漏电保护器频繁跳闸原因分析

2010-04-02福建师范大学生命科学学院林智泉

电气技术与经济 2010年4期

■ 福建师范大学生命科学学院林智泉

漏电保护器具有动作灵敏、切断时间迅速的优点，是高校实验室安全用电的保障，但若漏电保护器频繁跳闸会影响上课和做实验，严重的将影响到教学和科研生产的进程，所以研究漏电保护器频繁跳闸原因有其必要。

1 漏电保护器的工作原理

目前广泛应用的是电流型漏电保护器，该漏电保护器是由零序电流互感器、放大器、断路器以及脱扣装置组成。正常情况下，三相负荷电流和对地漏电流基本平衡，流过互感器一次线圈电流的矢量和约为零，此时零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电流通过大地形成回路，负载侧有对地泄载电流，零序电流互感器的矢量和不为零，零序电流互感器二次绕组中便产生互感电压，使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发送执行信号给脱扣器，接通电磁脱扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保护器的作用。

2 高校实验室漏电保护器频繁跳闸原因分析

2.1 漏电保护器本身有一定的局限性

(1)目前的漏电保护器，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，在实验室有较多的单相负荷，三相电流不可能完全平衡，会在有很高导磁率磁环中感应出一定的电动势，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，产生的漏电磁通也相对较大，而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，误动率也越大。

(2)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，漏电保护器的漏电电流在此区域内波动时，可能导致漏电保护器无规律跳闸。

2.2漏电保护器选型不合理

(1) 末级开关箱内使用的额定漏电动作电流超过了30mA或者是超过用电设备额定漏电电流两倍以上的漏电保护器，或是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，发生漏电故障时，末级漏电保护器没有动作，上级漏电保护器就可能动作，造成停电范围的扩大。

(2)高校实验室需要电动机带动的设备比较多，如摇床、离心机等，还有像空调器、电冰箱等起动时电流也都比较大，如果漏电保护器按设备的额定电流选用，在电动机起动时的大电流可能会使漏电保护器跳闸，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，实验室漏电保护器容量的选择：多台异步机总电流应是最大一台电动机额定电流的1.5-2.5倍加上其余电动机额定电流，还要加上其它电器的额定电流。

(3)末级漏电保护的上级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，没有考虑漏电保护器后的配电线路上可能有相对较大的正常泄漏电流。一般推荐上一级漏电保护器的额定漏电动作电流大于或等于下一级漏电保护器中最大的一台漏电保护器的额定漏电动作电流的1.5倍。

2.3漏电保护器的接线问题

(1)使用单相负载，而中性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。

(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，中性线未引入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PEN保护线和电动机外壳，但在有些情况下，这根 PEN保护线接在了PE中性线上，在只有三相负载或有双相负载，但三相平衡时系统能正常运行，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。

(6)漏电保护器后的负载没有平均分配。漏电保护器后的电动机线路对地漏电流矢量和不为零，对于末级保护的上级漏电保护，如果各个实验室设备接线极不平衡，就会使通过它的漏电流增加，同时使中性线对地电位抬高，增加了上级漏电保护器跳闸机率。在用电设备和线路发生漏电故障或漏电电流增加时，会造成上级漏电保护先于末级漏电保护或两漏电保护同时跳闸。

(7)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。

2.4用电设备及用电线路漏电

有的实验室用电设备新旧参差不齐，旧的设备漏电电流比较大，容易造成漏电保护器跳闸，像烘干箱、电炉等都比较容易漏电，是造成漏电保护器频繁跳闸的直接原因。有些线路使用了质量低劣的绝缘导线或通过穿管后磨破了绝缘层，还有线路接头包扎不好等，产生漏电，造成了末级漏电保护器跳闸，如果末级漏电保护器损坏或末级漏电保护器退出，将造成上级漏电保护器的频繁跳闸。

2.5 其它的原因

(1)雷电过电压。雷击时正逆变换过程引起的过电压通过架空线路、绝缘电线、电缆和电气设备的对地电容，产生对地泄漏电流，足以使剩余电流保护器发生动作，甚至直接损坏。对于雷电过电压干扰引起跳闸的原因，除在架空线路上安装避雷器或击穿间隙外，并在总配电箱处安装 150mA、0．2s的延时型漏电断路器。

(2)中性点位移过压。中性点过电压过高时将造成保护器的电源及电子电路的损坏；过低时会引起电磁开关因吸跳动率不足而拒动。为了防止中性点位移过电压损坏或降低漏电断路器的灵敏度，应调整负载，使之尽可能均匀地分布在三相线上，调换分支线相序，减小三相绝缘电阻不平衡电流，交换中性线，使导线截面不小于各相线的导线截面。

(3)实验室有照明线路乱拉乱接现象，导线老化、线路和用电设备绝缘电阻比较低甚至接地，致使保护器频繁动作或不能投入运行。

(4)线路排列混乱，当大型设备起动时瞬时大电流会使线路与大地间产生分路电容，而当电流恢复正常时，电容放电而使漏电开关误动作。

(5)一台漏电保护器控制多个回路时，多个微小的漏电流积累在一起，就可能引起剩余电流保护器动作。

(6)剩余电流保护器受环境条件的影响，比如夏季出现的高温，潮湿，或保护器附近安装有强烈振动的电器机械设备等，使保护器的元件产生锈蚀，以致引起保护器的误动作。