地铁信号调试漏流保护器选型及应用

李龙兴

(浙江众合科技股份有限公司，杭州 310051)

1 漏流保护器原理

漏流保护器工作原理是根据基尔霍夫电流定律：电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和（简称KCL），即In=Iu+Iv+Iw。三相五线制经过漏流保护器原理如图1所示。

漏流保护器称作剩余电流保护器，剩余电流是不经过电源回路，该电流一般通过地线或者其他导体流入大地。漏流保护器的重要器件为剩余电流检测器,电磁型漏流保护器使用零序电流互感器作检测器件。漏流保护器在工作时，电流穿过零序电流互感器铁芯环，根据KCL 电流定律，正常工作时，流经电源线电流矢量和为零，不会在磁环中产生磁通而感应出感应电流。但当设备出现短路时，流经磁环电流矢量和不为零，根据电磁感应原理感应出感应电流。感应电流在线圈中会产生感应电动势。这个电流就是漏流故障发生的信号,其大小与剩余电流成正比例。漏流保护器根据人体触电保护特性设置额定动作电流，当线路的剩余电流达到预设的额定动作值时，由零序电流互感器感应的信号电压经电子单元判别，放大带动脱扣器带动触点部分断开，从而切断外部电源进行保护。

图1 漏流保护器工作原理Fig.1 Operation principle of leakage protector

导致人体触电死亡的因素主要和电流大小、电流持续时间有关。当电流为0.5 ～1 mA 时，人体就能感觉到麻木、疼痛；当电流为8 ～10 mA 时，人体就会发生痉挛抓紧带电体，但还能摆脱带电体；当电流为20 mA 以上时，人体很难摆脱带电体。这时人体血压升高，呼吸急促，心脏颤动，可能危及生命。人体触电时间越长，导致死亡的可能性越大，因此把导致心脏颤动作为人体触电保护的关键参数。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16-1992），扩建、新建、商业、企业、住宅等基建施工现场及临时用电线路，一律实行三相五线制供电。三相五线制包括3 根相线、1 根零线、1 根保护地线。在用电终端把工作零线和保护零线分开布线，工作零线的电位不和用电设备机壳连接，这样就可以避免原来三相四线制供电所造成的危险电压。使用电设备外壳始终保持在“地”位。当人员触电或者设备漏流，一部分电流会通过接地线PE 传输到大地，使流经漏流线圈中的电流矢量和不为零，从而产生感应电流导致触发漏流保护器跳闸切断电源。

2 各级漏流保护器参数规范

配电箱一般分为3 级：一级配电箱为总配电箱，二级配电箱为分配电箱，三级配电箱为末级配电箱。各配电箱漏流保护器参数有明确要求。若参数选择不当，有可能造成频繁跳闸。各级配电箱漏流保护器参数要求如表1 所示。

3 工程实践案例

杭州地铁五号线首通段—永福集中站在信号调试期间，出现一级配电箱漏流保护器频繁跳闸情况，当时现场检查室内信号设备从电源屏到稳压柜，从稳压柜到联锁安全计算机，从联锁安全计算机到接口柜、组合柜、分线柜都无短路。更换横截面积更大接地线不起任何作用。该问题直接导致信号调试无法进行下去。后来从配电箱漏流保护器选型查起，发现配电箱漏流保护器选型不合适，本应该使用在三级配电箱的漏流保护器安装在一级配电箱中，漏流保护器分断时间t 太小，反应灵敏度过高。再加上当时调试电源为临时电，在其他用电设备影响下电压、电流波动较大，室内电源屏又是大功率漏流设备，导致漏流保护器频繁跳闸，最终延误该集中站信号调试20 余天，对首通段信号调试工期产生很大影响。

表1 各级配电箱漏流保护器参数要求Tab.1 Parameter requirements of leakage protectors of distribution boxes at all levels

4 结束语

在地铁建设信号调试过程中，若使用电源为临时电，在配电箱漏流保护器选型时要认真核对，配电箱等级和对应漏流保护器参数要匹配，分断时间t是最关键参数。