淺析配電系統(tǒng)漏電保護

張紅梅（四川省化工設計院，四川成都610000）

淺析配電系統(tǒng)漏電保護

張紅梅（四川省化工設計院，四川成都610000）

在電氣故障情況下，為防止因間接接觸導電體而導致人身電擊，因線路故障導致過熱造成絕緣或設備損壞，甚至引起電氣火災，配電線路應裝設短路保護、過負載保護和接地故障保護，用以分斷故障電流或發(fā)出故障報警信號。本文重點分析了漏電保護器在配電系統(tǒng)接地故障保護中的應用，以提高供配電系統(tǒng)運行的安全可靠，以及消除操作人員觸電等人身安全，和預防火災事故的產生。

配電系統(tǒng)；漏電保護器；接地故障；泄漏電流；間接接觸電擊防護

1 配電系統(tǒng)的接地故障保護

接地故障是指因絕緣損壞，帶電導體（相線、中心線等）與地間的短路，這里的“地”是指大地以及與大地有連接的電氣裝置外露可導電部分、裝置外可導電部分、PE線、PEN線。接地故障極易引起人身間接接觸電擊事故以及因其對地短路產生的電弧和電火花所引起電氣火災、線路損壞。因此就電氣災害而言，接地故障遠比一般的電氣短路故障更具危險性。接地故障保護電器的選用應根據配電系統(tǒng)的接地型式、電氣設備使用特點（移動式、手持式或固定式）以及導體截面等因素經技術經濟比較確定。一般的接地故障保護，當靈敏度滿足要求時采用短路保護兼做接地故障保護，或采用零序電流保護，或漏電流保護（又稱剩余電流保護）。為避免由接地故障引起的間接接觸電擊，最有效、靈敏度最高的保護措施就是漏電流保護。

當配電線路較長時，接地故障電流較小，短路保護往往難以滿足接地故障保護靈敏性要求，此時需要采用專門的接地故障保護。接地故障保護又分為兩種，零序電流保護和漏電流保護。零序電流保護：零序電流互感器只能包繞三根相線。當三相四線制線路正常運行時，互感器檢測出的主要是三相不平衡電流，發(fā)生接地故障時，零序電流將大大增加，故其整定值過大，既不能防護接地電弧火災，更不能防人身電擊，而且只能用于三相回路；而漏電流保護，其電流互感器包繞相線和零線，它的整定值只需躲開被保護回路的正常對地泄漏電流。由于三相不平衡電流和諧波電流在磁路內被抵消，其動作靈敏度大大提高，整定電流達毫安級。高靈敏度的額定動作電流不超過30mA的漏電保護器，還可用作直接接觸電擊防護的附加防護。故正確合理地選用、使用漏電保護器（RCD），是實施漏電保護措施的關鍵。

2 漏電保護器（RCD）的選用

漏電保護器的選用應根據保護對象的不同要求而進行選型，既要保證技術有效，還要考慮經濟合理。其選用和回路的劃分，應做到在主要回路所接負荷正常運行時，其預期可能出現(xiàn)的任何對地泄漏電流均不致于引起保護電器誤動作；同時裝設漏電保護器動作時，應能將其所保護回路的所有帶電體斷開，但TN-S系統(tǒng)中的零線如具有可靠的地電位，則此零線不需用RCD的觸頭斷開。

（1）動作性能參數的選擇

①當漏電保護器用于插座回路和末端線路，用作直接接觸防護的附加保護或間接電擊防護時，應選擇動作電流不大于30mA的高靈敏度漏電保護器；

對于多個RCD串聯(lián)使用，應使上下級RCD間，通過額定動作電流值和動作時間的級差，來保證各級RCD動作的選擇性，以減少停電范圍。作為上一級RCD，其動作電流至少應不小于末端回路RCD動作值的3倍，不動作時間應大于下級RCD的動作時間。

對電氣系統(tǒng)布線中接地故障電流的額定漏電動作值不應超過500mA，并帶有延時。

②電氣線路和設備泄漏電流值及分級安裝的漏電保護器動作特性的配合：用于單臺設備時動作電流應不小于其正常運行泄漏電流的4倍；配電線路的漏電保護動作電流應不小于正常運行泄漏電流的2.5倍，同時還應不小于其中泄漏電流最大的一臺用電設備正常運行泄漏電流的4倍。

配電線路和用電設備的正常泄露電流估算值見表1。

表1 220/380單相及三相線路埋地、沿墻敷設穿管電線每千米泄漏電流（單位：mA/km）

③漏電保護器動作電流的計算：

TN系統(tǒng)中，漏電保護器的接線方式有兩種：

a.將被保護設備的外露導電部分與PE線或與漏電保護器電源側的PEN線相連，則漏電保護器動作電流I△n≤50V/Zs（Zs接地故障回路阻抗，Ω），如圖1所示。

圖1

b.將漏電保護器所保護設備的外露導電部分接至專用的接地極上，它被稱作局部TT系統(tǒng)，則漏電保護器動作電流I△n≤50V/RA（RA局部TT系統(tǒng)專設的接地極接地電阻，Ω），如圖2所示。

圖2

④對于不允許停轉的電動機，應選用漏電報警方式；對于大功率設備，應考慮啟動電流的影響，其漏電保護器的6倍In值應大于電動機起動時回路的尖峰電流，以避免設備起動時漏電保護器誤動作。

（2）其他性能參數的選擇

對于連接戶外架空線路的電氣設備，應選用沖擊電壓不動作型的漏電保護器或帶少許延時的防雷擊漏電保護器。對于諧波含量較大的非線性用電設備，為避免諧波頻率對泄漏電流的影響而誤動，除采取措施抑制諧波外，設計時應盡量減少漏電保護器所保護的回路內非線性用電設備的數量。對于被保護設備有整流元件時，回路故障電流中可能存在直流分量，應采取對直流分量不敏感的漏電保護器。對于照明線路，宜根據泄漏電流的大小和分布，采用分級保護方式。支線上選用高靈敏度的漏電保護裝置，干線上選用中靈敏度的漏電保護裝置，其時限和漏電流動作值應有選擇性配合。

漏電保護器的額定電壓、額定電流、額定分斷能力、極數、環(huán)境條件以及額定漏電動作電流和分斷時間，在滿足被保護供電線路和設備的運行要求時，還必須滿足安全要求。

（3）對于大容量中性點直接接地系統(tǒng)的配電變壓器，可采用將一個小型電流互感器安裝在變壓器中心點與接地系統(tǒng)的連接線上，來實現(xiàn)變壓器所供電范圍內任一處發(fā)生接地故障的保護。這種接線方式同樣適用于自備柴油發(fā)電機供電系統(tǒng)。

3 漏電保護器的應用

（1）需要安裝漏電保護器的場所：帶金屬外殼的Ⅰ類設備和手持式或移動式電動工具；安裝在潮濕（包括水中）或強腐蝕等惡劣場所的供電線路和電氣設備；建筑施工工地的電氣施工機械設備；室外工作場所的用電設備；臨時性電氣設備；觸電危險性較大的插座及電氣回路；以及醫(yī)院中直接接觸人體的電氣醫(yī)療設備（胸腔手術室除外）等均應安裝漏電保護裝置。

對于公共場所的通道照明及應急照明電源，消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設備的電源，消防設備（如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等）的電源，防盜報警裝置的電源，由TT系統(tǒng)供電的用電設備，以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源，若在發(fā)生漏電時上述電源被立即切斷，將會造成嚴重事故或重大經濟損失。因此，在上述情況下，應裝設不切斷電源的漏電報警裝置。

（2）不需要安裝漏電保護器的設備或場所：使用安全電壓供電的電氣設備；一般環(huán)境情況下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣的電氣設備；使用隔離變壓器供電的電氣設備；在采用了不接地的局部等電位聯(lián)結安全措施的場所中使用的電氣設備，以及其他沒有間接接觸電擊危險場所的電氣設備。

（3）漏電保護器的安裝要求：

①安裝漏電保護器之前，應檢查電氣線路和電氣設備的泄漏電流值和絕緣電阻值。所選用漏電保護器的額定不動作電流應不小于電氣線路和設備正常泄漏電流最大值的2倍。當電氣線路或設備的泄漏電流大于允許值時，必須更換絕緣良好的電氣線路或設備。

②漏電保護器的安裝應符合生產廠家產品說明書的要求，漏電保護器標有電源側和負載側，安裝時必須加以區(qū)別，按照規(guī)定接線，不得接反。如果接反，會導致漏電保護器的脫扣線圈無法隨電源切斷而斷電，以致長時間通電而燒毀。安裝漏電保護器時，還必須嚴格區(qū)分中性線（零線）和保護線（PE線），中性線應接入漏電保護器，保護線不得接入。且經過漏電保護器的中性線不能作為保護線、不得重復接地或連接設備外露可導部分。漏電保護器安裝完畢后應操作其試驗按鈕試驗3次，帶負載分合3次，確認動作正常后，才能投入使用。

③漏電保護器以其高靈敏切斷電源的動作特性，既能作為間接接觸電擊防護，又能作直接接觸電擊防護的附加防護，但必須同時與接地和等電位聯(lián)結結合應用，才能使被保護設備和人員得到充分的保護和安全。因為，接地和等電位聯(lián)結是用以降低接觸電壓，RCD用以縮短通電時間，兩者兼用，相輔相成才能達到最好的防電擊效果。同時電氣設備必要的安全防護措施必須按標準規(guī)范設置，不得拆除或放棄。

4 結語

電氣火災的產生：50～70%的火災是用電不當、絕緣老化引起的。隨著絕緣的老化，設備絕緣水平降低，極易產生流向地面的泄漏電流，產生雪崩效應，隨之引起火苗，發(fā)生火災。熔斷器和斷路器對這種漏電流沒有有效的檢測和保護作用，而漏電保護器因為其檢測被保護回路的泄漏電流，其保護動作值小，能及早發(fā)現(xiàn)并迅速斷開接地故障電路，對接地故障保護具有很高的靈敏度，是防止間接接觸電擊傷亡和由此引起火災事故的有效措施，是直接接觸電擊防護的必要附加保護，它的應用大大提高了用電和人身安全，保證配電系統(tǒng)安全可靠運行。

[1]閆麗雁.淺析漏電保護器的應用[J].黑龍江科技信息，2013（15）.

[2]張 栗.漏電保護器在電網安全中的應用研究[J].電子技術與軟件工程，2013（23）.

[3]姜晉平.漏電保護器管理系統(tǒng)需求分析[J].科技資訊，2011（34）.

[4]向 冬.農網管理中漏電保護器存在的問題及對策探討[J].廣東科技，2013（20）.

TM86

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2095-2066（2016）35-0039-02

2016-9-19

張紅梅（1967-），女，高級工程師，本科，從事電氣工作。