漏電保護(hù)器在民用建筑物電氣設(shè)計中的應(yīng)用

吳海濤 李東遠(yuǎn)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計研究院 150090

【摘 要】在民用建筑物電氣設(shè)計中，漏電保護(hù)器是必須要安裝的設(shè)備，因為電氣設(shè)備在日常運行中，可能會因為各種因素發(fā)生接地故障，造成人身傷亡，而漏電保護(hù)器的安裝，則可以大大減少傷亡事故，保護(hù)人民生命財產(chǎn)。本文首先介紹了安裝漏電保護(hù)器的必要性，其次概述了安裝兩級漏電保護(hù)器的基本情況；最后探討了四級和二級漏電保護(hù)器的應(yīng)用及使用電子式漏電保護(hù)器應(yīng)該注意的事項，希望為漏電保護(hù)器安裝人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】漏電保護(hù)器；民用建筑；電氣設(shè)計；應(yīng)用

一般的民用建筑都需要安裝兩級漏電保護(hù)器，分別安裝在插座回路以及電源進(jìn)線位置上，有些民用建筑也需要安裝三級或者是四級的漏電保護(hù)器，以此達(dá)到最佳的保護(hù)效果，雖然安裝多級漏電保護(hù)裝置需要消耗大量的資金，但是起到的保護(hù)效果十分突出，幾乎不會發(fā)生電氣類的故障。

一、安裝漏電保護(hù)器的必要性

接地故障也稱為接地短路，這種故障可以具體的劃分為兩種，第一種是金屬性故障，這一類型的故障屬于故障點熔焊，發(fā)生這一故障時，其故障點會發(fā)生阻抗，但是因其產(chǎn)生的作用比較小，所以可以忽略不計；第二種是電弧性故障。無論是哪種形式的接地故障，其產(chǎn)生的嚴(yán)后果都有可能造成人身傷亡。為了避免人身傷亡事故的發(fā)生，Id電流通常都足夠大，在這種情況下，斷路器等相關(guān)設(shè)備會發(fā)出瞬間動作，以此來防止事故的發(fā)生，但是因為影響Id值得因素非常多，比如線路連接質(zhì)量、日常的維修管理等，因此不能只是單純的依賴電流來判斷是否發(fā)生故障，一旦發(fā)生誤判，其后果一樣十分嚴(yán)重。所以無論是TT系統(tǒng)還是TN系統(tǒng)的建筑物電氣系統(tǒng)，都應(yīng)該安裝漏電保護(hù)器，尤其是插座回路上，而且對這種漏電保護(hù)器也有一定的規(guī)定，通常是安裝額定動作電流不超過30mA的瞬動漏電保護(hù)器。

所謂電弧性接地故障，就是指當(dāng)出現(xiàn)接地短路故障時，發(fā)生故障的點并沒有出現(xiàn)不熔焊的情況，而是出現(xiàn)了電弧以及電火花。無論是出現(xiàn)電弧，還是電火花，兩者都會產(chǎn)生非常大的阻抗，對Id電流將產(chǎn)生非常大的影響，這種影響將導(dǎo)致斷路器等相關(guān)設(shè)備無法瞬間動作或者不能發(fā)出動作，這時無論是故障點，還是PE線，只要通過Id電流，都會產(chǎn)生大量的電弧或者是電火花，其溫度高達(dá)上千度，一旦附近有可燃物，將會發(fā)生非常嚴(yán)重的電氣火災(zāi)，損失不可估量。但是需要說明的是，如果是電弧電氣故障，不會造成人員傷亡，因為當(dāng)發(fā)生電弧接地故障時，正常使用的220V電壓有一部分會降落在電弧上，進(jìn)而導(dǎo)致電壓大大降低，無法造成人身傷亡。

二、安裝兩級漏電保護(hù)器

實際上漏電保護(hù)器不僅僅需要在插座回路上安裝，還應(yīng)該在其他位置安裝，否則無法全面的起到防范電氣故障的作用，我國針對這一問題，相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)做出相應(yīng)的規(guī)定，在電源進(jìn)線上也應(yīng)該安裝該設(shè)備，對其額定動作電流也有一定的要求，通常要達(dá)到300mA，該位置上的漏電保護(hù)器還需要進(jìn)而延時設(shè)計，大概保持在0.15秒之間即可，進(jìn)而與插座漏電保護(hù)器形成兩級保護(hù)，相互配合，提高保護(hù)效果。雖然兩級漏電保護(hù)器的安裝成本略高，但是效果十分突出，不能能夠防范普遍的電氣故障，還可以防范電弧性以及金屬性電氣故障，與可能會產(chǎn)生的損失相比，其投資成本并不高。

三、四級和二級漏電保護(hù)器的應(yīng)用

為了在民用建筑物電氣設(shè)計中符合安全要求，應(yīng)該最大程度的減少開關(guān)電器的級數(shù)，與此同時減少觸頭數(shù)，并且在此基礎(chǔ)上，盡可能的減少連接點。通常情況下，與開關(guān)有關(guān)的觸頭類的連接，如果處理不好非常容易發(fā)生事故，尤其是在三相回路中，發(fā)生事故的可能性更大，只是在實際操作中，三相回路即使出現(xiàn)導(dǎo)電不良的影響，也會正常運轉(zhuǎn)，所以不容易發(fā)現(xiàn)，但是如果導(dǎo)電不良的現(xiàn)象持續(xù)時間比較長，將會燒壞單相設(shè)備，所以最佳的辦法就是盡可能的減少觸頭。

目前存在一種誤解，即認(rèn)為由于三相負(fù)荷不平衡，而中性線截面又小于相線截面，為防中性線過截而裝四極開關(guān)。但過電流防護(hù)措施標(biāo)準(zhǔn)和我國低壓配電設(shè)計規(guī)范都規(guī)定不必為此斷開中性線，只需在中性線上裝設(shè)過流檢測元件來斷來三根相線，使中性線不再有電流，過載問題自然迎刃而解了。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。其實漏電保護(hù)器的標(biāo)準(zhǔn)名稱是“剩余電流動作保護(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地泄漏電流）時動作，而與回路不平衡電流毫不相干。因此，這些誤解造成了現(xiàn)時一些四級漏電保護(hù)器的應(yīng)用過濫。四極（單相為二極）漏電保護(hù)器主要用于 TT 系統(tǒng)，TT 系統(tǒng)回路有一相發(fā)生接地故障，故障電流 Id 在電源接地電阻 Rb 上產(chǎn)生電壓降，使中性線帶故障電壓Uf=Id*Rb，因中性線是絕緣的，此 Uf 一時并不引起事故，但此時若電氣設(shè)備又發(fā)生碰外殼接地故障，漏電保護(hù)器跳閘，Uf 將沿著圖中虛線所示路徑傳導(dǎo)至設(shè)備外殼。因中性線未被切斷，如果 Uf 大于 50V，則漏電保護(hù)器跳閘后仍難免發(fā)生電擊事故。如果 TT 系統(tǒng)采用的是四極或二極漏電保護(hù)器，則在斷開線的同時中性線也被斷開，從而切斷 Uf 的傳導(dǎo)路徑，事故就不致發(fā)生。TN-C 系統(tǒng)因不允許 PEN 線通過漏電保護(hù)器而無法裝設(shè)漏電保護(hù)器。TN-S 和 TN-C-S 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備外殼與 N 線相連通，不存在上述漏電保護(hù)器動作后外殼反而出現(xiàn)故障電壓的問題。由此可知，四極或二極漏電保護(hù)器的應(yīng)用與被保護(hù)回路三相負(fù)荷是否平衡無關(guān)，而與回路接地系統(tǒng)類型有關(guān)。

四、采用電子式漏電保護(hù)器應(yīng)注意的事項

電子式漏電保護(hù)器制作簡單，價格低廉，是我國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脫扣，而電子式漏電保護(hù)器是用故障回路的殘壓來脫扣（發(fā)生接地故障時，回路電壓下降，此殘壓指故障時漏電保護(hù)器接線端子上的電壓，不是指公用電網(wǎng)的電壓負(fù)偏差）。當(dāng)接地故障點靠近漏電保護(hù)器時，其值過低，不能使漏電保護(hù)器動作來避免事故的發(fā)生。因此，當(dāng)采用電子式漏電保護(hù)器時，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，回路上的電子式漏電保護(hù)器也將因失壓而不能動作，這時如手持絕緣損壞的手握式和移動式設(shè)備將是十分危險的。因此，在使用電子式漏電保護(hù)器時，要考慮上述因素。

五、結(jié)語

綜上所述，可知對漏電保護(hù)器在民用建筑物電氣設(shè)計中應(yīng)用進(jìn)行探討非常關(guān)鍵，能夠讓居民用戶更加清楚的了解到漏電保護(hù)器的作用，也能夠為相關(guān)設(shè)計人員提高民用建筑設(shè)計安全性提供幫助，漏電保護(hù)器是民用建筑物電氣設(shè)計中不可缺少的設(shè)備，其具體的安裝需要根據(jù)建筑要求以及國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

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