电力建设施工漏电保护原理及对策

黄长安

摘要:在电力工程建设中，由于现在施工现场用电设备的大量增加, 而安全用电就显得十分的重要，同时，用电安全问题也就成为了施工危险源管理的重要组成部分。本文就电力施工中的漏电保护原理以及解决方法做了简要说明。

关键词:电力建设 漏电保护原理 施工对策

1、电力建设施工现场特点

随着经济发展和社会生活水平的提高,建筑行业有了高速的发展,其规模、难度和多工种配合量都有了巨大的提高。同时,施工安全事故的发生率也有明显下降。现在,施工现场的文明程度比以往有了较大的提高。但是应该看到,现在还有不少的施工现场不同程度地存在着安全隐患,有许多危险源没有真正受控。

2、漏电保护的原理及分类

2、1、1漏电保护器的工作原理

在漏电保护器中有检测元件、中间环节、执行元件和试验元件四个主要部分。其中检测元件有零序电流互感器,中间环节包含放大器、比较器、脱扣器四个部分、执行元件为主开关。图1是三相五线制TN - S供电系统的漏电保护器工作原理示意图。

其中TA: , GF:主开关, TL:主开关的检测元件。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,通过零序电流互感器一次侧的电流相量和等于零,即:

I11 + I12 + I13 + In = 0

这样零序电流互感器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。当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过零序电流互感器一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。

I11 + I12 + I13 + In ≠0

在通过零序电流互感器一次侧的电流相量和不等于零。这样零序电流互感器的二次侧产生感应电动势,此时漏电信号经中间环节进行处理和比较,当达到预定值时,使主开关分励脱扣器线圈分励脱扣器线圈通电,驱动主开关自动跳闸,切断故障电路,从而实现保护。

2、1、2漏电保护的分类

一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关两种。

⑴漏电保护继电器是指具有对漏电流检测和判断的功能,而不具有切断和接通主回路功能的漏电保护装置。漏电保护继电器由零序互感器、脱扣器和输出信号的辅助接点组成。它可与大电流的自动开关配合,作为低压电网的总保护或主干路的漏电、接地或绝缘监视保护。

⑵漏电保护开关是指不仅它与其它断路器一样可将主电路接通或断开,而且具有对漏电流检测和判断的功能,当主回路中发生漏电或绝缘破坏时,漏电保护开关可根据判断结果将主电路接通或断开的开关元件。它与熔断器、热继电器配合可构成功能完善的低压开关元件。

3、施工现场选择漏电保护器的原则

3、1、1施工现在必须装设漏电保护器

根据1992年国家技术监督局发布的国标GB13955292《漏电保护器安装和运行》,对安装漏电保护器做出统一规定。其中对必须装漏电保护器(漏电开关) 的设备和场所做

出了描述。而建筑施工工地的电气施工机械设备作为必须安装漏电保护器的场所做出了明确的规定。

3、1、2施工现场漏电保护器额定漏电动作电流的选择

正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要: 一方面要防止拒动,在发生触电或泄漏电流超过允许值时漏电保护器必须动作; 另一方面要防止误动,漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作,防止供电中断而造成不必要的经济损失。

漏电保护器的额定漏电动作电流有三个选择参数:

( a)对目标保障源的保护,其中对人身体的保护应该是不大于30mA,对设备线路的火灾保护应该是不大于500mA。

( b)保障正常漏电电流,额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流;

( c)漏电电流动作的选择性,下一级额定漏电动作电流应小于等于上一级额定漏电动作电流。

第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。该级主要保护线路和主要设备的使用,其额定漏电动作电流为300mA～500mA。该级保护主要是防止火灾发生。

第二级漏电保护器安装于分支线路出口处,被保护线路较短,用电量不大,漏电电流较小。漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间,一般取30～300mA。如果缺少第三级保护时,应该选用30mA的保护等级。

第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备,是直接防止人身触电的保护设备。被保护线路和设备的用电量小,漏电电流小,一般不超过10mA,宜选用额定动作电流为30mA ,动作时间小于011 s的漏电保护器。

4、漏电保护器的使用要求

漏电保护器的安全运行要靠一套行之有效的管理制度和措施来保证。除了做好定期的维护外,还应定期对漏电保护器的动作特性(包括漏电动作值及动作时间、漏电不动作电流值等)进行试验,做好检测记录,并与安装初始时的数值相比较,判断其质量是否有变化。在使用中要按照使用说明书的要求使用漏电保护器,并按规定进行抽查和巡检,即操作漏电保护器的试验按钮,检查其是否能正常断开电源。漏电保护器一旦不能使用时,应立即请专业电工进行检查或更换。如果漏电保护器发生误动作和拒动作,应分析原因,遵循具体问题具体分析的态度,不能简单的认为是漏电保护器损坏,更不要私自拆卸和调整漏电保护器的内部器件。

5、现场常见的漏电保护器误动和拒动原因及解决办法

误动作是指线路或设备未发生预期的触电或漏电时漏电保护装置的动作;拒动作是指线路或设备已发生预期的触电或漏电时漏电保护装置拒动作。误动作和拒动作是影响漏电保护装置正常运行及充分发挥作用的主要问题。

5、1、1误动作

误动作的原因是多方面的,有来自线路方面的原因,也有来自保护器本身的原因。误动作的主要原因及分析如下:

( a)N线接线错误。在TN系统中,N线未与相线一起穿过保护器,一旦三相不平衡,保护器即发生误动作。

解决办法:三相四线电路要使用四极保护器或使用三相动力线路和单相分开,单独使用三极和两极的保护器。

( b)中性线重复接地。漏电保护器负载侧的中性线重复接地也会使正常的工作电流经接地点分流人地,造成保护器误动作。

解决办法:排除零序电流互感器下口中性线重复接地点。

( c)冲击过电压。迅速分断低压感性负载时,可能产生20倍额定电压的冲击过电压,冲击过电压将产生较大的不平衡冲击泄漏电流,导致快速型漏电保护装置误动作。

解决办法:选用冲击电压不动作型保护器或选用延时型保护器。

( d)剩余电流和电容电流引起的误动作。在一般情况下,三相对地电容差别不大,因此可以认为:三相对地形成的电流矢量和为零,保护器不会动作。如果开关电器各相合闸不同步,或因跳动等原因使各相对地电容不同等充电,就会导致保护器误动作。

解决办法:减小导线的对地电容;在无法避免电容电流的地方,应使用合闸同步性能良好的开关电器。

( e)高次谐波引起的误动作。由于现在变频器的大量使用,高次谐波对电流电压造成畸变,畸变电流通过对地泄漏电阻和对地电容就容易使保护器误动作。

解决办法:使用减少电源和负载可能带来的高次谐波;使用高次谐波抑制器件。

( f)变压器并联运行引起的误动作。电源变压器并联运行时,由于各电源变压器PE线阻抗大小不一致,因而供给负载的电流并不相等,其差值电流将经电源变压器工作接地线构成回路,并被零序电流互感器所检测,造成零序电流互感器误动作。

解决办法:将并联的两台电源变压器的中性点先连起来后再接地。

5、1、2拒动作

拒动作比误动作少见,但拒动作造成的危险性比误动作大,拒动作的主要原因及分析如下:

( a)用户把三极漏电保护装置用于单相电路。解决办法:单相电路要使用双极保护器。

( b)把四极漏电保护装置用于三相电路中时,将设备的接地保护线( PE线)也作为一相接入漏电保护装置中;

解决办法:三相电路要使用三极保护器,把PE线分离出漏电保护装置。

( c)变压器中性点接地不实或断线。

解决办法:测试变压器中线点接地电阻。

( d)动作电流选择不当。保护器动作电流选择过大或整定过大将造成保护器的拒动作;

解决办法:选择适合的漏电电流等级。

( e)自身的质量问题。

解决办法:通过检测选用产品,并且购买合格的漏电产品。

( f)线路绝缘阻抗降低。由于部分电击电流不沿配电网工作接地或保护器前方的绝缘阻抗而沿保护器后方的绝缘阻抗流经保护器返回电源,将导致保护器拒动作。

解决办法:定期对线路的绝缘阻抗进行检测。

6、结束语：

施工用电安全必须得到重视,因为施工用电属于临时用电,在很多企业中得不到重视。若要确保施工用电安全和施工供电的可靠性,在临时用电的设计和电工的管理水平必须得到重视和加强,漏电保护器必须可靠并且适用,配电保护必须全部投运。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。