建筑電氣工程中漏電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

徐琨

中國(guó)電子系統(tǒng)工程第四建設(shè)有限公司 河北石家莊 050000

1 電氣工程漏電保護(hù)施工中應(yīng)遵循的幾點(diǎn)原則

1.1 協(xié)同性原則

具體施工之前，技術(shù)人員需要對(duì)電氣工程的施工特點(diǎn)以及工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行全面了解，在此基礎(chǔ)上分析漏電保護(hù)的相應(yīng)工序，通過(guò)合理的技術(shù)內(nèi)容選擇，保障漏電保護(hù)施工的順利開(kāi)展。在對(duì)建筑工程的基礎(chǔ)施工狀況全面掌握之后，所設(shè)計(jì)的漏電保護(hù)施工方案則可表現(xiàn)出更好的適用性。需要特別注意的是，進(jìn)行漏電保護(hù)施工時(shí)，應(yīng)對(duì)各類臨時(shí)用電的狀況進(jìn)行嚴(yán)格約束，以免用電功率過(guò)高，對(duì)電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行安全造成較大威脅。

1.2 組織性原則

電氣工程施工中，應(yīng)與土建施工部門建立有效的聯(lián)系，確保各類電氣設(shè)備的合理安裝，這也要求進(jìn)行施工之前，應(yīng)組織土建部門對(duì)于一些基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)和施工工序進(jìn)行細(xì)致分析，結(jié)合電氣工程的施工特性，形成一套組織性較強(qiáng)，且協(xié)同性較強(qiáng)的施工方案。在后續(xù)施工中，嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工方案落實(shí)施工任務(wù)，這可從根本上解決因施工配合不到位所引發(fā)的電氣安全問(wèn)題[1]。

2 漏電保護(hù)裝置的工作原理

漏電保護(hù)裝置主要是由三部分組成的，包括檢測(cè)元件、中間放大環(huán)節(jié)、操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。將漏電保護(hù)裝置安裝在線路中，一次線圈與電網(wǎng)的線路相連接，二次線圈與漏電保護(hù)器中的脫扣器連接。當(dāng)用電設(shè)備正常運(yùn)行中時(shí)，電流呈現(xiàn)的是平衡狀態(tài)，互感器中電流為零，整個(gè)裝置處于閉合狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備外殼發(fā)生漏電或有人（或者是動(dòng)物）觸及到時(shí)，會(huì)在故障點(diǎn)產(chǎn)生分流，漏電電流經(jīng)過(guò)人體- 大地-接地，返回變壓器的中性點(diǎn)，致使互感器中有電流，當(dāng)電流達(dá)到一定的值后，自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣，切斷電源[2]。

3 漏電保護(hù)裝置的作用

漏電保護(hù)裝置是一種接地保護(hù)裝置，用來(lái)防止人身體觸電和因漏電引起的一系列事故，當(dāng)線路中的漏電電流大于整個(gè)裝置值，或者是有人或者小動(dòng)物發(fā)生觸電危險(xiǎn)時(shí)，此裝置能夠迅速反應(yīng)，切斷事故電源，避免事故的擴(kuò)大，保障了人身和財(cái)產(chǎn)的安全。

3.1 保障人身安全

用于防止人身觸電的保護(hù)裝置有兩種，一種是直接接觸保護(hù)裝置，就是防止人體直接接觸帶電導(dǎo)體而造成觸電事故的發(fā)生，當(dāng)人和帶電導(dǎo)體直接接觸時(shí)，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(dòng)作性能和IEC 漏電保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的反時(shí)限特性。另一種是間接接觸保護(hù)裝置，即為了防止用電設(shè)備在發(fā)生絕緣損壞時(shí)，在金屬外殼等外漏金屬部件上呈現(xiàn)危險(xiǎn)的接觸電壓。當(dāng)居民所用電氣設(shè)備漏電時(shí)，主要出現(xiàn)兩種異?，F(xiàn)象。①破壞二相電流的平衡，有零序電流出現(xiàn)；②正常時(shí)不帶電的金屬外殼發(fā)生對(duì)地電壓（金屬外殼和大地在正常情況下都是零電位）。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障，如人員觸電、錯(cuò)誤接地及設(shè)備絕緣損壞碰殼等，就會(huì)有較大剩余電流，此時(shí)漏電保護(hù)技術(shù)發(fā)揮作用，切斷電源。人接觸漏電的電纜或設(shè)備時(shí)會(huì)觸電傷亡，如果電氣設(shè)備漏電時(shí)電源切斷不及時(shí)，就會(huì)形成短路故障，把設(shè)備燒毀，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)火災(zāi)。

3.2 防止電氣火災(zāi)的發(fā)生

當(dāng)前，由于用電方面的問(wèn)題出現(xiàn)火災(zāi)的情況時(shí)有發(fā)生，在建筑電氣工程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障問(wèn)題就是接地故障，其額定電流比較小，因此，線路出現(xiàn)故障的地點(diǎn)并不容易出現(xiàn)熔焊的情況，但是很容易出現(xiàn)電弧之間的錯(cuò)位或者地點(diǎn)故障問(wèn)題形成的電流。在高壓溫度比較高的情況下，就很容易出現(xiàn)火災(zāi)事故，引燃周邊的可燃物品。為了有效的減少電氣火災(zāi)事故，要通過(guò)安裝漏電保護(hù)裝置來(lái)避免安全隱患問(wèn)題發(fā)生。

4 漏電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

漏電保護(hù)技術(shù)產(chǎn)品通常是指漏電保護(hù)器，即電氣安全裝置，將其安裝在低壓電路中，一旦發(fā)生漏電或觸電事故時(shí)，漏電電流達(dá)到其事先設(shè)定的動(dòng)作電流值，就會(huì)立即跳閘、斷電，最關(guān)鍵的作用就是設(shè)備漏電時(shí)保護(hù)人員安全。

4.1 傳統(tǒng)漏電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（1）接地保護(hù)技術(shù)。接地保護(hù)技術(shù)是指在電氣設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，不帶電的金屬框架、金屬外殼通過(guò)接地裝置和大地可靠連接，保護(hù)人身安全。研究表明，頻率在50-60Hz 的工頻交流電流對(duì)人的危害最大，當(dāng)工頻交流電流通過(guò)人體時(shí)超過(guò)50mA，就會(huì)危害人的生命安全；當(dāng)達(dá)到100mA 時(shí)就能致死。實(shí)際上，可以讓人觸電死亡的危險(xiǎn)電流位還與人的體重、通電時(shí)間等有關(guān)，體重越輕通電時(shí)間就越短，可以致死的電流也就越小。若某臺(tái)電氣設(shè)備因火線碰殼發(fā)生漏電故障，盡管應(yīng)用漏電接地保護(hù)技術(shù)可以顯著降低人觸碰設(shè)備外殼時(shí)接觸的電壓，減輕觸電危險(xiǎn)，但這一觸電電壓不能減少為零，危險(xiǎn)仍然存在。

（2）接零保護(hù)技術(shù)。接零保護(hù)技術(shù)是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電金屬框架、外殼和低壓供電系統(tǒng)零線連接，預(yù)防人體遭受觸電危險(xiǎn)。應(yīng)用漏電接零保護(hù)技術(shù)時(shí)，如果電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞，引發(fā)碰殼短路故障，就會(huì)產(chǎn)生較大短路電流，促使保護(hù)元件快速將故障設(shè)備電源斷開(kāi)。居民一般依靠公用電網(wǎng)供電，同一臺(tái)變壓器同時(shí)向很多用戶供電，但當(dāng)下電力部門對(duì)于應(yīng)用接地保護(hù)技術(shù)還是接零保護(hù)技術(shù)并沒(méi)有明確的限制，有一部分用戶可能使用接地保護(hù)，有一部分用戶可能使用接零保護(hù)。當(dāng)很多用戶都使用接地保護(hù)時(shí)，另一些用戶再使用接零保護(hù)，就有可能在電氣設(shè)備外殼上產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓。此外，公用電網(wǎng)還存在一個(gè)問(wèn)題。如果某用戶電氣設(shè)備出現(xiàn)單相碰殼漏電故障，因其保護(hù)元件的容量太大，可能無(wú)法動(dòng)作，進(jìn)而使上一級(jí)保護(hù)元件動(dòng)作，停電范圍會(huì)擴(kuò)大；或者因公用電網(wǎng)的線路較長(zhǎng)，有較大的零線電阻，無(wú)法使保護(hù)元件動(dòng)作，此時(shí)接地電流很大，極有可能導(dǎo)致中性點(diǎn)出現(xiàn)位移，嚴(yán)重?fù)p壞三相電壓平衡。

（3）斷路器技術(shù)。斷路器漏電保護(hù)技術(shù)的本質(zhì)就在于加裝檢測(cè)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(jìn)行漏電保護(hù)。該過(guò)程中要保證安裝方法的正確性，使其擁有過(guò)載、過(guò)流以及短路保護(hù)的作用，動(dòng)作時(shí)間為0．1s、電流為30mA，保證人身安全。實(shí)際上，漏電斷路器具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其元件與連線較多，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，本身也可能發(fā)生故障，所以應(yīng)定期開(kāi)展試驗(yàn)檢查工作，如每月一次，按動(dòng)其試驗(yàn)按鈕，把漏電情況模擬出來(lái)，確認(rèn)其是否能正常動(dòng)作。一旦發(fā)現(xiàn)斷路器無(wú)法正常動(dòng)作，就要及時(shí)維修，必要時(shí)應(yīng)直接更換新的漏電斷路器。

4.2 自適應(yīng)低壓漏電保護(hù)技術(shù)

電力實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有低壓漏電保護(hù)技術(shù)的額定動(dòng)作電流如果是固定的，就無(wú)法滿足居民的實(shí)際用電需求。究其原因在于電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況會(huì)受到諸多因素的影響，如果可以使低壓漏電保護(hù)器額定電流閾值跟隨環(huán)境的改變而改變，就能最大程度地防止漏電事故的發(fā)生，同時(shí)提高用電效率。具體可根據(jù)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(yīng)動(dòng)態(tài)閾值模型，使其根據(jù)更具體的情況設(shè)計(jì)極小值、極大值，并通過(guò)濕度感應(yīng)器連接兩者之間的波動(dòng)，建立一定濕度和剩余電流的閾值模型，但濕度較小時(shí)電氣設(shè)備正常剩余電流就較小，需適當(dāng)降低低壓漏電保護(hù)器額定的電流動(dòng)作值。通過(guò)加大研究力度，推動(dòng)低壓漏電保護(hù)技術(shù)在居民漏電保護(hù)中的應(yīng)用不斷趨于自動(dòng)化、智能化，以更好地滿足用電設(shè)備在各種情況下安全高效運(yùn)行的要求[3]。

4.3 合理應(yīng)用新漏電保護(hù)裝置

低壓漏電保護(hù)技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中從監(jiān)測(cè)漏電故障到總閘停止需要0．2s 以上的時(shí)間。該延遲很容易對(duì)觸電的人造成嚴(yán)重后果，所以應(yīng)注意使用一種和當(dāng)下普遍的低壓漏電保護(hù)技術(shù)原理不同的新型漏電保護(hù)裝置，克服現(xiàn)有低壓漏電保護(hù)技術(shù)的不足，提升居民低壓系統(tǒng)用電的安全性。新型漏電保護(hù)裝置加入高阻抗電子元件，如果發(fā)生漏電故障就能第一時(shí)間隔離人與火線，確保人觸電后的安全。例如，單片機(jī)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，可以保留原漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的閾值檢測(cè)、信號(hào)放大等部件，促進(jìn)邏輯判斷電路、定時(shí)計(jì)數(shù)電路的數(shù)字化，把剩余電流信號(hào)變成電壓信號(hào)，在單片機(jī)的輸出控制下進(jìn)行信號(hào)邏輯判斷，執(zhí)行電路控制脫扣操作。但是其運(yùn)行環(huán)境有較強(qiáng)的電氣干擾，需選擇規(guī)格與型號(hào)都恰當(dāng)?shù)膯纹瑱C(jī)，或者啟用看門定時(shí)器電路，加入軟件冗余技術(shù)、糾錯(cuò)措施，精心設(shè)計(jì)電路板，使抗干擾效果明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著人類對(duì)電力能源的重視和廣泛應(yīng)用，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)前提。但是，不可否認(rèn)的是電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時(shí)，也帶來(lái)了些許安全隱患的問(wèn)題。在用電過(guò)程中，漏電問(wèn)題頻繁出現(xiàn)。漏電問(wèn)題不單單造成線路上的損失，還會(huì)影響到設(shè)備的正常使用，甚至還會(huì)引起火災(zāi)事故的發(fā)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(hù)裝置，從而減少電氣安全的隱患。