論漏電保護裝置的重要性

張妍飛

【關(guān)鍵詞】漏電；保護裝置；技術(shù)

漏電保護裝置由國家電力部門認(rèn)可并得到普及，但在這推廣及普及的十幾年來，它的誤動作在配電線路中一直存在，這種誤動作不但嚴(yán)重影響了保護器的使用效果，而且影響了供電的可靠性、連續(xù)性，使得漏電保護裝置在日常的生產(chǎn)和生活中沒有發(fā)揮出其本來應(yīng)有的作用。希望通過本文介紹，能讓人們充分認(rèn)識到漏電保護裝置在日常生活中的重要作用，通過了解漏電保護裝置在配電線路中的應(yīng)用原理，能正確的加以使用，減少其誤動作帶來的不良影響和嚴(yán)重后果，希望能引起人們的廣泛重視。

一、漏電保護裝置的背景及意義

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電的應(yīng)用日益廣泛，但用電的危險性也隨之大幅度的增加，如何安全使用電力能源是擺在我們面前的大問題。本文根據(jù)各種場合觸電事故頻繁發(fā)生的多種原因，提出了使用漏電保護裝置的重要性，闡述了保護裝置的作用、分類以及特點，介紹了漏電裝置在配電線路中的原理及應(yīng)用，給出了選用參數(shù)及數(shù)據(jù)。同時，提出了漏電保護裝置的選擇、安裝以及使用的方法，但若選用不當(dāng)，會對人身安全及家用電器帶來危險，目前我國對漏電保護裝置的認(rèn)知尚有很多不完善之處，還有很多工作需要進一步深入[1]。

與電相關(guān)聯(lián)的事故統(tǒng)稱為電氣事故。但從勞動保護的角度來講，電氣事故是指電對人體的傷害事故，主要包括電擊事故、電磁場人體效應(yīng)事故、雷電事故、靜電事故等。

（一）電擊事故

電擊的發(fā)生一共有兩種形式：一是正常狀態(tài)電擊，所謂的正常狀態(tài)電擊，是指人體直接接觸電擊（即所謂的一定電壓的帶電體）；二是故障狀態(tài)電擊，是指人體觸及絕緣層劣化、破損或?qū)щ娊橘|(zhì)沖入隔離帶的一般非帶電的帶電體，（即所謂的間接接觸電擊）。

1、單線電擊

由人體溝通一相導(dǎo)體與導(dǎo)電性地面或接地體，由加在人體上的對地接觸電壓造成的電擊成為單線電擊。

2、兩線電擊

人體離開接地導(dǎo)體，但人體某兩部位觸及兩相導(dǎo)體時，由于接觸電壓造成的電擊稱為兩線電擊[2]。

3、跨步電壓電擊

人體進入地面帶電的區(qū)域時，兩腳承受的電壓稱為跨步電壓。由跨步電壓造成的電擊稱為跨步電壓電擊。

（二）電磁場人體效應(yīng)事故

當(dāng)人體處在超過一定量的電磁場中，可能產(chǎn)生直接的機體熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)，甚至機械效應(yīng)等。如人體處在超過一定量的微波輻射中，會促使機體的熱效應(yīng)。除了直接的機體效應(yīng)以外，目前科學(xué)界已經(jīng)證實電磁輻射能造成人體生理功能改變，并對心血管、性機能等有影響。電磁場造成人體生理功能改變稱之為人體間接效應(yīng)?！爸苯印焙汀伴g接”造成的人體傷害統(tǒng)稱為電磁場人體效應(yīng)事故。

（三）雷電事故

雷電事故是一種自然災(zāi)害。它一般分為直擊雷、感應(yīng)雷、球雷三種。它們均可能造成電力設(shè)施、建筑等的毀壞，傷及人、畜等，還可能引起火災(zāi)和爆炸。因此防止雷電災(zāi)害也是十分重要的。

（四）靜電事故

靜電事故是由宏觀范圍內(nèi)相對靜止的正、負(fù)電荷形式的能量造成的事故。其靜電是隨著某些物料或物件之間的相對運動、快速接觸與分離等過程中積累起來的正、負(fù)電荷形式[3]。

二、漏電保護裝置的發(fā)展簡史

19世紀(jì)末開始，自從人類的生活和生產(chǎn)領(lǐng)域有了電力以來，我們就在開始不斷地與觸電事故和漏電事故斗爭。在20世紀(jì)初才有了只能用于間接漏電保護的電壓動作型漏電斷路器。從根本上解決漏電保護的基礎(chǔ)理論問題，是德國人在1928年根據(jù)電力系統(tǒng)的差動保護的基本原理，分析了剩余電流動作型漏電方法。

世界上最早的一臺剩余電流動作型漏電斷路器是根據(jù)漏電保護電器的基本原理，由法國人在1930年首次制造成功。不過漏電斷路器自始至終都沒有進入生產(chǎn)生活的實用階段，對人類社會生產(chǎn)的幫助不大，這和當(dāng)時的經(jīng)濟技術(shù)水平比較落后有很大的關(guān)系，經(jīng)濟技術(shù)水平的發(fā)展?jié)M足不了當(dāng)時的社會生產(chǎn)力。這就會使漏電斷路器常常不能正常動作。只能對間接的漏電保護起作用，動作電流在300-3000mA之間的電流動作型漏電斷路器，是法國和德國經(jīng)過不斷的實驗，終于在20世紀(jì)50年代研制出來。一直到1958年，才實現(xiàn)了動作電流為35mA的電流動作型漏電保護器大規(guī)模的上產(chǎn)。

漏電保護器在我國的研發(fā)也并非一帆風(fēng)順，盡管經(jīng)過科學(xué)的無數(shù)次實驗。但還是走了很多的彎路。蘇州金閭電器廠早在1966年就生產(chǎn)了電壓動作型漏電繼電器，但是數(shù)量不多。浙江省水利電力部等在20世紀(jì)70年代后半期，相繼研制成功電磁式和電子式電流動作型漏電保護器。到了20世紀(jì)80年代，隨著改革開放經(jīng)濟的發(fā)展，漏電保護器在社會上被迫切需要，這時又先后研制出了DZ5-20L、DZ15L、DZ16L、JD1和JCB1型的漏電保護器。在20世紀(jì)80年代后期我國已經(jīng)有了超過200家的漏電保護電器的生產(chǎn)廠家，每年漏電保護電器的年產(chǎn)量超過600萬臺。隨后，我國從一些先進的國家引入了他們的技術(shù)產(chǎn)品，生產(chǎn)和仿制了數(shù)量非常之多的漏電保護器。

三、現(xiàn)狀與存在問題分析

一個國家或地區(qū)漏電事故的發(fā)生，往往是以每消耗一億度電造成死亡的人數(shù)來表示。把它當(dāng)作用電安全的重要指標(biāo)，能很好地反映某個國家或地區(qū)的用電安全水平。自從改革開放到現(xiàn)在，我國用電安全水平有所提高，漏電、觸電的事故發(fā)生率大大降低，但也存在沿海經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)與經(jīng)濟落后地區(qū)、城市與農(nóng)村地區(qū)的不平衡。總之，要將每消耗一億度電造成死亡的人數(shù)控制在一人以下，才能達(dá)到經(jīng)濟發(fā)達(dá)國家的安全用電水平。

（一）漏電事故的現(xiàn)狀分析

1、農(nóng)村漏電事故多于城市的原因

從全國來看，觸電和漏電事故在農(nóng)村的發(fā)生率明顯多于城市，一般有六倍之多。分析其主要的原因主要有以下幾點：

（1）農(nóng)村的供用電線路很長，用電分季節(jié)性負(fù)荷比較小而且相對比較分散。

（2）農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展雖然速度很快，但是在各方面的建設(shè)發(fā)展上沒有規(guī)劃，而且不管布局還是施工相對來說都不合理，并且都存在有一定的缺陷，問題相對比較多。

（3）農(nóng)村電工相對不穩(wěn)定，而且專業(yè)水平也不理想，管理層的水平也需要提高。對于設(shè)備來說老化嚴(yán)重，設(shè)備的質(zhì)量跟不上用電的速度。

（4）農(nóng)電很大一部分是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的一些企業(yè)還有農(nóng)民灌溉和生活用電，這些人對安全用電的知識了解比較少，這也影響了用電的安全性。

近年來一些省區(qū)的有關(guān)部門針對農(nóng)村觸、漏電保護器的安裝、使用情況調(diào)查來看，農(nóng)村的安裝、使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城市。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國380v以下觸、漏電事故率，20年來總的呈下降趨勢，但農(nóng)村所占的比例始終在85%以上。農(nóng)村發(fā)展的各種局限性致使農(nóng)村的觸電和漏電事故的發(fā)生相對于城市而言比率加大，所以這就應(yīng)該引起重視，加大農(nóng)村觸、漏電保護器的安裝，最大限度地減少農(nóng)村觸、漏電事故的發(fā)生。

2、觸、漏電事故有明顯的地區(qū)性及氣候季節(jié)性

我國的國土面積大，地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、技術(shù)水平、自然環(huán)境有很大區(qū)別，氣候特點也極不一樣，它們對觸、漏電事故的發(fā)生率有較大的影響。從地區(qū)生產(chǎn)企業(yè)差別來說，比如，有的地區(qū)多井下采掘企業(yè)，有的地區(qū)卻幾乎沒有，如長江三角、珠江三角地區(qū)。井下采掘型企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境決定了它是觸、漏電事故高發(fā)型的企業(yè)，此類企業(yè)多的地區(qū)，其觸、漏電事故的發(fā)生率必然受到此類企業(yè)的影響。觸、漏電事故發(fā)生率較高的企業(yè)類型除了上述井下采掘型企業(yè)外，還包括化工、建筑施工、冶煉、軋鋼、造船、港口、造紙等企業(yè)，發(fā)配電企業(yè)此類事故并不高。

除此以外，比空氣較潮濕的地區(qū)更容易發(fā)生觸電、漏電事故，相對空氣比較干燥的地區(qū)就會好上很多。漏電和觸電事故的發(fā)生也會反映在季節(jié)上，不同的季節(jié)濕度不同，造成的觸電和漏電發(fā)生的頻率也不同。夏季天氣比較熱，人體容易出汗，皮膚的電阻值降低，而且夏天皮膚外露比較多，這樣觸電的概率就會大大增加，從而就會引起漏電和觸電事故的發(fā)生。

3、單相觸、漏電事故及電氣連接部位的觸、漏電事故發(fā)生較多

觸電和漏電事故在我國主要發(fā)生在380V以下的低壓電網(wǎng)中，而且單相的漏電和觸電事故比兩相的觸電和漏電事故多得多。這主要是由于我國的電網(wǎng)電壓大部分是中性點直接接地，觸電和漏電事故所產(chǎn)生的后果十分嚴(yán)重。因此，防止觸電、漏電事故的技術(shù)措施應(yīng)該主要放在單相觸電和漏電事故上。

人體的漏電事故一般發(fā)生在電氣連接部位、電氣設(shè)備外層破損部位，因為人體只有通過這些部位才能直接或通過介質(zhì)接觸到帶電體。這些部位包括支線、接戶線、地爬線、接線端子、壓頭線、電纜接頭、電線接頭、燈頭、插頭插座等。

四、漏電保護裝置的結(jié)構(gòu)原理

漏電保護是指對低壓電網(wǎng)發(fā)生對地漏電到一定程度時可能引起的種種危害而采取的有效技術(shù)防范措施[5]。因而，漏電保護的目的應(yīng)是能夠有效地防止各種因電網(wǎng)漏電可能造成的危害后果的發(fā)生，對于電網(wǎng)的漏電，一方面，我們應(yīng)努力把漏電電流限制在最小范圍之內(nèi)，使其不至于造成危害，另一方面，一旦出現(xiàn)了足以造成危害的漏電電流時．應(yīng)能夠采取有效的技術(shù)措施，使之不至于產(chǎn)生危害的后果。

漏電保護裝置（如圖表1）主要由檢測元件、中間環(huán)節(jié)、執(zhí)行機構(gòu)和試驗裝置四大部分組成，一般和過載、斷路保護元件組裝在一起，成為一種多用途的組合電器。

圖1 漏電保護裝置構(gòu)成圖

（一）檢測元件

零序電流互感器是檢測元件的一個核心元件，它在整個檢測元件里起著非常重要的作用，被保護電路的相線電流流過一次繞組，漆包線均勻繞制成了二次繞組，一二次繞組和封閉的環(huán)形鐵芯組成了漏電電流互感器?；ジ衅鞯闹饕饔镁褪前褭z測到的漏電電流信號包括觸電電流信號，變換為中間環(huán)節(jié)可以接受的電壓或功率信號。

（二）中間環(huán)節(jié)

中間環(huán)節(jié)主要有放大器、比較器和脫扣器，如果中間環(huán)節(jié)是電子式的時候，那么就需要輔助電源來提供工作電路所需要的電源。那么中間環(huán)節(jié)的主要作用就是對漏電信號進行放大、變換和比較。并把這種最終的處理結(jié)果輸送給執(zhí)行機構(gòu)。

（三）執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)的主要作用就是把從中間環(huán)節(jié)接收過來的一些指令信號實施和動作，從而可以自動切斷故障電路的電源。

（四）試驗裝置

試驗裝置由試驗按鈕和電阻組成，在漏電保護電器投入運行前，按下試驗按鈕，人為產(chǎn)生一些模擬故障信號，送入檢測元件和執(zhí)行元件的脫扣器線圈中，以便檢驗漏電保護裝置能否正常動作，機構(gòu)是否靈敏可靠。

五、漏電保護裝置的動作參數(shù)

（一）動作電流和動作電壓

我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電流型漏電保護裝置額定動作電流可分為6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15個等級（15、50、75、200mA不推薦優(yōu)先采用）。

我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定用于防火的漏電報警裝置的額定動作電流宜設(shè)計為25、50、100、200、400和800mA。動作電流不可調(diào)者，動作電流不應(yīng)超過200mA，最小的動作電流可調(diào)不應(yīng)超過200mA，最大的動作電流可調(diào)不應(yīng)超過1000mA。

漏電動作電壓即為漏電時能使漏電保護裝置動作的最小電壓。電壓型漏電保護裝置的動作電壓原則上不應(yīng)超過安全電壓。我國所規(guī)定的的最高的安全電壓為42V，一旦超過安全電壓，人體電阻就會隨之下降，就會導(dǎo)致人的觸電致死。

（二）動作時間

漏電保護裝置的動作時間指最大分?jǐn)鄷r間。該動作時間應(yīng)在所限定的范圍內(nèi)。快速型漏電保護裝置動作時間與動作電流的乘積不應(yīng)超過30mA·s。

我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定漏電保護裝置的動作時間見表1。表戶額定電流＞40A的一欄指適用于組合型漏電保護裝置。

延時型漏電保護裝置延時時間的優(yōu)選值為0.2、0.4、0.8 、1 、1.5和2s。采用3級保護，最上一級動作時間也不宜超過1s。

表1 漏電保護裝置的動作時間

（三）接通分?jǐn)嗄芰?/p>

漏電保護開關(guān)的額定接通分?jǐn)嗄芰?yīng)符合表2（取自《農(nóng)村安全技術(shù)用電手冊》）的規(guī)定。

漏電保護裝置經(jīng)過壽命試驗、分?jǐn)嗄芰υ囼?、平衡特性試驗、漏電短路電流試驗、抗?jié)裥阅茉囼灥仍囼灪?，其動作特性仍?yīng)符合技術(shù)條件的要求。

表2 漏電保護開關(guān)的分?jǐn)嗄芰?/p>

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電的應(yīng)用日益廣泛，但用電的危險性也隨之大幅度的增加，如何安全地使用電力能源是擺在我們面前的大問題，漏電保護裝置可以在其他保護措施失效時，提供直接接觸的補充保護，為用電器具提供安全保障，因此漏電保護裝置應(yīng)在平時的工作和生活中廣泛應(yīng)用與推廣。

目前我國對漏電保護裝置的認(rèn)知尚有很多不完善之處，還有很多工作需要進一步深入進行探索，本文簡短地對漏電保護裝置進行了分析，讓人們通過對漏電保護的了解，能更好地利用漏電保護裝置去減少漏電和觸電事故的發(fā)生，讓漏電保護裝置在社會的生產(chǎn)和生活中得到廣泛的推廣和使用。