漏电保护器性能的测试(精选8篇)
目前,漏电保护器作为一种新型的低压保护电器无论在城市还是在乡村安装使用非常普遍,它工作的可靠性直接影响人身安全。在美国是政府强制规定推行的用电安全保护装置,并且每两年必须更换。我国对漏电保护器的使用虽然没有强制规定更换的年限,但从用电安全的角度考虑,定期对漏电保护器工作性能检测是必须要做的[1]。本文介绍了漏电保护器动作特性自动测试仪,可测量和记录漏电保护器的触头分断时间、漏电动作电流和不动作电流,提供了改善漏电保护器工作性能的重要技术指标,检测自动化水平高,能检测在线与非在线运行的漏电保护器。
1 硬件设计方案
反映漏电动作性能的主要3个参数是:额定漏电动作电流(I△n)、漏电动作时间和额定漏电不动作电流(I△n0)。
I△n表征漏电动作的灵敏度,是漏电保护器的漏电动作电流值。漏电动作时间是指对漏电保护器施加漏电动作电流到切断电路为止所需的时间。I△n0是防止漏电保护器误动作,国家标准规定的不动作的漏电电流值,通常取0.5I△n。
测试漏电动作电流的方法是:从小于0.2I△n开始施加测试电流,在30s内线性地增加至I△n,若漏电保护器断开瞬间的电流值为I△,当满足I△n0
测试仪以单片机ATmega32为核心,扩展可编程的漏电电流源、漏电电流的检测电路、触头状态的监测电路、键盘和显示等外围设备。ATmega32是基于增强型AVR RISC结构的8位微控制器,指令集先进,指令执行时间采用单时钟周期,速度是普通8051单片机的8~12倍。工作频率达16MHz,片内32K字节Flash程序存储器、1个硬件16位定时器和2个8位定时器、4路PWM输出、8路A/D转换、1个全双工异步串行口、32个通用I/O口。具有低功耗、高速、超强抗干扰等优点,在同类产品中具有较高的性价比[2]。
1.1 可编程漏电电流源
保证测量准确性的关键是可编程漏电电流源能产生均匀变化的漏电电流,该漏电电流源由50Hz的正弦波发生器、交流量数摸转换电路构成。
1.1.1 50Hz正弦波发生器
50Hz的RC正弦波振荡电路由运算放大器组成。稳定振荡信号的幅度是采用非线性负反馈,同时,采用低温度系数的电阻与电容元件构成RC正弦波振荡电路的选频电路,保证振荡频率的稳定,为了提高带负载的能力,正弦波输出信号经过电压跟随器输出。
1.1.2交流量数模转换电路
交流量数模转换电路是可编程漏电电流源的核心部分,正弦交流量振幅的大小是通过改变数字量来控制,具有良好的线性度[3]。用DAC0808构成数模转换电路,该器件是二进制快速乘法式8位D/A芯片。交流量数模转换电路如图2所示。为了保证实现数字到正弦交流模拟信号的转变,图中VD是预置直流偏压,大小等于50Hz正弦波发生器输出信号的幅值。
根据图示电路,可得到如下关系:
求解可得
在考虑分流关系时忽略电容C的容抗
根据DAC0808的D/A转换关系
由于电容C的隔离直流作用,可得
从式(5)可见,当电阻R1、R4、R5、R、Rf为定值时,输出电流的大小与RL无关,仅由数字量控制。当A1、A2、…A8全为“1”时,调整电路参数,使IL=0.5A,当A1、A2…A8全为“0”时,使IL=0A。0~0.5A的电流变化范围完全满足我国目前生产的漏电保护器的测试要求。为了提高测量速度,在保证模拟漏电电流准确度的条件下,将输出电流分为50m A、100m A、200m A和500m A四档,各档的选择由ATmega32切换电阻R1的大小来实现。在不同的挡位,电流增加的数值大小是不一样的。当选50m A档位时,电流是按照0.196m A(50m A/255)递增;当选择5 0 0 m A档位时 , 电流是按 照1 . 9 6 m A(500m A/255)递增,因此,可完全满足为漏电保护器提供线性增加的漏电电流的要求。
图3触头状态监测电路 (参见下页)
1.2 触头状态监测电路
触头状态监测电路如图3所示。漏电保护器动、静触头闭合时,L1与L2的交流电通过整流、滤波和稳压,使光电耦合器G3导通,反相器A的2脚输出为高电位。当漏电保护器动、静触头分断时,光电耦合器G3截止,反相器A输出2脚为低电位,作为漏电检测结束的时刻。在漏电保护器动、静触头闭合时,光电耦合器G3的电流通过漏电保护器的一相动、静触头,电流大小为1~2m A,由于是直流,不会在漏电保护器中的零序电流互感器的二次侧产生感应电流,对漏电保护器的漏电动作电流没有影响。
1.3 控制电路
控制电路如图4所示。漏电保护器的漏电电流产生的开始信号通过程序控制,动、静触头断开信号送入ATmega32的外部中断输入端PD2,采用中断的方式对漏电保护器动、静触头的分断时间进行检测。按键S1作为测试功能选择,用来选择测量漏电电流或漏电动作时间。按键S2用来选择模拟漏电电流50m A、100m A、200m A和500m A中的某一档。按键S3和S4是在测量漏电动作时间时,用来设定模拟漏电的电流值,S3控制模拟漏电的电流值增加,S4控制模拟漏电的电流值减少。S5是测试开始/停止控制按键。当测量漏电电流时,设定好参数按下S5,ATmega32根据S2选择的档位输出数据,使模拟漏电电流从0增加到最大值,若模拟漏电电流达到某一电流值时漏电保护器动作,则该电流值就是实际漏电动作电流值。当测试漏电动作时间时,设定好漏电电流参数后按下S5,ATmega32根据设定的电流值直接产生设定的模拟漏电电流,实现测量漏电动作时间[4,5]。
2 软件设计方案
基于嵌入式C语言设计ATmega32软件的部分,程序结构采用模块化。具体包括主程序、仪器初始化子程序、功能控制子程序、可编程漏电电流源子程序、检测漏电动作时间子程序和显示子程序等。
主程序是检测漏电保护器动作特性参数的主控程序,当测试仪工作时,主程序循环运行,并根据功能要求调用相关子程序,子程序执行后返回主程序。图5所示为主程序流程图。仪器初始化子程序实现仪器的初始化,内容包括仪器参数、单片机引脚配置、定时器、模数转换、中断初始化等。控制功能子程序实现按键功能的扫描,控制仪器与人之间的交流。可编程漏电电流源子程序用来产生测试用的漏电电流,检测漏电保护器断开瞬间漏电的电流值(I△)。检测漏电动作时间子程序实现对漏电保护器漏电动作时间的检测。显示子程序实现漏电电流和漏电动作时间的显示。
3 结论
【摘 要】本文介绍了在低压供电系统中漏电保护器的正确接线方法,并结合实际讲述了漏电保护器的一些使用注意事项。
【关键词】低压中性点直接接地系统 漏电保护器 零序电流互感器
【中图分类号】TM934.31【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)07-0393-01
一、 前言
近年来,在低压供电系统中为了保证人身和设备的安全,已越来越广泛地使用漏电保护器。目前很多厂家生产的漏电保护器性能稳定,质量可靠,它们在安全用电和安全生产中发挥着重要作用。但是在漏电保护器的使用过程中,也常常由于安装、接线或选用不当,使之发生误动、失灵或损坏,以致不能发挥其应有的作用而大大影响了它的保护效果。
二、工作原理简述
国产的漏电保护器从动作原理上来说,是属于零序电流型的。其基本结构是在一般装置式的自动空气开关中增设了一个零序电流互感器和一个漏电脱扣器。当低压供电系统中发生触电或设备漏电时,三相电流的平衡遭到破坏,零序电流互感器的次级感应出零序电流,漏电脱扣器受此电流激励而脱扣,自动开关迅速动作切断故障电路。
三、正确接线方法
漏电保护器按相数和线数分类有单相二线式、三相三线式、三相四线式等型式。下面仅说明常用的三相四线式漏电保护器在低压中性点直接接地系统(TN系统)中的正确接线方法。三相四线式漏电保护器在低压中性点直接接地系统中的接线原理如图一所示。
这里问题的关键是如何处理好零线的接线,在上图所示接线中应把负载的工作零线与保护零线分开。负载的工作零线应接在漏电保护器的下端,即负载的工作零线应通过漏电保护器(同时要求漏电保护器以下的工作零线不允许再有重复接地)。负载的保护零线应接在漏电保护器的上端,即负载的保护零线不应通过漏电保护器。
如此接线之后,在正常工作情况下通过零序电流互感器四根导线中的合成电流的矢量和等于零,即Ia+Ib+Ic+Io=0,零序电流互感器次级无输出。当设备发生漏电例如C相漏电时,将有一个漏电电流由设备的保护接零线流回电源的中性点。这时,IA+IB+IC+I0+△IC≠0,零序电流互感器次级将输出信号,引起漏电保护器动作。
四、几种容易发生的错误接线
(1) 负载的工作零线未通过漏电保护器
若将负载的工作零线直接与电源零线相接,或将负载的工作零线接于漏电保护器的上端,如图二所示。
这时在正常工作情况下接通单相负载时(其负载电流为△IA),零序电流互感器中将流过不平衡电流△IA,其次级输出信号使漏电保护器动作。
(2) 负载的保护零线通过了漏电保护器
目前我国低压供电大多采用三相四线制,负载的保护零线与工作零线合用。若将此合用零线接于漏电保护器的下端,则等于将负载的保护零线通过了漏电保护器,如图三所示,当发生漏电事故例如C相漏电时,漏电电流△IC在穿过零序电流互感器的C相导线和零线中流通,使得零序电流互感器次级无输出信号,漏电保护器拒动。
(3) 单相负载的相线接于漏电保护器的上端而其工作零线接于漏电保护器的下端。
有时负载的工作零线为几个单相负载合用,当有的单相负载未通过漏电保护器即此单相负载的相线接于漏电保护器的前端时,若将合用的工作零线接于漏电保护器的下端,工作时零序电流互感器中流过不平衡电流△IC,漏电保护器误动作。其电流情况如图四所示。
五、漏电动作电流与动作时间的选择
漏电保护器在使用中除应注意正确接线外,还应根据使用要求正确选用漏电保护器的漏电动作电流和动作时间。漏电保护器的漏电动作电流一般有15mA、30mA、50mA、100mA、300mA等规格,动作时间有快速型(≯0.1S)和延时型(0.1—2S)的。用于保护人身安全的漏电保护器应选用漏电动作电流30mA以内快速型的,它仅用于单台(或不超过两台)设备的防触电保护。漏电动作电流57mA以上延时型的漏电保护器主要用于低压主干线和重要分支线的保护,防止因设备和线路漏电引起火灾事故。它应根据供电电源容量和线路绝缘水平来选择其漏电动作电流。
在漏电保护器接线正确、本身完好的情况下屡屡动作时,应检查设备和线路的绝缘情况。当低压回路的绝缘电阻低于0.1兆欧时,回路的泄漏电流将超过50—100mA,此时回路已不能正常工作,须在排除故障恢复绝缘后再将漏电保护器投入。
六、其它一些使用注意事项
(1)漏电保护器主要用于防止人身触电和设备对地漏电,它对于同时接触电路中两相所引起的触电危险及相间短路无保护作用。
(2)漏电保护器在安装完毕投入使用前,应按动试验按钮以确认其能否可靠动作。在使用过程中还应定期按动试验按钮进行检查,以免漏电保护器在运行中失效。
(3)目前生产的漏电保护器其零序电流互感器的次级电流是经晶体管放大器放大后去推动漏电脱扣器工作的。温度与电压是影响晶体管正常工作的重要因素,因此,漏电保护器的使用环境应避免温度过高或过低(以产品使用说明书为据)。负载发生短路使供电电压过低时也将影响漏电保护器的正常工作。
(4)应定期检测漏电保护器的动作特性(漏电动作电流、漏电不动作电流、动作时间),以确保其工作的可靠性。
七、设备无接零时漏电保护器的使用问题
在低压中性点直接接地的供电系统(TN系统)中电气设备应采用接零保护。但对于个别远距离单台设备和敷设零线困难的地方,用电设备可以采用保护接地但同时应安装一只漏电保护器。这时如果设备发生漏电事故漏电保护器将动作,其工作情况如图五所示。
用电设备装设漏电保护器以后,还可弥补由于TN系统中零线断线所带来的接零保护不可靠的问题,有关情况如图六所示。
八、结束语
关键词:漏电保护二总线零序电流
1井下漏电保护现状
我国大多数矿井电网一直沿用中性点不接地方式,随着井下供电线路的加长、电容电流的增大,发生故障时会造成单相接地电流大于20A,有的甚至超过70A,而《煤矿安全规程》中规定超过20A就应采取措施降低到20A以下,因而广泛采用中性点经消弧线圈并电阻接地系统。
系统保护中,根据我国井下低压电网的运行情况,一般认为对低压配电网实行两级保护,级数再增加将没有使用意义。实行分级保护的目的是从人身、设备安全和正常用电的角度出发,既要保证能可靠动作,切断电源,又要把这种动作跳闸造成的停电限制在最小范围内。常用的漏电保护装置多为附加直流电源式保护和零序电流保护装置。总保护处安装附加直流电源保护,无论系统发生对称性漏电还是非对称性漏电,保护均能可靠性动作。分支出口处安装零序电流保护作为横向选择性保护的主保护。
漏电系统一般建立两级后备保护,附加直流电源保护和漏电闭锁分别作为分支漏电保护单元的一级和二级后备[1]。在实行分级保护的低压电网中,决定分级的条件是下一级保护器的额定动作时间(包括主开关断开电路的跳闸时间)必须小于上一级保护器的极限不动作时间。对于下级保护,要求其额定动作时间达到最快,从而快速切除故障。对于上一级保护,为保证选择性就需一定的时间延时,以躲过下级保护在动作跳闸时所需时间。据现场调查,零序电流漏电保护动作使分支开关动作跳闸总时间达到200ms,则附加直流电源保护的动作时间需加上200ms的固定延时,才能保证选择性。因此当发生对称性漏电(分支无法检测)、分支保护失效或开关拒动时,总保护动作时间高达400ms。此时将会使人身触电电流增大,不但不能保证人身安全,更不能防止沼气、煤尘爆炸。
随着真空断路器的推广,虽然由于保护动作时间级差Δt的减小,将短路造成的损失降低到最低限度,但没有从根本上解决由于时差而带来的问题。
2改良方案
改良方案中,在总的漏电保护单元与分支单元之间建立在线通信,以确保在最短的时间内切断故障点,消除现有漏电保护系统存在的死区。
2.1二总线技术
本文通信总线采用二总线技术,二总线是一种高可靠性、自动同步编码解码通信,可以将现场节点的多个模拟量转换成数字量并进行远距离串行传输。其特点如下:
a.智能跟踪自动编码;
b.远距离监测,监测距离2km;
c.同时传输信号和功率,节点无需单独供电;
d.回路节点数目可根据规模增减,最多64个。
二总线非常适宜于井下配电馈线出口多及馈线线路逐渐增长的现状,可抵制井下各种干扰的影响。二总线进行通信,2条总线之间的电压为24V,发送端的二总线通信芯片将需要传输的数字量以电流形式串行输出到二总线上;接收端从总线获得功率的同时接收信号,实现了功率和信号公用总线的要求[2]。
2.2通信实现
常用的总线接口有QA840159等,提供单片机和总线的接口,通过握手电路和数据总线与CPU进行数据交换。总线接口从CPU中取得编码地址、控制码等信息后向总线回路发出标准串行码,包括地址段、地址校验段、控制段和模拟量返回段。地址段和地址校验段完全相同,以保证通信的可靠性。二总线通信编解码芯片位于分支出口处,可以自动同步编解码和片内A/D转换,它不需进行频率和同步调整,可对总保护的编码数据进行智能化分析并自动跟踪对位,片内高速A/D转换电路仅在地址符合时加电,大大降低了系统总电流,可很方便地实现模拟量采集并实现二总线通信。
3智能漏电保护的设计
系统由总保护、分支保护、二总线通信接口三大部分组成。各分支保护检测到的实时井下数据可通过二总线进行通信,设井下馈线分支出口数为n,其结构图如图1所示。
总保护处为性价比较高的单片机8051系统,系统有A/D转换器、输入/输出接口、闪存、输出执行电路等组成。总保护处装有附加直流电源式漏电保护,可以检测出电网总的绝缘情况,同时通过漏电直流检测电路的取样,监测井下电网A,B,C三相的绝缘电阻的变化,并由电路显示,所以容易查找和处理故障相。正常工作时循环显示电网的工作参数和对地的绝缘水平,故障跳闸后循环显示故障时的参数和状态,从而大大提高了判断故障的效率。若设有不同的给定值存储在微机内,微机就可以判断出故障是接地故障、人身触电事故还是绝缘电阻下降故障。
总保护处通过总线接口和二总线相连,进行通信。在总保护处和分出口处检测各支路的零序电流,分支保护处编解码芯片接收总保护处的地址、控制信息,当和本身地址相同时,启动A/D转换,进行零序电流检测,并通过二总线将电流值上传给总保护,通过总保护进行集中式选线判断故障相,由总保护发出口跳闸指令以切断故障线路。
漏电保护原理中指出,当发生接地故障时,流过故障相的故障电流是所有非故障相电流之和,故障项的零序电流为所有出口处零序电流数值中的最大者。集中式选线综合比较所有零序电流的数值,考虑到零序电流互感器会产生不平衡电流,而不同的互感器的不平衡电流值不同,所以仅比较零序电流值大小将会有一定的误差。现采用简单的差值比较方法,即将各电路所测出时间间隔相同的故障前后2次零序电流值相减,比较各零序电流的算术差值。故障线路零序电流的增量是所有线路零序电流增量之和。判定差值最大与其他线路有很大差距的线路为故障线路,从而完成保护的横向选择性,并有效地避免了由互感器不平衡电流带来的误差。
总保护通过电流差值集中判断,找到最大值及分支故障线路,然后发跳闸指令,由分支开关动作;若各分支的零序电流之差相差不大时,判定为母线故障,由总保护处开关动作。判定为分支故障发跳闸指令后,总保护处继续监视电网的运行,若故障仍然存在,说明跳闸失败或判断失误,为保证安全,由作为后备保护的总保护跳闸切断故障,无长时间的延时。
4结论
二总线系统结构简单,可靠性非常高,基于二总线的漏电保护系统,全面提高了矿用检漏装置的性能,缩短了总保护初跳闸时间,保证了井下的供电安全。
参考文献:
中电四公司 廖显红 2014年4月15日 现场施工用电一级配电箱漏电开关跳闸的原因分析
摘要:通过对现场施工用电的管理并及时总结经验教训,针对施工现场漏电保护器频繁跳闸原因进行分析,了解各种漏电保护器的基本常识,掌控各级配电系统的有效配置,合理的对下场线路的架设,希望能对解决施工现场漏电保护器的频繁跳闸问题有所帮助。
关键字: 一级配电箱、漏电保护器
频繁跳闸、原因、采取措施
前言:
现场的施工单位较多,施工作业环境一般比较差,临时用电所使用的设备、线路本身安全隐患比较多,而且流动性、重复性、临时性较强,一闸多机现象严重,参加施工的作业人员甚至管理人员以及电工的素质参差不齐,经常造成一级配电箱漏电开关跳闸。因此我们在施工现场中,强制推行三级配电二级漏电保护和采用TN—S三相五线式供电方式,确保用电设备达到“一机、一闸、一漏、一箱”的目的就是为了保障施工现场用电的安全及加强对用电的管理。各级漏电保护器是TN—S供电系统中最关键的保护设备,在实际施工中由于施工现场所具有的特殊性,总是造成一级漏电保护器的频繁跳闸。不仅严重影响了施工现场的正常施工,而且使施工现场用电的安全得不到有效的保障。通过近几年来在施工现场对施工临时用电方案的编制、临时用电的管理、总结体验,对施工现场漏电保护器频繁跳闸的原因进行了以下的分析。
施工现场漏电保护器频繁跳闸的原因分析
1、漏电保护器选型不合理
①开关箱内使用漏电开关其额定漏电动作电流超过了正常值(30mA)或者是超过用电设备额定电流两倍以上的漏电保护器,甚至选用了带延时型的漏电保护器,由于额定漏电动作电流的提高或保护灵敏度的下降,依次在发生漏电故障时,三级箱漏电保护器还没有动作,一级箱漏电保护器却先行动作。
②有些随机使用性的用电设备或小容量负荷的设备没有专用的开关箱,如I、Ⅱ类电锤、电钻、小型切割机等手持电动工具,在接入有较大额定电流的漏电保护器后,在发生漏电或故障时,三级漏电保护器就可能拒动,或者和一级漏电保护器同时跳闸。
③施工现场电焊机比较多,电焊机的漏电保护器按电焊机的额定电流选用,在电焊机起焊时的大电流可能会使漏电保护器跳闸,这是部分电焊机漏电保护器跳闸的原因。对于这类用电设备一般应选用对浪涌过电压、过电流不太敏感的电磁型漏电保护器;或选用比电焊机额定电流大1.5-2倍的电子式漏电保护器,但作为末级漏电保护,额定漏电动作电流不应大于30mA,这样才不至于使一级箱漏电保护器跳闸。
④塔吊是施工现场较大的施工设备,有多台电动机,虽然起动过程采用了Y-Δ起动和转子回路串入电阻起动,降低了起动电流,但仍然会有较大的起动电流。Y-Δ起动和电动机换速时会随机产生一定的过电压,塔吊配电箱和配电线路处于高空中,长年日晒雨淋,绝缘难免有一定的损伤,导致漏电流相应增大,这些因素都可能造成塔吊的漏电保护器频繁跳闸。在考虑采用电子式漏电保护器时应适当将它的额定电流放大1.5-2倍,以降低漏电保护器本身的灵敏度,减少频繁跳闸的几率,但是其漏电动作电流还是必须小于上级漏电保护开关的漏电动作电流。
⑤三级箱漏电保护器上的漏电保护额定漏电动作电流和额定漏电不动作电流选择过小,没有考虑到漏电保护器下口的配电线路上可能有相对较大的正常漏电流。一般一级箱漏电保护器的额定漏电动作电流大小选择应为三级额定漏电动作电流的两倍左右。
如在保护范围较小时,一级箱漏电保护器额定漏电动作电流可选择50mA或75mA;保护范围较大或在上一级箱漏电保护器后有较多的单相或双相负载如电焊机时,应考虑众多单、双相负载接线不平衡时,可能有相对较大的漏电流,那么一级箱漏电保护器额定漏电动作电流可选择75mA或100mA。必要时,一级箱漏电保护器应带有0.2s的延时,这样可提高漏电保护范围内三级箱和一级箱的漏电保护器的动作具有选择性。
2、漏电保护器布局不合理
根据《施工现场临时用电安全技术规范》以及建设公司相关文件,在临时用电总配电箱和开关箱中应装设漏电保护器,形成三级配电二级漏电保护,确保用电设备达到“一机、一闸、一漏、一箱”的模式。但是由于施工现场所具有的特殊性,如电工素质差、接线错误、非电工接线、线路破损、开关箱内漏电保护器损坏、部分用电器具没有经过开关箱、一闸多机及施工现场管理不善等原因,以及漏电保护器本身不可避免的误动和拒动,再加上在实际施工中没有按照工地的实际情况对漏电保护器进行布置,造成了一级配电箱漏电保护器的频繁跳闸,停电范围较大。在施工高峰期,总开关的频繁跳闸不仅严重影响了工地的正常施工,而且让处理故障的电工疲于奔命,甚至束手无策。对于这种情况除了加强施工现场的管理外,需要从技术的角度,根据施工现场实际情况对漏电保护器进行合理布置。在一些住宅楼工地、工业项目等比较大的施工现场,需要将整个工地按专业或不同的施工队划分为若干个小的漏电保护范围,每个专业施工对单独设置一漏电保护器,必要时在每个漏电保护器保护范围内形成二级漏电保护,这样可以提高每个保护范围内二或三级漏电保护的保护灵敏度,提高保护范围内故障漏电时的漏电保护器的动作率,减少总漏电保护器跳闸。合理的布置也可以促使各个施工队自主管理和方便项目部的统一管理。这样工地进线总电源上的漏电保护器,可主要做为施工现场防止电气火灾隐患和电气短路的总保护,兼做每个小的漏电保护范围的后备保护,它的额定漏电动作电流可根据施工现场的大小在200~500mA之间选择,额定漏电动作时间可选择0.2—0.3s,可极大地减少浪涌电压、电流、电磁干扰对总漏电保护器的影响,提高总漏电保护器动作的选择性和可靠性。如果能通过加强对工地漏电保护器的管理,使每个漏电保护范围内的二级漏电保护(必要是增加饿)、三级漏电保护处于有效保护状态,就可以大大地减少工地总漏电保护器的频繁跳闸机率,减少对总漏电保护器的损坏。
3、漏电保护器本身有一定的局限性
现有市场上的漏电保护器,不论是电磁型还是电子型均采用磁感应电压互感器拾取用电设备主回路中的漏电流,三相或三相四线在磁环中不可能布置完全均衡,而且在施工现场有很多的电焊机存在双相或单相负荷,三相电流也很难达到完全平衡,甚至相差很大,在大电流下或较高的过电压下,会在有很高的导磁率在磁环中感应出一定的电动势,当这个电动势大到一定程度,就会导致漏电保护器跳闸。又由于额定电流越大的漏电保护器采用相对较大的磁环,产生的漏磁通也相对较大,且漏电流要克服磁环本身的磁化力,导致实际使用的漏电保护器额定电流越大,灵敏度越低,误动或拒动率也越大。漏电保护器在额定漏电动作电流和额定漏电不动作电流之间有一段动作不确定区域,漏电保护器的漏电流在此区域内波动时,可能导致漏电保护器无规律跳闸。
4、在保护范围内没有形成有效的两级漏电保护
三开关箱内的漏电保护器是用电设备的主保护,如果三级箱漏电保护器不装、损坏或选型不当,将可能导致一级箱漏电保护器频繁跳闸。如施工现场有的照明部分相当混乱,存在很多问题:工地照明线经常随施工部位的改变而重新敷设,乱拉乱挂现象比较多,导线绝缘不是很好,经常漏电;现场办公室照明线虽然比较固定,但是一般固定的比较低,人很容易触及,还带有一些插座回路,在很多时候都不装漏电保护器,特别是在天刚黑需要照明的时候,经常造成了总漏电保护器频繁跳闸。施工现场移动设备比较多,如振捣棒、手电钻、小型切割机、打夯机、小型电焊机等随机使用性比较强,有的时候使用这些设备时没有接入开关箱,这也增加了总漏电保护器频繁跳闸的几率。只有在每个保护范围内形成有效的两级漏电保护模式,才能有效地减少一级配电箱漏电保护器的跳闸几率。
5、漏电保护器的接线有问题
①使用单相负载,而中性线(零线)未穿过漏电保护器。②中性线穿过漏电保护器后,直接接地或通过用电设备等接地,漏电保护器将保护跳闸;中性线对地绝缘不良或接地不良,似接非接,导致漏电保护器无规律跳闸,故障难找。③中性线穿过漏电保护器后,同其他漏电保护器的中性线或与其他没有装设漏电保护器的中性线连在一起。
④选用三相四线或四极的电子式漏电保护器用于三相或双相负载,中性线未引人漏电保护器或虽引入但虚接,致使漏电保护器控制回路无电源而拒动。一旦发生漏电事故,引起上级漏电保护器动作。
⑤三相负载如电动机一般不接中性线,使用四芯电缆,其中有一芯应接PE保护线和电动机外壳,但在有些情况下,这根PE保护线接在了PN中性线上,实际上是把中性线通过电机外壳接地,在有单相负载或负载不平衡,中性点发生偏移时,就会使上级漏电保护器跳闸;如果中性线电阻较大时,可能造成漏电保护器无规律跳闸,查找故障困难。⑥漏电保护器后的负载没有平均分配。施工现场电焊机大部分使用交流380V两相电源,漏电保护器后的电焊机一次线路对地漏电流矢量和不为零,对于一级箱的漏电保护器,如果多台电焊机接线使三相不平衡,就会使通过漏电保护器的漏电流增加,同时使中性线对地电位提高,增加了中性线漏电的机率,增加了电焊机上级保护的跳闸几率。在用电设备和线路发生漏电故障或漏电流增加时,会造成上级漏电保护先于电焊机末级漏电保护或两漏电保护同时跳闸。还有中性线断线或接触不良,致使中点电位偏移零电位,增加了中性线漏电和引发其他故障的几率。
6、用电设备及用电线路漏电
施工现场的用电设备使用环境比较恶劣,保养、维修也很有限,设备质量参差不齐,绝缘有好有坏,有些设备漏电流比较大;用电线路也是如此,有些线路使用了质量很差的绝缘导线,不按规定敷设,接头包扎不好,如导线直埋、电缆过路不穿保护管等,造成了末级漏电保护器跳闸,如果末级漏电保护器损坏或将末级漏电保护器退出,将造成上级漏电保护器的频繁跳闸。
结论 总之,漏电保护器频繁跳闸是施工现场各种因素综合作用的结果,最主要的是要选购优质量的开关、合理布置漏电保护器,缩小两级漏电保护器的保护范围,正确选择好各种规格的漏电保护器并调好开关、规范线路施工、正确接线,使每个范围内的两级漏电保护器处于有效保护状态;另一方面就是加强施工现场的临时用电设备和线路的管理,通过培训提高用电人员的自身素质,加强对维护电工的教育,有效的控制各个配电箱的门锁,这样就可以既满足工地用电的安全性,又可以减少漏电保护器的频繁跳
闸,给正常的施工创造较好的供电条件。
一、电流型漏电保护器的组成
1.检测元件:
该元件是一个零序电流互感器。被保护的相线、中性线穿过环形铁心, 构成了互感器的一次线圈, 缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈。如果发生了漏电, 相线、中性线的电流向量和不等于零, 就在二次线圈上产生感应电动势, 这个信号就会被送到中间环节进行进一步的处理。
2.中间环节:
该环节的作用就是对来自互感器的漏电信号进行放大和处理, 并输出到执行机构。
3.执行机构:
该机构用于接收中间环节的指令信号, 实施动作, 自动切断故障处的电源。
4.试验装置:
该装置用来模拟漏电事故, 以检查装置能否正常动作。
二、漏电保护器的选用
1.选用漏电保护器时, 电源的额定电压和频率, 应与漏电保护器的铭牌数据相符;漏电保护器的额定电流和额定短路通断能力, 应分别满足线路工作电流和短路分断能力的要求。
2.保护单相线路和设备时, 宜选用单极两线或两极式漏电保护器;保护三相线路和设备时, 宜选用三极式漏电保护器;保护既有三相又有单相的线路或设备时, 应选用四极式漏电保护;在有爆炸危险的场所, 应选用防爆型漏电保护器;在潮湿、水汽较大的场所, 应选用防水型漏电保护器;在粉尘浓度较高的场所, 应选用防尘型或密闭型漏电保护器。
3.电源采用漏电保护器做分级保护时, 应满足上、下级开关动作的选择性。一般上一级漏电保护器的额定漏电电流不小于下一级的额定漏电电流, 这样既可以灵敏地保护人身和设备安全, 又能避免越级跳闸, 缩小事故检查范围。
4.漏电保护器的动作时间根据使用目的来选择。主要用于触电保护的, 应选择动作时间小于0.2s的快速型漏电保护器;主要用于防火保护或漏电报警的, 应选择动作时间为0.2~2s的延时型漏电保护器。
三、漏电保护器的安装
1.漏电保护器的接线必须正确。接线前应分清漏电保护器的输入端和输出端、相线和零线, 不得反接或错接。漏电保护器负载侧的线路必须保持独立, 即负载侧的线路 (包括相线和工作零线) 不得与接地装置连接, 不得与保护零线连接, 也不得与其它电气回路连接。在保护接零线路中, 应和工作零线分开, 工作零线必须经过保护器, 而保护零线不得经过保护器。
2.安装漏电保护器时, 不得拆除或改动原有的安全防护措施。
3.安装完成后, 要对漏电保护器进行试验, 以保证其灵敏度和可靠性, 确认动作正确无误后, 方可正式投入使用。
四、漏电保护器的运行
【关键词】漏电保护器;民用住宅;防火;工作原理
在当前的社会发展中,经济与技术都得到了显著的发展,人们的生活质量与生活水平也有了一定的提高,为了满足人们的需求,人们的居住条件也有了显著的改善,开始购买大量家用电器,方便人们的生活,但是在实际工作中,我们应该如何保证在正常使用家电的基础上保障人们的安全是当前必须重视的问题。漏电保护器是保护建筑工程中家用电器的最关键手段,它具有科学合理、经济、节能环保等特点,因此该设备常见于民用住宅当中。但是相对于国外而言,我国漏电保护器的安装与使用仍然处于初级阶段,很多新技术、新概念产品都没有形成一套完备的规范,导致漏电保护器在安装过程中存在较大的问题,影响到建筑工程的安全使用。
1.漏电保护器的概念及分类
在随着社会的发展,为了保证民用建筑充分发挥作用,我们开始将漏电保护器引入在其中,通过该设备可以有效的避免安全事故的发生。但是在实际工作中,不管是在其设计、安装还是在使用过程中都存在着非常大的正义,特别是在漏电保护器使用过程中,国家并没有根据其要求制定一套统一的规范标准,导致其在使用过程中出现安全隐患。
1.1漏电保护器的含义
漏电保护器又称为漏电保护开关,在民用建筑使用过程中,如果家用电器出现漏电故障,或者出现了较大的电流,那么漏电保护器就可以对其有效的防护,一方面保证家用电器的正常使用,另一方面能够保证住宅中人们的安全。总而言之,漏电保护器在住宅中发挥着非常重要的作用。
1.2漏电保护器的分类
目前,随着社会的进步与发展,科技水平也有了显著的提高,各种各样的新产品出现在市面中,促进了社会的健康快速发展。在建筑行业中,漏电保护器是一个必不可少的保护设备,我们可以将其根据使用功能、运行方式、级别等分为多个类型,其中最为常见的有漏电保护继电器、漏电保护开关以及漏电保护插座三种。
2.漏电保护器的应用
漏电保护器作为一种重要的保护系统在我国民用住宅中得到了广泛的应用,一方面促进了社会的健康发展,另一方面也保障了民用建筑物中人们的人身安全,避免意外事故的发生,减少了经济损失。一般来说,我们会在民用住宅当中设置两种不同级别的漏电保护器,第一种主要是为了避免电源漏电而设置的一种保护装置,我们通常会将其设置在电源进线的位置,另一种测试需要这只在插座或者回路上,避免家电在使用过程中发生故障。在实际工作中,我们最常见的几种漏电保护装置有接地保护装置、等电位连接保护装置、防雷系统保护装置等。不管哪一种保护装置,在其连接过程中我们都是需要以金属线路为为界的,因为这种才能够避免以为事故的发生,才能够保护整个系统,使建筑工程的功能得到充分发挥。
2.1漏电保护器的工作原理
苏哟喂漏电保护器也就是在民用建筑工程中,人们在使用家电设备的过程中,对其运转所流出的电流进行一定的保护与控制,避免出现各种安全事故。漏电保护器的核心部分为剩余电流检测元件,在工作的过程中是通过对零序电流的互感器作为检验标准和期间,同时对工作中能够正常应用的电流通过所有的线路方式来对电流互感器的铁芯环管理,使得这些电流矢量能够及时的得到排出,电压成为零,确保使用者的人身安全。当设备发生碰壳故障时,有的时候电流可以通过接地电阻上的回流电源来形成二次电流的处理,这个电流的处理方式和方法就是剩余电流,同时也是产生磁场的互感器二次侧绕模式,通过二次绕组产生的感应电流和电动势在比何种的副边线圈内产生相应的电流,这种电流是造成漏电故障发生的信号,其火小与一次侧剩余电流呈正相关。根据漏电保护器监测到的各种剩余电流的大小情况分析,保护电气在应用中如果能够通过预先设定的程序发出相应的指令,并且能够及时的切断电源或者发出信号等方式。
2.2漏电保护器的主要作用
漏电保护器的主要作用是作防火漏电和间接电击防护。由于漏电保护器在配电系统中应用广泛,正确使用漏电保护器就显得十分重要,只有正确使用漏电保护器,才能够保证建筑物内家电的正常使用,才能够避免意外事故的发生,避免造成不必要的经济损失。否则不但不能很好地起到电击防护的作用,还可能造成其他故障,威胁到人们的生命财产安全,造成不必要的经济损失。
住宅建筑,一般装设两级漏电保护,第一级漏电保护器在电源总进线处装设,第二级漏电保护器在每户的插座分支回路上装设。这是因为接地故障有两种;电弧性接地故障和金属性接地故障。前者是预防电气火灾,后者是防护人身电击。
2.3漏电保护器动作电流的整定
第一级防火漏电动作电流一般整定到300mA~500mA。业界普遍做法是当总断路器计算电流不超过300A可以选择漏电动作电流300mA;当总断路器计算电流不超过500A选择漏电动作电流500mA。如果一栋住宅总计算负荷超过500A,可以考虑多路进线,再参照上面的原则进行整定。第二级漏电保护器(插座回路)的额定动作电流一般整定值为30mA。
对于大型住宅建筑,部分电气专家提出了三级漏电保护的方案,第一级为固定延时型,额定动作整定电流值1A;第二级为选择型,额定动作整定电流值300mA或500A;第三级为普通型,额定动作整定电流值30mA。这样做有较强的参考价值;当大型住宅楼内发生电弧性接地故障时,防火漏电断路器能有选择性的动作,既切断了故障回路,防止电气火灾的发生,又缩小厂停电范围,保证了非接地故障用户的正常用电,提高供电可靠性。不过目前没有以规范的形式规定,我们只能够在实际工作中不断实践,不断改进,积累工作经验,为日后漏电保护器的使用作铺垫,相信在日后的社会发展中,漏电保护器的功能更能够得到充分发挥,更能够保证人们在正常生活中避免安全事故的发生,提高人们的生活质量。
2.4空调漏电保护器的应用
空调回路是否设置漏电保护器这个问题业界争论不休,除空调电源插座外,其它电源插座电路应设置漏电保护装置”。从这两个规范看,并没有禁止空调回路使用漏电断路器。因为家用电器多为移动式的,规范作出符合多数的一般规定,我们可以灵活处理这个问题。其次,壁挂式空调机不是手握式电器,安装位置较高,故不必设置漏电保护装置。柜式空调机为落地式安装。且为金属外壳,存在电击事故的危害。当前经过三十年来的改革开放,我国居民居住条件得到很大改善,经济状况今非昔比,加之家用电器产品下乡补贴措施。空调在我国城镇居民将得到普及。显然,居民使用哪类空调机是不确定的,那么在电气设计上就应有比较完善的考虑。
3.结语
鉴于当前漏电保护器在住宅建筑工程中应用日益广泛,在施工设计的过程中应当引起设计人员和施工人员的广泛重视。在对漏电保护器设计中的各种推荐使用方式进行严格控制,但是前者在应用中可靠性和后者是无法比拟的安全性,在建筑中对各个电气应用环节严加控制和区分,做好对各个电流的控制,保证建筑工程以及家用电器的功能得到充分发挥。 [科]
【参考文献】
[1]董杰.漏电断路器在住宅楼中的应用[J].科技情报开发与经济,2005(02).
摘要:漏电可以导致人员触电事故,严重时还会酿成漏电火灾事故。因此,漏电问题影响人身财产安全,随着漏电保护与接地保护技术的广泛应用,人们对它们的使用要求越来越高,研究电气设备的漏电保护及接地具有非常重要的现实意义。本文阐述了漏电的危害,分析了漏电的原因和漏电性质的判断方法,在此基础上结合笔者实践研究工作提出了加强电气设备漏电保护及接地的措施,以期为提高电气设备的安全性能提供一些借鉴和经验。关键词:电气设备漏电危害对策有数据显示,中国有多达75%的家庭存在着各种安全用电隐患。国内电力网络建设发展速度较快,但是一些用电系统因为建设年代过早,维护不当,存在大量的安全隐患,容易发生漏电事故。漏电事故的原因不仅仅是电气设备自身的问题,电气设备的漏电保护及接地不良占较大的事故原因。一、漏电的危害 电气设备的线路在正常运行的情况下,电流在绝缘导体内流动,与大地是绝缘的。但是,当一旦线路的绝缘性能受到破坏,或电气本身的电路出现故障,则可能出现电流流入大地与电源构成回路,这种现象就是漏电。漏电可以导致人员触电事故,严重时还会酿成漏电火灾事故。因此,漏电问题影响人身财产安全,研究电气设备的漏电保护及接地具有非常重要的现实意义。二、漏电原因分析1、短路性漏电相线与电气设备外壳间的绝缘材料因为老化、弯曲折断、破损等原因造成直接连通,这种短路性漏电的危害非常大,容易危及接触人员的生命健康。2、 高阻性漏电相线与电气设备外壳间的绝缘材料在潮湿的环境下绝缘性能下降,会产生漏电现象。这种漏电通常电流不大,对接触人员的生命健康影响较小,甚至通过人体直接接触感觉不到。3、电容性漏电相线与电气设备外壳间存在一定的电容,电流在一定条件下可以通过电容击穿产生漏电现象。这种漏电电压通常不会太大,容易造成触电灼伤,一般不会导致触电直接死亡。三、漏电的性质判断1、低压用电电气设备漏电判断对于采用200V以下电压的电气设备,一旦漏电,可以通过万用表测量判断。一支表笔接触怀疑漏电点,另一表笔接地,可以读出一个不超过220V的电压数值。然后逐渐降低万用表量程,观察指针变化情况。如果,随着降低量程,万用表指针指示值和偏转角度成比例的较明显上升,可以判断为短路性漏电;如果随着降低量程,万用表指针指示值和偏转角度的变化量较小,则可能是高阻性漏电或电容性漏电。2、高压用电电气设备漏电判断对于高压电气设备,电压通常在千伏以上,一旦漏电,可以通过试電笔接触测量,如果氖灯发光则可判断为漏电,甚至在高压系统的空间内非接触也会在电场的作用下使得试电笔的氖灯发光。四、漏电保护及接地措施安全电压,是指不致使人直接致死或致残的电压。根据国家标准《安全电压》(GB3805——83)的相关规定,安全电压不超过42V。一旦电气设备采用的电压超过安全电压,则必须设置漏电保护及接地装置,以防止触电和漏电火灾事故。漏电事故,应该以预防为主。笔者在实践中总结归纳出几点经验如下:1、要定期清扫电气设备周围的灰尘,保障电气设备的运行环境清洁。有必要时还有清扫电气设备内部电路系统的灰尘。因为灰尘的成分可能含有导电材料的粉末颗粒,自身就具有导电性质,一旦受潮掺入水分更容易导电,容易酿成漏电事故。在清理电气设备内部电路系统灰尘时,可以使用高纯度酒精或干式吹风机。并且,要注意电气设备的防潮。最大程度的控制因为环境灰尘、水分酿制的漏电事故发生几率。2、定期检查电气设备的线路,一旦线路出现严重老化或明显破裂,发现问题和隐患及时处理。控制因为线路问题产生的短路性漏电发生几率。3、一些电气设备对于供电插座有严格的要求,必须遵循“左零右火”的原则,一旦反向则会产生漏电现象。因此,电气设备发生漏电时,找不到明显的电气设备和线路故障原因时要检查电源插座,不论是两相电源插座还是三相电源插座,零线和火线的位置要符合规定。4、对于一些电气设备,要想提高安全性,最有效的方法是将电气设备的外壳课题接地,从而避免人员触电事故。5、应该有漏电保护装置,正确的安装漏电保护装置,确保其接地性能良好,能够有效的防范漏电事故的发生。6、对漏电位置的判断要掌握科学的方法。因为很多电气设备是通过线路串联在一个网络中的,因此一处发生漏电则很多位置发生漏电,应该逐个电气设置断电检查以确定故障位置。7、在检查、维修过程中,尽量断电作业,如果必须带电作业,则应该采取足够的安全措施,如绝缘手套、绝缘靴、绝缘工具等。非维修作业人员,尽量要做到不接触低压带电电路,尽量不靠近高压带电电路。五、结束语 电已经成为人们生活、学习、生产工作不可缺少的能源,应用及其广泛。电气设备,不可缺少的存在于人们生活、学习、生产工作等领域范围内。一旦发生漏电事故,可以导致人员触电伤亡,严重时还会酿成漏电火灾事故。因此,漏电问题影响人身财产安全,研究电气设备的漏电保护及接地具有非常重要的现实意义。本文阐述了漏电的危害,分析了漏电的原因和漏电性质的判断方法,在此基础上结合笔者实践经验提出了电气设备漏电保护及接地措施。参考文献:[1]张纬钹,高玉明.电力系统过电压与绝缘配合[M].北京:清华大学出版社,1998. [2]梁鑫. 建筑物中的用电电气安全及其措施分析和应用[J].湖南农机,2010,(05). [3]蒋正威. 建筑工程中电气安全的技术措施[J].中国新技术新产品,2010,(18).
80年代后, 由于剩余电流动作保护器的推广使用, 使全国农村的人身触电伤亡事故大大降低。虽然漏电保护器既可以防止触电伤亡事故, 又可以降低线路的电能损耗, 预防电气漏电引起的火灾, 但它不是所有的漏电都能保护, 有时候会出现拒动现象。同时, 由于它所测量的电流是剩余电流, 即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和 (其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流) , 此电流即为正常的泄漏电流和故障时的接地故障电流。漏电保护器的额定动作电流IN, 只需躲开正常泄漏电流值即可, 此值以毫安计, 因此漏电保护器能十分灵敏地切断保护回路的接地故障, 还可以用作直接接触电击的后备保护。但一些不属于故障的电流流过漏电保护器会使其频繁误动, 从而造成不能向用户连续可靠供电。因此, 漏电保护器的误动和拒动成为了安全用电和可靠供电的一大矛盾。
1 工作原理
漏电保护器由零序电流互感器、漏电脱扣器、脱扣机构、主开关、实验按钮等5部分组成。倘若发生被保护设备的接地故障电流作用于漏电保护器的漏电脱扣器上的情况, 其电流超过预定值时, 则会立即出现开关跳闸, 从而切断了故障电路。如图1所示, 在一般正常情况下, 各相电流的相量和等于零。由此, 各相电流在零序电流互感器铁芯中感应的磁通量之和也等于零。这时, 由于零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出, 主开关仍处于闭合状态, 电源继续向负载方向供电。
在被保护电路工作正常, 没有发生漏电或触电的情况下, 由克希荷夫定律可知, 通过TA一次侧的电流相量和等于零, 即
undefined。
因此, TA铁芯中的磁通的相量和也为零
ΦL1-ΦL2+ΦL3-ΦLN=0。
这样, TA的二次侧不产生感应电动势, 漏电保护器不动作, 系统保持正常供电。当发生接地故障、设备绝缘损坏、漏电或人触电等情况时, 主回路中各相电流的相量和不再为零, 通过TA一次侧各相电流的相量和不再等于零, 产生了漏电电流Ik, 则故障电流在零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通, 从而使二次侧感应电压迫使脱扣线圈励磁, 强令主开关跳闸, 切断供电回路。
2漏电保护器误动原因分析
漏电保护器具有动作灵敏、切断时间迅速的优点, 但若漏电保护器的频繁误动将给连续供电带来很多不便。造成漏电保护器误动的原因主要有以下几方面。
2.1 额定漏电动作电流选配不合理
我国《农村低压电力技术规程》规定“漏电总保护在躲过电力网正常漏电情况下漏电动作电流应:尽量选小, 以兼顾人身和设备安全。”“安装漏电总保护的低压电力网, 其漏电电流不应大于保护器额定漏电动作电流的50%。”电力网的正常漏电电流, 指非故障情况下各相对地以及其它因素形成的泄漏电流, 它由容性泄漏电流和阻性泄漏电流组成。
电力网在正常情况下, 相线与大地之间以空气作为绝缘介质, 形成了分布电容。该分布电容在交流电的作用下, 产生的对地电容电流称为容性泄漏电流。对于低压电力网而言, 电压低、网络短, 各相对地的分布电容相差不大, 故容性泄漏电流可以忽略不计。“两线一地制”供电, 非接地相形成了一个电容电流, 这一对地的电容电流IC沿线路在“地”中流动, 并随着线路长度的增加而加大。由于“两线一地制”的工作接地与穿过漏电断路器中零序电流互感器的中性线 (零线) 使用同一个接地装置, 所以, 这一容性电流可使漏电断路器中的零序电流互感器感应出容性泄漏电流, 从而导致漏电断路器误动作。另外, 由于“两线一地制”利用大地作为一相导体, 三相导体的几何位置极不对称, 因此就产生了较大的不平衡电磁场, 从而对漏电断路器中的零序电流互感器产生电磁感应和静电感应, 导致漏电断路器的误动作。
阻性泄漏电流是指带有一定电压的相线通过对地的绝缘介质 (比如绝缘子、聚乙烯绝缘层等) 表面向大地泄漏的电流。就低压电力网而言, 相对地的绝缘电阻, 由于受气候条件和空气中导电尘埃的影响, 阻值波动较大, 且三相相差悬殊, 特别是单、三相混合供电的TT系统及TN-C系统。
由容性泄漏电流和阻性泄漏电流形成的电力网正常漏电电流, 是一个受多种因素影响、不断变化的量。而部分工作人员在选择额定漏电动作电流时, 却忽视了这一正常漏电电流的存在, 故导致漏电断路器频繁的误动作。
2.2 电网中性点接地
使用漏电保护器要求电网中性点接地, 而漏电保护器的技术误区大多与电网中性点接地有关。由于中性点接地, 电网相线的支撑物常年承受相电压, 因而支撑物被击穿, 形成电网接地点, 造成泄漏, 引起漏电保护器频动;中性点接地, 当相线偶尔接地时, 会立即产生很大的泄漏电流, 不仅增大电损耗, 易引起火灾, 更会加剧漏电保护器的频动;中性点接地, 电网对地分布电容接在回路中, 会加大开关合闸时的对地冲击电流造成误动;中性线重复接地会使漏电保护器发生分流拒动和串流误动。
2.3 安装环境
低压配电箱放置在露天, 箱体内各种低压元件安装不符合要求, 运行环境恶劣, 特别是北方, 气温低且持续时间长, 造成漏电保护器的制造材料收缩、变硬变脆、机械性能变坏, 电子元件因此可能失去了原有的功能导致误动或拒动。有部分低压线路与60 kV或10 kV线路交叉穿过;有大部分的漏电断路器是与计费电能表 (还有一部分与补偿电容器) 安装在同一箱内, 而载流导体的四周伴有与电流成正比的交变磁场, 而且愈靠近载流导体磁场强度愈强, 因此位于强载流导体附近漏电断路器中的零序电流互感器就会形成磁分路, 从而打破了原有的磁平衡状态;电磁器件 (如变压器) 是用高导磁材料制成的器件, 或是带有极性磁场的器件, 所以靠近该器件的漏电断路器中的零序电流互感器, 会丧失磁平衡状态, 导致漏电断路器的误动作。
2.4 选配不合理
引起总保护误动的根本原因是在外部原因的条件下各级保护的设备选型不配合引起的。电网改造后, 农村低压电网大部分安装了末端保护和总保护的保护器, 从形式上是组成了分级保护, 但是由于缺乏动作特性的协调配合, 特别是总保护的设备无法躲过用电设备起动瞬间所产生的谐波对总保护的严重影响, 造成末端保护的越级跳闸, 扩大了事故范围。
2.5 技术安装的误区
将三极漏电保护器, 误用于三相四线供电网络中, 由于中性线中的正常工作电流不流经零序电流互感器, 所以当启动单相负载时, 漏电保护器就会发生动作。除此之外, 引起漏电保护器误动也可能是以下原因造成的:雷电造成的大气过电压冲击波;接通强对地电容量的电路, 如地埋电缆、抗干扰滤波器的保护设备等, 这些设备在接通电路时, 可能有阻尼振荡电流, 经过隔离电容对地产生泄漏电流, 流入大地引起保护器误动作;大功率用电设备启动时的冲击电流, 会引起保护器误动作;保护器附近有强电流产生的强磁场的电磁干扰, 会引起保护器的误动作。
3漏电保护器的拒动原因分析
在发生人身直接接触电击、间接接触电击、电气设备绝缘故障时, 使其金属外壳带电或电器线路故障, 泄漏电流增大和自然泄漏电流过大时, 没有及时切断电源起到保护作用, 称为保护器拒动。造成保护器拒动的原因主要有以下几方面:
3.1 人为因素造成的拒动
由于某种原因, 漏电保护器误动或跳闸频繁, 用户为了方便, 人为解开漏电保护器的进出线或松开漏电保护器内部电流线圈二次侧的接线螺丝, 擅自将漏电保护器退出运行, 使漏电保护器起不到应有的保护作用。
3.2 技术安装错误
(1) 操作人员安装错误, 如中性线和保护线不区分。在TN系统中安装漏电保护器时, 三相四线式或四极式漏电保护器的中性线应接入漏电保护器, 经过漏电保护器的中性线不能作为保护线, 不得重复接地或接设备外露可导电部分, 保护线不得接入漏电保护器。
(2) 使用漏电保护器要求电网中性点接地, 当中性线重复接地时, 会使漏电保护器产生分流拒动。
(3) 漏电保护器前的刀闸中性线保险熔丝熔断, 漏电保护器不动作, 如果漏电保护器与刀闸一起安装, 电源进线先入刀闸, 后入保护开关, 当刀闸中性线熔丝熔断后, 会使漏电保护器推动工作电源, 而不能动作。建议用这种接线方式时, 将刀闸中的中性线熔丝拆除, 用相同规格的导线替换。
3.3 出现故障
(1) 当电源缺相时, 如果所缺相正好是漏电保护器的工作电源, 会产生拒动。
(2) 在TT系统中, 变压器中性点接地线断开, 发生单相触电事故, 短路电流无法经被保护线路、大地流回配电变压器, 漏电保护器不动作。
(3) 发生相零、相相触电时, 漏电保护器不动作。当人体接触相零 (或相相) 时, 人体电阻相当于一个负载, 尽管此时人站立在大地上, 但是通过人体的触电电流经分流后, 绝大部分由相零 (或相相) 导线形成回路, 而触电电流经过大地回到配电变压器的只是极少部分, 该电流无法使漏电保护器动作。
3.4 分断时间选配不合理
在实施分级保护时, 如果漏电保护器只有动作电流级差, 而没有动作时间级差, 就容易造成越级跳闸现象。我国《农村低压电力技术规程》中规定“低压电力网实施分级保护时, 上级保护应选用延时型保护器, 其分断时间应比下一级保护器的动作时间增加0.2 s。”也就是说, 根据保护的方式, 随着保护范围的扩大, 漏电保护动作的时间应按照0.2 s这个阶梯增加, 而不应该选择同一动作时间的漏电保护器。
保护器拒动的原因, 除因其元件质量低劣或保护器动作参数选择不当外, 随着日益发展的各种电子电器设备, 如电视机、微型计算机、各种家用电器等普遍存在电子整流电路, 其整流电路的直流分量使交流正弦波发生畸变, 形成谐波。谐波中的直流分量通过保护器的零序电流互感器时, 不会产生感应电势, 所以当负载谐波电流严重时, 即使保护器负载侧发生了人体直接、间接接触电击或设备绝缘故障的情况时, 保护器无法动作。另外, 功率较大的电路, 保护控制设备的保护器是剩余电流动作继电器配合框架式断路器的分离脱扣器, 因其工作电流值大, 当剩余电流动作继电器的零序电流互感器的变比过大时, 因其精确度低和磁饱和度的影响, 在负载电流很小时, 保护装置不会动作。
4 结束语
漏电保护器的使用对低压供电系统的安全可靠性起到了很重要的作用, 但不能说用了漏电保护器, 在供电系统中就万无一失。剩余电流动作保护仅对网络中出现的间接接触触电进行保护, 对直接接触电击只是一项附加保护。漏电保护器在安全防护中具有优越性, 但也存在不足, 因此不能作为其它各项防护措施的替代品。要解决可靠用电和安全性的矛盾, 在安装电器线路和使用电器设备时要严格按有关国家标准、法规要求, 根据实际情况, 采取相应的安全防护措施, 确保供用电安全。
摘要:本文就漏电保护器的工作原理、误动原因及拒动原因等三个问题进行了分析。
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