設備、安裝在水中的供電線(xiàn)路和電氣設備，以及醫院直接接觸人體的電氣醫用設備(胸腔手術(shù)室的除外)等均應安裝漏電保護裝置。漏電保護裝置的防護類(lèi)型和安裝方式要與電氣設備的環(huán)境條件和使用條件相適應。

　　對于公共場(chǎng)所的通道照明電源和應急照明電源、消防用電梯及確保公共場(chǎng)所安全的電氣設備、用于消防設備的電源(如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等)、用于防盜報警的電源，以及其他不允許突然停電的場(chǎng)所或電氣裝置的電源，漏電時(shí)立即切斷電源將會(huì )造成事故或重大經(jīng)濟損失。在以上這些情況下，應裝設不切斷電源的漏電報警裝置。

　　從防止電擊的角度考慮，使用安全電壓供電的電氣設備、一般環(huán)境條件下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣結構的電氣設備、使用隔離變壓器供電的電氣設備、在采用不接地的局部等電位聯(lián)結措施的場(chǎng)所中使用的電氣設備以及其他沒(méi)有漏電危險和電擊危險的電氣設備可以不安裝漏電保護裝置。

　　裝有漏電保護裝置的電氣線(xiàn)路和設備的泄漏電流必須控制在允許范圍內，所選用漏電保護裝置的額定不動(dòng)作電流應不小于電氣線(xiàn)路和設備的正常泄漏電流的最大值的2倍。當電氣線(xiàn)路或設備的泄漏電流大于允許值時(shí)，必須更換絕緣良好的電氣線(xiàn)路或設備，當電氣設備裝有高靈敏度的漏電保護裝置時(shí)，電氣設備單獨接地裝置的接地電阻可適當放寬，但應將預期的接觸電壓限制在允許范圍內。安裝漏電保護裝置的電動(dòng)機及其他電氣設備在正常運行時(shí)的絕緣電阻值不應低于0．5MΩ。

　　安裝漏電保護裝置前，應仔細檢查其外殼、銘牌、接線(xiàn)端子、試驗按鈕、合格證等是否完好。裝設在進(jìn)戶(hù)線(xiàn)上的帶有剩余電流動(dòng)作保護的斷路器，其室內外配線(xiàn)的絕緣電阻，晴天不應小于0．5MΩ，雨天不應小于0．08MΩ。配電變壓器低壓側中性點(diǎn)的工作接地電阻，一般不應大于4Ω，但當配電變壓器容量不大于100kVA時(shí)，接地電阻可不大于10Ω。絕緣電阻以及接地電阻這兩項規定是保證配電系統安全運行及保護器能否正確動(dòng)作所不可忽視的問(wèn)題。

　　用于防止觸電事故的漏電保護裝置只能作為附加保護。加裝漏電保護裝置的同時(shí)不得取消或放棄原有的安全防護措施。安裝帶有短路保護的漏電開(kāi)關(guān)，必須保證在電弧噴出方向留有足夠的飛弧距離，漏電保護裝置不宜裝在機械振動(dòng)大或交變磁場(chǎng)強的位置。安裝漏電保護裝置應考慮到水、塵等因素的危害，采取必要的防護措施。

　　2 漏電保護裝置的接線(xiàn)

　　漏電保護裝置的接線(xiàn)必須正確。接線(xiàn)錯誤可能導致漏電保護裝置誤動(dòng)作，也可能導致漏電保護裝置拒動(dòng)作。接線(xiàn)前應分清漏電保護裝置的輸入端和輸出端、相線(xiàn)和零線(xiàn)，不得反接或錯接。輸入端與輸出端接錯時(shí)，電子式漏電保護裝置的電子線(xiàn)路可能由于沒(méi)有電源而不能正常工作。

　　組合式漏電保護裝置控制回路的外部連接應使用銅導線(xiàn)，其截面積不應小于1．5mm2，連接線(xiàn)不宜過(guò)長(cháng)。

　　漏電保護裝置負載側的線(xiàn)路必須保持獨立，即負載側的線(xiàn)路(包括相線(xiàn)和工作零線(xiàn))不得與接地裝置連接，不得與保護零線(xiàn)連接，也不得與其他電氣回路連接。在保護接零線(xiàn)路中，應將工作零線(xiàn)分開(kāi)，工作零線(xiàn)必須經(jīng)過(guò)保護器，保護零線(xiàn)不得經(jīng)過(guò)保護器，或者說(shuō)保護裝置負載側的零線(xiàn)只能是工作零線(xiàn)，而不能是保護零線(xiàn)。

　　應當指出，漏電保護器后方設備的保護線(xiàn)不得接在保護器后方的零線(xiàn)上，否則，設備漏電時(shí)的漏電流經(jīng)保護器返回，保護器將拒動(dòng)作。

　　保護器與刀閘一起安裝，按電源進(jìn)線(xiàn)是先人保護器還是先入刀閘來(lái)分，一般是兩種連接方式。當采取進(jìn)線(xiàn)先入刀閘方式時(shí)，經(jīng)過(guò)刀閘中的相線(xiàn)和中性線(xiàn)兩個(gè)保險熔絲，再接人保護器這種方式，就忽視了保護器前面刀閘中中性線(xiàn)熔絲熔斷后，使保護器“自身電路”失去工作電源而不能動(dòng)作的情況。此時(shí)如果相線(xiàn)熔絲并沒(méi)有被熔斷，各種電器雖然都停止工作，但刀閘以下線(xiàn)路仍然帶電，形成“假象”停電。當用戶(hù)動(dòng)用電器或檢查 “假象”停電時(shí)，保護器因失電拒動(dòng)極易發(fā)生觸電。

　　在部分地區廣泛使用熔絲做短路保護，經(jīng)常發(fā)生只有中性線(xiàn)熔絲熔斷的現象。家用保護器作為末端保護，因此失效不動(dòng)作，不但存在嚴重的安全隱患，還會(huì )使總保護器或中間級保護器越級動(dòng)作，引發(fā)大面積停電，造成較大經(jīng)濟損失。為使保護器發(fā)揮其應有的作用，特做如下建議：

　　(1)如果受安裝場(chǎng)所、環(huán)境等條件的限制，或多戶(hù)共用一個(gè)刀閘，戶(hù)保護器的人線(xiàn)端只能取自刀閘的出線(xiàn)端時(shí)，必須將刀閘中的中性線(xiàn)熔絲拆除，用相同規格的導線(xiàn)替換中性線(xiàn)熔絲；

　　(2)應采取進(jìn)線(xiàn)先人保護器后人刀閘的安裝方式。此法能夠防止因中性線(xiàn)熔絲熔斷后，保護器失電的拒動(dòng)問(wèn)題，如經(jīng)常發(fā)生停電“假象”，應按照中性線(xiàn)不準安裝熔斷器的技術(shù)要求，將中性線(xiàn)熔絲改用導線(xiàn)連接；

　　(3)有條件的用戶(hù)不必使用刀閘，應選用具有漏電保護、過(guò)電流(短路)保護、過(guò)電壓保護功能的“三合一”斷路器。

　　3 保護器動(dòng)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(xiàn)斷開(kāi)，在N線(xiàn)與PE線(xiàn)之間串人一個(gè)內阻較小的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(指一年內的變化)，現場(chǎng)實(shí)測值應給予修正后，才能作為動(dòng)作電流值，即：

　　I△n=K×I0

　　式中

　　I△n——剩余電流動(dòng)作總保護器的動(dòng)作電流值，mA；

　　I0——現場(chǎng)實(shí)測的不平衡泄漏電流，mA；

　　K——季節修正系數，非陰雨季節測量，K取3．0，陰雨季節測量，K取1．5；

　　這樣確定的動(dòng)作電流值，雖然能避免保護器的誤動(dòng)作，但也降低了保護功效，最好的辦法是選用可調動(dòng)作電流值的保護器，即在非陰雨季節時(shí)，將動(dòng)作電流值調低；到了陰雨季節時(shí)，將動(dòng)作電流值調高。這樣，動(dòng)作電流值的確定方法應為：非陰雨季節和陰雨季節實(shí)測的不平衡泄漏電流分別乘以系數1．5，即為非陰雨季節和陰雨季節保護器的實(shí)際動(dòng)作值，這樣整定的數值，觸電危害后果會(huì )輕一些。

　　為了避免總保護器發(fā)生頻繁的誤動(dòng)作以及對網(wǎng)絡(luò )上的直接接觸電擊有較大的保護功能，其動(dòng)作電流在躲開(kāi)正常泄漏電流的情況下，應盡量選小。低壓電力網(wǎng)絡(luò )的允許最大泄漏電流應從我國低壓網(wǎng)絡(luò )的實(shí)情考慮，又要兼顧人身和設備安全。在有關(guān)規程中明確規定：凡安裝剩余電流動(dòng)作總保護的低壓電力網(wǎng)，其泄漏電流不應大于保護器的額定剩余電流動(dòng)作電流的50％。

　　4 誤動(dòng)作和拒動(dòng)作原因分析

　　誤動(dòng)作是指線(xiàn)路或設備未發(fā)生預期的觸電或漏電時(shí)漏電保護裝置的動(dòng)作；拒動(dòng)作是指線(xiàn)路或設備已發(fā)生預期的觸電或漏電時(shí)漏電保護裝置拒動(dòng)作。誤動(dòng)作和拒動(dòng)作是影響漏電保護裝置正常運行及充分發(fā)揮作用的主要問(wèn)題。

　　4．1 誤動(dòng)作

　　誤動(dòng)作的原因是多方面的，有來(lái)自線(xiàn)路方面的原因，也有來(lái)自保護器本身的原因。誤動(dòng)作的主要原因及分析如下：

　　(1)接線(xiàn)錯誤。例如，在TN系統中，如N線(xiàn)未與相線(xiàn)一起穿過(guò)保護器，一旦三相不平衡，保護器即發(fā)生誤動(dòng)作；保護器后方的零線(xiàn)與其他零線(xiàn)連接或接地，或保護器后方的相線(xiàn)與其他支路的同相相線(xiàn)連接，或負荷跨接在保護器電源側和負載側，接通負載時(shí)，也都可能造成保護器誤動(dòng)作。三極漏電保護器用于三相四線(xiàn)電路中，由于中性線(xiàn)中的正常工作電流不經(jīng)過(guò)零序電流互感器，因此，只要啟動(dòng)單相負載，保護器就會(huì )動(dòng)作。此外，漏電保護器負載側的中性線(xiàn)重復接地也會(huì )使正常的工作電流經(jīng)接地點(diǎn)分流人地，造成保護器誤動(dòng)作。避免上述誤動(dòng)作的辦法是：

　�、偃�相四線(xiàn)電路要使用四極保護器或使用三相動(dòng)力線(xiàn)路和單相分開(kāi)，單獨使用三極和兩極的保護器；

　�、谠鰪娭行跃�(xiàn)與地的絕緣；

　�、叟懦�零序電流互感器下口中性線(xiàn)重復接地點(diǎn)。

　　(2)絕緣惡化。保護器后方一相或兩相對地絕緣破壞，或對地絕緣不對稱(chēng)降低，都將產(chǎn)生不平衡的泄漏電流，導致保護器誤動(dòng)作；

　　(3)沖擊過(guò)電壓。迅速分斷低壓感性負載時(shí)，可能產(chǎn)生20倍額定電壓的沖擊過(guò)電壓，沖擊過(guò)電壓將產(chǎn)生較大的不平衡沖擊泄漏電流，導致快速型漏電保護裝置誤動(dòng)作。解決辦法如下：

　�、龠x用沖擊電壓不動(dòng)作型保護器；

　�、谟谜�反向阻斷電壓較高的(正反向阻斷電壓均大于1000V以上)可控硅取代較低的可控硅。

　�、圻x用延時(shí)型保護器。

　　(4)大型設備起動(dòng)。大型設備的堵轉電流很大，如保護器內零序電流互感器的平衡特性不好，則啟動(dòng)時(shí)互感器一次性的漏磁可能造成誤動(dòng)作；

　　(5)偏離使用條件。環(huán)境溫度、相對濕度、機械振動(dòng)等超過(guò)保護器設計條件時(shí)均可能造成其誤動(dòng)作；

　　(6)保護器質(zhì)量低劣。由于零件質(zhì)量或裝配質(zhì)量不高、降低了保護器的可靠性和穩定性，并導致誤動(dòng)作；

　　(7)附加磁場(chǎng)。如果保護屏蔽不好，附近裝有流經(jīng)大電流的導體，裝有磁性元件或較大的導磁體，均可能在互感器鐵芯中產(chǎn)生附加磁通量導致誤動(dòng)作；

　　(8)剩余電流和電容電流引起的誤動(dòng)作。在一般情況下，三相對地電容差別不大，因此可以認為：三相對地形成的電流矢量和為零，保護器不會(huì )動(dòng)作。如果開(kāi)關(guān)電器各相合閘不同步，或因跳動(dòng)等原因使各相對地電容不同等充電，就會(huì )導致保護器誤動(dòng)作。解決的辦法是：

　�、俦M可能減小導線(xiàn)的對地電容，如將導線(xiàn)布置遠離地面；

　�、谶m當調大保護器的動(dòng)作電流值；

　�、郾Ｗo器盡可能靠近負載安裝；

　�、茉跓o(wú)法避免電容電流的地方，應使用合閘同步性能良好的開(kāi)關(guān)電器。

　　(9)高次諧波引起的誤動(dòng)作。高次諧波中的3次、9次諧波屬于零序對稱(chēng)制，在這種情況下，電流通過(guò)對地泄漏電阻和對地電容就容易使保護器誤動(dòng)作。解決的辦法是：

　�、俦M量減少電源和負載可能帶來(lái)的高次諧波；

　�、诒M量減少電路的對地泄漏和對地電容；

　�、郾Ｗo器盡可能靠近負載安裝。

　　(10)負載側有變頻器引起的誤動(dòng)作。有些用戶(hù)的電氣設備上有變頻器(例如彩色膠印機等)，受其影響保護器極易發(fā)生誤動(dòng)作。解決方法是：

　�、購闹圃鞆S(chǎng)家來(lái)講，主要是設法提高保護器的抗于擾能力，通�？刹捎秒p可控硅電路或以分立元件線(xiàn)路板取代集成電路板；

　�、趶挠脩�(hù)角度出發(fā)，應選用抗電磁干擾性能好的產(chǎn)品。

　　(11)變壓器并聯(lián)運行引起的誤動(dòng)作。電源變壓器并聯(lián)運行時(shí)，由于各電源變壓器PE線(xiàn)阻抗大小不一致，因而供給負載的電流并不相等，其差值電流將經(jīng)電源變壓器工作接地線(xiàn)構成回路，并被零序電流互感器所檢測，造成零序電流互感器誤動(dòng)作。

　　解決辦法是：將并聯(lián)的兩臺電源變壓器的中性點(diǎn)先連起來(lái)后再接地。

　　4．2 拒動(dòng)作

　　拒動(dòng)作比誤動(dòng)作少見(jiàn)，但拒動(dòng)作造成的危險性比誤動(dòng)作大，拒動(dòng)作的主要原因及分析如下：

　　(1)接線(xiàn)錯誤。用電設備外殼上的保護線(xiàn)(PE線(xiàn))接入保護器將導致設備漏電時(shí)拒動(dòng)作，安裝接線(xiàn)錯誤多半發(fā)生在用戶(hù)自行安裝的分裝式漏電保護器上，最常見(jiàn)的有：

　�、儆脩�(hù)把三極漏電保護裝置用于單相電路；

　�、诎阉臉O漏電保護裝置用于三相電路中時(shí)，將設備的接地保護線(xiàn)(PE線(xiàn))也作為一相接入漏電保護裝置中；

　�、圩儔浩髦行渣c(diǎn)接地不實(shí)或斷線(xiàn)。

　　(2)動(dòng)作電流選擇不當。保護器動(dòng)作電流選擇過(guò)大或整定過(guò)大將造成保護器的拒動(dòng)作；

　　(3)自身的質(zhì)量問(wèn)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)量缺陷可造成保護器拒動(dòng)作。若保護器投入使用不久或運行一段時(shí)間后發(fā)生拒動(dòng)作，其原因大概有：

　�、匐娮泳�(xiàn)路板某點(diǎn)虛焊；

　�、诹阈螂娏骰ジ衅鞲边吘�(xiàn)圈斷線(xiàn)；

　�、劬�(xiàn)路板上某個(gè)電子元件損壞；

　�、苊摽劬�(xiàn)圈燒毀或斷線(xiàn)；

　�、菝摽蹤C構卡死。

　　(4)線(xiàn)路絕緣阻抗降低或線(xiàn)路太長(cháng)。由于部分電擊電流不沿配電網(wǎng)工作接地或保護器前方的絕緣阻抗而沿保護器后方的絕緣阻抗流經(jīng)保護器返回電源，將導致保護器拒動(dòng)作。

　　5 使用和維護

　　目前，配電網(wǎng)系統設三級漏電保護裝置，一級是總保護器；二級是分路保護器；三級是進(jìn)戶(hù)保護器。三級保護的可靠運行，使配電網(wǎng)系統得到安全保證，使設備免受損壞，避免人身傷亡事故發(fā)生。但有些供用電單位存在著(zhù)對保護器運行管理不規范，使漏電保護器拒動(dòng)、誤動(dòng)越級跳閘等嚴重現象，有些甚至保護器已退出運行。根據運行經(jīng)驗及《剩余電流保護器的運行規程》，漏電保護裝置在運行管理上應遵循以下原則：

　　(1)加強技術(shù)培訓，不定期地對配電室、分線(xiàn)箱及進(jìn)戶(hù)的保護器進(jìn)行測試，嚴格按照《剩余電流動(dòng)作保護器運行》的要求，對保護器進(jìn)行規范管理，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)解決；

　　(2)對運行中的保護器必須定期試驗，雷雨季節更應增加試驗次數，并把測試結果記錄在檔案；

　　(3)雷擊或其他不明原因使保護器在運行中動(dòng)作后，應作詳細的檢查；

　　(4)對新安裝的保護器，投入運行前應先檢查接線(xiàn)是否正確，并按照GB13955-92《漏電保護器安裝和運行》規程要求檢查；

　　(5)運行中的漏電保護裝置外殼各部及其上部件、連接端子應保持清潔，完好無(wú)損。連接應牢固，端子不應變色。漏電保護開(kāi)關(guān)操作手柄靈活、可靠；

　　(6)運行中漏電保護裝置外殼膠木件最高溫度不得超過(guò)65℃，外殼金屬件最高溫度不得超過(guò)55℃。保護裝置一次電路各部絕緣電阻不得低于1．5MΩ；

　　(7)總保護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測試一次，與安裝時(shí)測試的數據進(jìn)行比較，發(fā)現比原始數據增大，應分析原因，進(jìn)行妥善處理，確�？偙Ｗo的安全、正常運行。

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