張紅梅（四川省化工設(shè)計(jì)院，四川成都610000）

淺析配電系統(tǒng)漏電保護(hù)

張紅梅（四川省化工設(shè)計(jì)院，四川成都610000）

在電氣故障情況下，為防止因間接接觸導(dǎo)電體而導(dǎo)致人身電擊，因線路故障導(dǎo)致過(guò)熱造成絕緣或設(shè)備損壞，甚至引起電氣火災(zāi)，配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)載保護(hù)和接地故障保護(hù)，用以分?jǐn)喙收想娏骰虬l(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。本文重點(diǎn)分析了漏電保護(hù)器在配電系統(tǒng)接地故障保護(hù)中的應(yīng)用，以提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，以及消除操作人員觸電等人身安全，和預(yù)防火災(zāi)事故的產(chǎn)生。

配電系統(tǒng)；漏電保護(hù)器；接地故障；泄漏電流；間接接觸電擊防護(hù)

1 配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)

接地故障是指因絕緣損壞，帶電導(dǎo)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(dǎo)電部分、裝置外可導(dǎo)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(duì)地短路產(chǎn)生的電弧和電火花所引起電氣火災(zāi)、線路損壞。因此就電氣災(zāi)害而言，接地故障遠(yuǎn)比一般的電氣短路故障更具危險(xiǎn)性。接地故障保護(hù)電器的選用應(yīng)根據(jù)配電系統(tǒng)的接地型式、電氣設(shè)備使用特點(diǎn)（移動(dòng)式、手持式或固定式）以及導(dǎo)體截面等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般的接地故障保護(hù)，當(dāng)靈敏度滿足要求時(shí)采用短路保護(hù)兼做接地故障保護(hù)，或采用零序電流保護(hù)，或漏電流保護(hù)（又稱剩余電流保護(hù)）。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(hù)措施就是漏電流保護(hù)。

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

2 漏電保護(hù)器（RCD）的選用

漏電保護(hù)器的選用應(yīng)根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同要求而進(jìn)行選型，既要保證技術(shù)有效，還要考慮經(jīng)濟(jì)合理。其選用和回路的劃分，應(yīng)做到在主要回路所接負(fù)荷正常運(yùn)行時(shí)，其預(yù)期可能出現(xiàn)的任何對(duì)地泄漏電流均不致于引起保護(hù)電器誤動(dòng)作；同時(shí)裝設(shè)漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí)，應(yīng)能將其所保護(hù)回路的所有帶電體斷開(kāi)，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(kāi)。

（1）動(dòng)作性能參數(shù)的選擇

①當(dāng)漏電保護(hù)器用于插座回路和末端線路，用作直接接觸防護(hù)的附加保護(hù)或間接電擊防護(hù)時(shí)，應(yīng)選擇動(dòng)作電流不大于30mA的高靈敏度漏電保護(hù)器；

對(duì)于多個(gè)RCD串聯(lián)使用，應(yīng)使上下級(jí)RCD間，通過(guò)額定動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間的級(jí)差，來(lái)保證各級(jí)RCD動(dòng)作的選擇性，以減少停電范圍。作為上一級(jí)RCD，其動(dòng)作電流至少應(yīng)不小于末端回路RCD動(dòng)作值的3倍，不動(dòng)作時(shí)間應(yīng)大于下級(jí)RCD的動(dòng)作時(shí)間。

對(duì)電氣系統(tǒng)布線中接地故障電流的額定漏電動(dòng)作值不應(yīng)超過(guò)500mA，并帶有延時(shí)。

②電氣線路和設(shè)備泄漏電流值及分級(jí)安裝的漏電保護(hù)器動(dòng)作特性的配合：用于單臺(tái)設(shè)備時(shí)動(dòng)作電流應(yīng)不小于其正常運(yùn)行泄漏電流的4倍；配電線路的漏電保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)不小于正常運(yùn)行泄漏電流的2.5倍，同時(shí)還應(yīng)不小于其中泄漏電流最大的一臺(tái)用電設(shè)備正常運(yùn)行泄漏電流的4倍。

配電線路和用電設(shè)備的正常泄露電流估算值見(jiàn)表1。

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

③漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的計(jì)算：

TN系統(tǒng)中，漏電保護(hù)器的接線方式有兩種：

a.將被保護(hù)設(shè)備的外露導(dǎo)電部分與PE線或與漏電保護(hù)器電源側(cè)的PEN線相連，則漏電保護(hù)器動(dòng)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(hù)器所保護(hù)設(shè)備的外露導(dǎo)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(hù)器動(dòng)作電流I△n≤50V/RA（RA局部TT系統(tǒng)專設(shè)的接地極接地電阻，Ω），如圖2所示。

圖2

④對(duì)于不允許停轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用漏電報(bào)警方式；對(duì)于大功率設(shè)備，應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的影響，其漏電保護(hù)器的6倍In值應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)回路的尖峰電流，以避免設(shè)備起動(dòng)時(shí)漏電保護(hù)器誤動(dòng)作。

（2）其他性能參數(shù)的選擇

對(duì)于連接戶外架空線路的電氣設(shè)備，應(yīng)選用沖擊電壓不動(dòng)作型的漏電保護(hù)器或帶少許延時(shí)的防雷擊漏電保護(hù)器。對(duì)于諧波含量較大的非線性用電設(shè)備，為避免諧波頻率對(duì)泄漏電流的影響而誤動(dòng)，除采取措施抑制諧波外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少漏電保護(hù)器所保護(hù)的回路內(nèi)非線性用電設(shè)備的數(shù)量。對(duì)于被保護(hù)設(shè)備有整流元件時(shí)，回路故障電流中可能存在直流分量，應(yīng)采取對(duì)直流分量不敏感的漏電保護(hù)器。對(duì)于照明線路，宜根據(jù)泄漏電流的大小和分布，采用分級(jí)保護(hù)方式。支線上選用高靈敏度的漏電保護(hù)裝置，干線上選用中靈敏度的漏電保護(hù)裝置，其時(shí)限和漏電流動(dòng)作值應(yīng)有選擇性配合。

漏電保護(hù)器的額定電壓、額定電流、額定分?jǐn)嗄芰?、極數(shù)、環(huán)境條件以及額定漏電動(dòng)作電流和分?jǐn)鄷r(shí)間，在滿足被保護(hù)供電線路和設(shè)備的運(yùn)行要求時(shí)，還必須滿足安全要求。

（3）對(duì)于大容量中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的配電變壓器，可采用將一個(gè)小型電流互感器安裝在變壓器中心點(diǎn)與接地系統(tǒng)的連接線上，來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓器所供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生接地故障的保護(hù)。這種接線方式同樣適用于自備柴油發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)。

3 漏電保護(hù)器的應(yīng)用

（1）需要安裝漏電保護(hù)器的場(chǎng)所：帶金屬外殼的Ⅰ類設(shè)備和手持式或移動(dòng)式電動(dòng)工具；安裝在潮濕（包括水中）或強(qiáng)腐蝕等惡劣場(chǎng)所的供電線路和電氣設(shè)備；建筑施工工地的電氣施工機(jī)械設(shè)備；室外工作場(chǎng)所的用電設(shè)備；臨時(shí)性電氣設(shè)備；觸電危險(xiǎn)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(shè)備（胸腔手術(shù)室除外）等均應(yīng)安裝漏電保護(hù)裝置。

對(duì)于公共場(chǎng)所的通道照明及應(yīng)急照明電源，消防用電梯及確保公共場(chǎng)所安全的電氣設(shè)備的電源，消防設(shè)備（如火災(zāi)報(bào)警裝置、消防水泵、消防通道照明等）的電源，防盜報(bào)警裝置的電源，由TT系統(tǒng)供電的用電設(shè)備，以及其他不允許突然停電的場(chǎng)所或電氣裝置的電源，若在發(fā)生漏電時(shí)上述電源被立即切斷，將會(huì)造成嚴(yán)重事故或重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在上述情況下，應(yīng)裝設(shè)不切斷電源的漏電報(bào)警裝置。

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

（3）漏電保護(hù)器的安裝要求：

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

②漏電保護(hù)器的安裝應(yīng)符合生產(chǎn)廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求，漏電保護(hù)器標(biāo)有電源側(cè)和負(fù)載側(cè)，安裝時(shí)必須加以區(qū)別，按照規(guī)定接線，不得接反。如果接反，會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)器的脫扣線圈無(wú)法隨電源切斷而斷電，以致長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀。安裝漏電保護(hù)器時(shí)，還必須嚴(yán)格區(qū)分中性線（零線）和保護(hù)線（PE線），中性線應(yīng)接入漏電保護(hù)器，保護(hù)線不得接入。且經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器的中性線不能作為保護(hù)線、不得重復(fù)接地或連接設(shè)備外露可導(dǎo)部分。漏電保護(hù)器安裝完畢后應(yīng)操作其試驗(yàn)按鈕試驗(yàn)3次，帶負(fù)載分合3次，確認(rèn)動(dòng)作正常后，才能投入使用。

③漏電保護(hù)器以其高靈敏切斷電源的動(dòng)作特性，既能作為間接接觸電擊防護(hù)，又能作直接接觸電擊防護(hù)的附加防護(hù)，但必須同時(shí)與接地和等電位聯(lián)結(jié)結(jié)合應(yīng)用，才能使被保護(hù)設(shè)備和人員得到充分的保護(hù)和安全。因?yàn)?，接地和等電位?lián)結(jié)是用以降低接觸電壓，RCD用以縮短通電時(shí)間，兩者兼用，相輔相成才能達(dá)到最好的防電擊效果。同時(shí)電氣設(shè)備必要的安全防護(hù)措施必須按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)置，不得拆除或放棄。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣火災(zāi)的產(chǎn)生：50～70%的火災(zāi)是用電不當(dāng)、絕緣老化引起的。隨著絕緣的老化，設(shè)備絕緣水平降低，極易產(chǎn)生流向地面的泄漏電流，產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，隨之引起火苗，發(fā)生火災(zāi)。熔斷器和斷路器對(duì)這種漏電流沒(méi)有有效的檢測(cè)和保護(hù)作用，而漏電保護(hù)器因?yàn)槠錂z測(cè)被保護(hù)回路的泄漏電流，其保護(hù)動(dòng)作值小，能及早發(fā)現(xiàn)并迅速斷開(kāi)接地故障電路，對(duì)接地故障保護(hù)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(zāi)事故的有效措施，是直接接觸電擊防護(hù)的必要附加保護(hù)，它的應(yīng)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(yùn)行。

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[4]向 冬.農(nóng)網(wǎng)管理中漏電保護(hù)器存在的問(wèn)題及對(duì)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(jí)工程師，本科，從事電氣工作。