建筑电气工程中漏电保护技术的应用探讨

徐琨

中国电子系统工程第四建设有限公司 河北石家庄 050000

1 电气工程漏电保护施工中应遵循的几点原则

1.1 协同性原则

具体施工之前，技术人员需要对电气工程的施工特点以及工程设计的内容进行全面了解，在此基础上分析漏电保护的相应工序，通过合理的技术内容选择，保障漏电保护施工的顺利开展。在对建筑工程的基础施工状况全面掌握之后，所设计的漏电保护施工方案则可表现出更好的适用性。需要特别注意的是，进行漏电保护施工时，应对各类临时用电的状况进行严格约束，以免用电功率过高，对电气工程系统的运行安全造成较大威胁。

1.2 组织性原则

电气工程施工中，应与土建施工部门建立有效的联系，确保各类电气设备的合理安装，这也要求进行施工之前，应组织土建部门对于一些基础施工环节和施工工序进行细致分析，结合电气工程的施工特性，形成一套组织性较强，且协同性较强的施工方案。在后续施工中，严格按照相应的施工方案落实施工任务，这可从根本上解决因施工配合不到位所引发的电气安全问题[1]。

2 漏电保护装置的工作原理

漏电保护装置主要是由三部分组成的，包括检测元件、中间放大环节、操作执行机构。将漏电保护装置安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。当用电设备正常运行中时，电流呈现的是平衡状态，互感器中电流为零，整个装置处于闭合状态。当设备外壳发生漏电或有人（或者是动物）触及到时，会在故障点产生分流，漏电电流经过人体- 大地-接地，返回变压器的中性点，致使互感器中有电流，当电流达到一定的值后，自动开关脱扣，切断电源[2]。

3 漏电保护装置的作用

漏电保护装置是一种接地保护装置，用来防止人身体触电和因漏电引起的一系列事故，当线路中的漏电电流大于整个装置值，或者是有人或者小动物发生触电危险时，此装置能够迅速反应，切断事故电源，避免事故的扩大，保障了人身和财产的安全。

3.1 保障人身安全

用于防止人身触电的保护装置有两种，一种是直接接触保护装置，就是防止人体直接接触带电导体而造成触电事故的发生，当人和带电导体直接接触时，它由人体触电的电压和人体电阻所决定的，具有小于0．1 秒的快速动作性能和IEC 漏电保护装置标准规定的反时限特性。另一种是间接接触保护装置，即为了防止用电设备在发生绝缘损坏时，在金属外壳等外漏金属部件上呈现危险的接触电压。当居民所用电气设备漏电时，主要出现两种异常现象。①破坏二相电流的平衡，有零序电流出现；②正常时不带电的金属外壳发生对地电压（金属外壳和大地在正常情况下都是零电位）。当电力系统出现接地故障，如人员触电、错误接地及设备绝缘损坏碰壳等，就会有较大剩余电流，此时漏电保护技术发挥作用，切断电源。人接触漏电的电缆或设备时会触电伤亡，如果电气设备漏电时电源切断不及时，就会形成短路故障，把设备烧毁，严重时引发火灾。

3.2 防止电气火灾的发生

当前，由于用电方面的问题出现火灾的情况时有发生，在建筑电气工程中经常出现的故障问题就是接地故障，其额定电流比较小，因此，线路出现故障的地点并不容易出现熔焊的情况，但是很容易出现电弧之间的错位或者地点故障问题形成的电流。在高压温度比较高的情况下，就很容易出现火灾事故，引燃周边的可燃物品。为了有效的减少电气火灾事故，要通过安装漏电保护装置来避免安全隐患问题发生。

4 漏电保护技术的应用

漏电保护技术产品通常是指漏电保护器，即电气安全装置，将其安装在低压电路中，一旦发生漏电或触电事故时，漏电电流达到其事先设定的动作电流值，就会立即跳闸、断电，最关键的作用就是设备漏电时保护人员安全。

4.1 传统漏电保护技术的应用

（1）接地保护技术。接地保护技术是指在电气设备正常运行的情况下，不带电的金属框架、金属外壳通过接地装置和大地可靠连接，保护人身安全。研究表明，频率在50-60Hz 的工频交流电流对人的危害最大，当工频交流电流通过人体时超过50mA，就会危害人的生命安全；当达到100mA 时就能致死。实际上，可以让人触电死亡的危险电流位还与人的体重、通电时间等有关，体重越轻通电时间就越短，可以致死的电流也就越小。若某台电气设备因火线碰壳发生漏电故障，尽管应用漏电接地保护技术可以显著降低人触碰设备外壳时接触的电压，减轻触电危险，但这一触电电压不能减少为零，危险仍然存在。

（2）接零保护技术。接零保护技术是指电气设备正常运行时不带电金属框架、外壳和低压供电系统零线连接，预防人体遭受触电危险。应用漏电接零保护技术时，如果电气设备内部绝缘损坏，引发碰壳短路故障，就会产生较大短路电流，促使保护元件快速将故障设备电源断开。居民一般依靠公用电网供电，同一台变压器同时向很多用户供电，但当下电力部门对于应用接地保护技术还是接零保护技术并没有明确的限制，有一部分用户可能使用接地保护，有一部分用户可能使用接零保护。当很多用户都使用接地保护时，另一些用户再使用接零保护，就有可能在电气设备外壳上产生危险电压。此外，公用电网还存在一个问题。如果某用户电气设备出现单相碰壳漏电故障，因其保护元件的容量太大，可能无法动作，进而使上一级保护元件动作，停电范围会扩大；或者因公用电网的线路较长，有较大的零线电阻，无法使保护元件动作，此时接地电流很大，极有可能导致中性点出现位移，严重损坏三相电压平衡。

（3）断路器技术。断路器漏电保护技术的本质就在于加装检测漏电元件的塑壳式断路器。例如，为确保居民用电安全，在插座支路上要安装断路器进行漏电保护。该过程中要保证安装方法的正确性，使其拥有过载、过流以及短路保护的作用，动作时间为0．1s、电流为30mA，保证人身安全。实际上，漏电断路器具有较为复杂的结构，其元件与连线较多，随着使用时间的延长，本身也可能发生故障，所以应定期开展试验检查工作，如每月一次，按动其试验按钮，把漏电情况模拟出来，确认其是否能正常动作。一旦发现断路器无法正常动作，就要及时维修，必要时应直接更换新的漏电断路器。

4.2 自适应低压漏电保护技术

电力实际使用过程中发现，现有低压漏电保护技术的额定动作电流如果是固定的，就无法满足居民的实际用电需求。究其原因在于电气设备的实际运行情况会受到诸多因素的影响，如果可以使低压漏电保护器额定电流阈值跟随环境的改变而改变，就能最大程度地防止漏电事故的发生，同时提高用电效率。具体可根据剩余电流变化率判断是故障漏电还是正常漏电，如果最终确定是正常漏电，就可以基于算法建立自适应动态阈值模型，使其根据更具体的情况设计极小值、极大值，并通过湿度感应器连接两者之间的波动，建立一定湿度和剩余电流的阈值模型，但湿度较小时电气设备正常剩余电流就较小，需适当降低低压漏电保护器额定的电流动作值。通过加大研究力度，推动低压漏电保护技术在居民漏电保护中的应用不断趋于自动化、智能化，以更好地满足用电设备在各种情况下安全高效运行的要求[3]。

4.3 合理应用新漏电保护装置

低压漏电保护技术在实践应用中从监测漏电故障到总闸停止需要0．2s 以上的时间。该延迟很容易对触电的人造成严重后果，所以应注意使用一种和当下普遍的低压漏电保护技术原理不同的新型漏电保护装置，克服现有低压漏电保护技术的不足，提升居民低压系统用电的安全性。新型漏电保护装置加入高阻抗电子元件，如果发生漏电故障就能第一时间隔离人与火线，确保人触电后的安全。例如，单片机漏电保护开关的应用，可以保留原漏电保护开关的阈值检测、信号放大等部件，促进逻辑判断电路、定时计数电路的数字化，把剩余电流信号变成电压信号，在单片机的输出控制下进行信号逻辑判断，执行电路控制脱扣操作。但是其运行环境有较强的电气干扰，需选择规格与型号都恰当的单片机，或者启用看门定时器电路，加入软件冗余技术、纠错措施，精心设计电路板，使抗干扰效果明显。

5 结语

随着人类对电力能源的重视和广泛应用，电力已经成为现代各行各业发展的基础前提。但是，不可否认的是电力能源在带给人们工作与生活的便利的同时，也带来了些许安全隐患的问题。在用电过程中，漏电问题频繁出现。漏电问题不单单造成线路上的损失，还会影响到设备的正常使用，甚至还会引起火灾事故的发生。所以，为了更好的保障电气安全，施工人员必须在线路上安装漏电保护装置，从而减少电气安全的隐患。