北京某小區(qū)低壓供電系統(tǒng)越級跳閘現(xiàn)象分析

羅宗平

(山西省第一建筑工程有限公司，山西太原 030024)

0 引言

經(jīng)過三年的緊張施工，中國科學(xué)院地理與資源研究所北京豹房南里小區(qū)終于在2010年9月10日順利交到住戶手中。山西一建重返北京施工，這在公司的歷史上具有劃時代的意義，但交工后出現(xiàn)的問題卻使這分喜氣降了溫。

在居民裝修過程中供電系統(tǒng)頻繁的跳閘，為何經(jīng)過分戶驗收如此嚴格的交房程序，還出現(xiàn)如此事故。經(jīng)過三方人員共同對材料和系統(tǒng)反復(fù)測試，結(jié)果顯示無任何問題和故障。但就是不能排除總配電柜分路跳閘的現(xiàn)象。

一切的根源就在業(yè)主裝修環(huán)節(jié)上，因為只要供電區(qū)域內(nèi)無業(yè)主裝修，該條線路上的總開關(guān)肯定運行正常。經(jīng)過走訪調(diào)查有的是因為戶內(nèi)有個別插座零、地線接反;有的是因為裝修施工工具及其線路存在故障;有的是因為拆除開關(guān)、插座面板而未拉閘導(dǎo)致碰殼造成。但是不論何種原因，跳閘的應(yīng)該是業(yè)主戶內(nèi)的微型漏電斷路器，而不是總配電柜內(nèi)分支的漏電斷路器。這就是越級跳閘現(xiàn)象，也就是本文需要探討的一個問題。

本樓采用的是TN-C-S供電系統(tǒng)，電源由小區(qū)住宅變電所引來，進入Π接柜(AK)，零線在Π接柜處做重復(fù)接地，然后接入配電柜(AA)，經(jīng)隔離開關(guān)、只報警不跳閘總漏電斷路器，采用放射式供電方式分路供出，每個回路的供電電纜在樓層用T接端子分支進入樓層電表箱(AW)，電表箱內(nèi)設(shè)置表前表后2P微型斷路器，最后進入戶內(nèi)，戶內(nèi)設(shè)有戶內(nèi)箱(AL)，由進戶線總開關(guān)，各功能分支微型漏電斷路器組成。戶內(nèi)所有配電線路均穿金屬管敷設(shè)。根據(jù)三級配電兩級保護的規(guī)定，我們可把AA柜視作一級柜，一級柜內(nèi)裝設(shè)漏電斷路器是正確的;表箱(AW)視作二級箱，二級箱內(nèi)裝設(shè)斷路器也是正確的;戶箱(AL)視作三級箱裝設(shè)漏電斷路器是必須的。

跳閘事故的經(jīng)過就是，當(dāng)戶內(nèi)產(chǎn)生漏電或接地故障時，有時戶內(nèi)AL箱內(nèi)的分支微型漏電斷路器不動作，但AA柜內(nèi)的分路漏電斷路器發(fā)生動作;有時戶內(nèi)AL箱內(nèi)的分支微型漏電斷路器和AA柜內(nèi)的分路漏電斷路器同時動作。從而因為一條分支線發(fā)生故障導(dǎo)致該分路供電區(qū)域全部停電。

經(jīng)過檢查我們發(fā)現(xiàn)，圖紙設(shè)計的分路漏電斷路器采用的是北京人民電器廠GM225LE/4310-180 A 300 mA 0.3 s，而實際使用的是正泰電氣DZ20L-250/4340-180 A 300 mA 0.3 s;戶箱內(nèi)設(shè)計的是穆勒電氣 PLD9-16/1N/0.03/C，而實際采用的是 DZ267L-32 C16 30 mA 0.1 s。難道是漏電斷路器的選擇有誤，JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第25.3.1條第6款之規(guī)定，漏電斷路器的選型是合理的，以上型號是建設(shè)單位經(jīng)過考察選定的正規(guī)品牌，況且還進行過現(xiàn)場測試，而且目前大都選用DZ20L系列四級漏電斷路器作為漏電總保護，不存在漏電斷路器的選型問題。

究竟是什么原因造成一級柜分路漏電斷路器頻繁的動作，通過研究分析和查閱資料，認為存在的主要問題有:

1)安裝使用的環(huán)境及條件達不到要求;2)相序不平衡和電壓較高;3)漏電保護器的局限性;4)零線重復(fù)接地。

下面就存在的問題及其原因進行粗淺的探討與分析。

1 安裝使用的環(huán)境及條件達不到要求

生產(chǎn)廠家提供的《使用說明書》對漏電斷路器安裝使用的環(huán)境以及條件有了明確的規(guī)定:“漏電保護器安裝場所的周圍空氣溫度，最高為+40℃，最低為－5℃，海拔不超過2 000 m，對于高海拔及寒冷地區(qū)裝設(shè)的漏電保護器可與制造廠家協(xié)商定制?！薄奥╇姳Ｗo器的安裝位置，應(yīng)避開強電流電線和電磁器件，避免磁場干擾?！?/p>

根據(jù)目前掌握的情況看，漏電斷路器安裝使用的環(huán)境及條件達不到上述要求的主要原因是:

1)選用的漏電斷路器，不是按照北方氣候條件與廠家訂制的。北京冬季氣候異常寒冷，氣溫低，而且持續(xù)時間長。過低的氣溫使漏電斷路器的材料收縮，變硬發(fā)脆，使機械性能和導(dǎo)電性能變壞，特別是電子元件可能失去原有功能，導(dǎo)致誤動。

2)漏電斷路器與遠傳電能表及其GPRS采集器安裝在同一配電室內(nèi)。根據(jù)右手螺旋定律可知:載流導(dǎo)體的四周伴有與電流成正比的交變磁場，而且愈靠近載流導(dǎo)體磁場強度愈強，因此位于強載流導(dǎo)體附近漏電斷路器中的零序電流互感器就會形成磁分路，從而打破了原有的磁平衡狀態(tài);遠傳電能表及其GPRS采集器是用高導(dǎo)磁材料制成的設(shè)備，或者根本就是帶有極性磁場的設(shè)備，靠近該設(shè)備的漏電斷路器中的零序電流互感器會喪失磁平衡狀態(tài)，放大器內(nèi)的電子集成電路也會受電磁干擾，導(dǎo)致漏電斷路器的誤動作。

2 相序不平衡和電壓較高

目前大部分的漏電斷路器采用的是磁感應(yīng)電壓線圈脫扣器，依靠零序電流互感器拾取用電設(shè)備主回路中的漏電電流，三相四線在穿過零序電流互感器的磁環(huán)時不可能布置完全均衡。在一個單元中，也并不是全部業(yè)主都在用電，三相電流也不可能完全平衡，甚至?xí)嗖詈艽?，我們用鉗形電流表曾經(jīng)檢測出零線上通過2.26 A的工作電流，檢測出單相電壓為237 V，三相電壓為410 V，在這么高的過電壓下，會在有很高導(dǎo)磁率的零序互感器中感應(yīng)出一定的電動勢，這個電動勢達到一定程度，就會導(dǎo)致漏電斷路器跳閘。

3 漏電保護器的局限性

1)戶箱(AL)內(nèi)的微型漏電斷路器的額定電流是參照業(yè)主以后的家電功率設(shè)計安裝的，可能超過裝修施工機具額定電流兩倍以上，由于DZ系列的微型漏電斷路器帶有一定的延時性，保護的靈敏度肯定下降，而配電柜(AA)內(nèi)分路漏電斷路器的延時時間Δt=100 ms過短，發(fā)生漏電故障時，戶箱內(nèi)的漏電斷路器還沒有來得及動作，配電柜(AA)內(nèi)的分路漏電斷路器就發(fā)生動作;

2)配電柜(AA)內(nèi)漏電斷路器額定漏電不動作電流過小，沒有考慮漏電斷路器后的供電電纜及電線上可能有相對較大的對地電容電流。應(yīng)更換為Δt=200 ms延時時間的漏電斷路器;

3)有些隨機使用性很強的用電設(shè)備沒有專用的開關(guān)箱，也沒有配15 mA 0.1 s的微型漏電斷路器，比如裝修工人手中的電錘、電鉆、開槽機、手提式無齒鋸等手持式電動工具，在接入戶箱內(nèi)30 mA 0.1 s的漏電斷路器后，在發(fā)生漏電或故障時，戶箱內(nèi)的微型斷路器就可能拒動，或者和配電柜(AA)內(nèi)的分路漏電保護器同時跳閘。

4 零線重復(fù)接地

1)漏電斷路器負載側(cè)的零線重復(fù)接地，使正常工作電流經(jīng)接地點分入地，導(dǎo)致漏電斷路器誤動作;

2)樓座配電室Π接柜內(nèi)零線重復(fù)接地。配電線路從室外引入戶處均作重復(fù)接地，這是每個工程都必須完成的工作。Π接柜在配電柜總漏電保護器之前，也就是說，重復(fù)接地是在總漏電保護器之前安裝，這是符合要求的。當(dāng)所有電路全部接通并供電之后，零線(N)與保護接地線(PE)在Π接柜處是連通的。當(dāng)戶內(nèi)開關(guān)或插座因為裝修需要(譬如:刮墻、貼壁紙)拆除，而且沒有將戶箱(AL)拉閘斷電，裸露在外線頭難免碰觸鐵質(zhì)線盒，一旦碰觸，所引起的都不再是一般意義上的漏電狀況，而是形同于短路，短路電流比漏電電流高出無數(shù)倍，遠遠大于戶箱(AL)、配電柜(AA)內(nèi)漏電保護器的額定漏電電流，所以造成戶箱、配電柜內(nèi)的漏電保護器同時動作。但也不是說重復(fù)接地有缺陷，裝設(shè)重復(fù)接地本來就是促使漏電保護器盡可能快的完成跳閘動作。