低压居民用户频繁停电原因分析与预防应对措施

王序辰

（国网天津市电力公司蓟州供电分公司，天津 蓟州 301900）

1 剩余电流动作断路器引发的频繁停电

随着农网改造工程的不断进行与供电可靠性要求的不断提升，对电网设备安全性与智能性的要求也越来越高，这也就促使人们更多地去选择那些简便安全的供电设备。当前，剩余电流动作断路器作为应用越来越普及的一种漏电保护设备，在广大农村地区及工业低压配电网中已经逐步取代了原来的塑壳断路器得到了广泛引用。由于具有短路、过载、过压、欠压、漏电等多重保护功能，在保护线路、设备、人身安全等方面发挥了重要的作用。

2019年2—4月，某供电公司供服指挥中心共接到故障保修类工单251条，其中开关类故障共计74条，占比30%。通过对故障原因的仔细询问，发现台区二级剩余电流动作断路器异常保护动作是引发频繁停电的主要原因。在现场检查过程中，观察剩余电流断路器外观，表面无放电、过热、受潮、老化、破损等外部破坏痕迹，如图1所示。查看其参数设置也均为标定参数，未见异常，因此初步判断为外部接线原因造成。

1.1 剩余电流动作断路器运行现状与原因分析

以一台频繁动作的台区剩余电流断路器为例，该断路器安装在变压器低压侧出口，为二级剩余电流动作断路器，其下只安装有若干居民用户。其他设置参数如表1所示。

图1 台区二级剩余电流动作断路器外观

对该设备检查参数设置，未发现存在设置不合理的参数。

表1 原剩余电流动作断路器部分参数

对用户侧用电设备检查，发现其中一户存在较大隐患。一是该用户长期使用的水泵通过较长的电线与家中电源连接，该电线直接放置在土路中间，中性线的表皮已出现破损情况。二是该用户家中的一级剩余电流动作断路器已自行拆除，更换为普通塑壳空气开关。

根据以上情况分析，首先居民家中存在漏电点导致原一级剩余电流动作断路器频繁跳闸，而用户在未做深入细致排查的情况下，自行拆除原剩余电流断路器，引起故障越级，二级断路器动作切断故障。其次，那根绝缘有破损的中性线就是漏电点，也就是故障源。本事例中异常动作原因为中性线重复接地，而不是金属设备的壳体带电，否则极有可能引起严重的人身触电事故。

1.2 剩余电流动作断路器的日常维护与管理

剩余电流动作断路器之后中性线不能再次接地。用户本身中性线对地绝缘不良是剩余电流动作断路器频繁跳闸的直接原因[2]。在TN-C-S系统中入户的PEN线首先转化为中性线（N线）和接地线（PE线），然后分别引出N线与PE线接入用户的N极与PE极。此后的N线与PE线决不能再次混接，N线也决不能再次接地。在建工行业标准JGJ16—2008《民用建筑电气设计规范》中，明确说明“采用TNC-S系统时，当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地”。

在之前所述的事例中，用户水泵所使用的中性线由于长期直接放置在土路中间，受到重物或行人的压迫摩擦，出现绝缘破损情况。将其断开后进行对地绝缘电阻测试，结果为0，已经是较为明显的重复接地情况。

在正常情况下，流过剩余电流断路器的三相电流与中性线电流矢量和为0，不会产生不平衡情况。但若出现中性线多次接地的情况，则会在接地位置产生分流，一部分通过剩余电流断路器原路径返回中性点，另一部分则通过大地返回中性点。这时流过剩余电流断路器三相电流与中性线电流的矢量和不为0，若超过一级或二级剩余电流断路器的设定值，将会分别跳闸。而在本例中，由于中性线表面存在绝缘破损的情况，对地绝缘随天气、漏水、震动等变化频繁，通过大地分流的泄漏电流也不稳定，导致剩余电流断路器跳闸并不稳定。通过询问也确实有阴天下雨或有人、车经过时就跳闸的情况出现。

用户私自将家中一级剩余电流动作断路器拆除。用户在发生漏电跳闸后未深究漏电原因，只是简单认定为断路器故障，而更换为一台不具备剩余电流动作保护功能的塑壳开关，失去剩余电流动作保护功能。若发生的是相线绝缘破损导致外壳带电，极易引发人身触电事故。

查清原因后，在用户家中更换了破损的中性线、重新安装了一级剩余电流动作断路器，并调整了动作电流值。通常情况下，剩余电流动作断路器的动作电流值需要满足2个条件，IΔn≥ 2I0；IΔn≥ 2IΔ，其中IΔn表示设置的动作电流值，I0表示电网漏电流值，IΔ表示下级的剩余电流动作断路器的设置值[3]。根据此用户实际情况，重新将一级剩余电流动作断路器的动作电流值设置为100 mA，二级剩余电流动作断路器的动作电流值依然保持500 mA。

应用一级剩余电流动作断路器以保护人身直接触电为主要目的，使得频繁动作集中在小用户。因为小用户或家庭用电设备集中且单一，漏电引起的跳闸方便定位，这样一方面缩小了停电范围，还可以及时确定故障设备，从而满足供电可靠性的要求。若频繁发生漏电造成总保护动作，不能强行投运或随意拆除，必须要查明确切原因和故障点并消除。

分析故障原因的同时，也对剩余电流动作断路器的安装工艺也进行了粗略检查。目前选用的部分产品相间距过近，电缆接线线鼻子处留有4～5 cm未用绝缘热缩护套包裹，操作过程中易发生触电安全隐患。剩余电流动作断路器在JP柜中安装高度过高，观察不便，影响操作。电缆接线鼻子处仅通过1个孔连接，受力易产生弯折松脱。

在运行过程中，需要定期对剩余电流断路器开展测试和检查，对发现的大漏电线路和用户及时消除。若用户侧无漏电保护器，或与上级漏电保护器定值、时限配合不当，造成台区的剩余电流断路器跳闸，停电范围将扩大且故障点查找较为困难，频繁停电投诉风险随之升高。还要重视剩余电流断路器的安装质量，特别是要方便设备的运行维护，同时剩余电流断路器上下引线要压接好，每运行一段时间后要重新紧固。

2 用户计量箱内用户侧空开引发的频繁停电

2018年度，某供电公司共计完成54个村的“煤改电”工程。供暖季中（自2018年11月中旬—2019年2月），共接报“煤改电”用户报修121次，其中内部停电故障报修约60余次，占比约50%。且2018年12月—2019年2月底期间，程逐月递增趋势，已成为“煤改电”用户报修的主要原因。维修人员通过多次现场勘查后，发现计量箱下口用户侧空开存在有发热、烧蚀、开裂的共性情况，如图2所示，更换该空开后，故障恢复。

图2 故障空气开关外观

2.1 故障原因分析

针对上述问题，对出现故障最多的采用热电磁脱扣机构的ZSB2-80型与HiBD63型塑壳断路器分析其安装运行状态。

连接时选用导线截面面积不匹配（偏大或偏小），上下口接线与空开接线夹片平面接触不均匀不完全，导致接线处发热、误动作。

热电磁脱扣机构的动作是由2种不同热膨胀系数组成的双金属片和与接线端子连接的热敏元件共同控制的，当空开流过短路电流或过负荷时，热敏元件温度最先变化，之后将热量传导至双金属片。双金属片受热产生不同形变弯曲并驱动脱扣器动作，分断开关。热电磁脱扣机构结构简单，但易受环境温度与安装工艺的影响。当所接引线直径超过空开的要求时，引线金属部分就成了开关热敏元件的散热渠道，双金属片传导得来的热量减少，弯曲形变量不足，开关的灵敏度降低；当存在引线直径比要求小、与开关接线端子接触面小、接触面安装不牢固或接触面存在异物等情况时，引线或接线端子处极易发热。热敏元件得到的热量更多，双金属片形变程度更高，使开关动作频率提升[4]。本例中接线端子处出现发黑过热痕迹同时空开异常跳闸次数增多，即是接触面安装不牢固引发异常动作的具体表现。

施工工艺问题，接线时未正确选用接线端子，拧紧力矩过大，导致接线柱处开裂。

该类开关接线柱处通常为压接，与叉型端子配合具备较好的连接效果。同时由于用户侧开关下口为电采暖厂商接线，其本身施工工艺不合格，未采用铜铝过渡，或使用铜铝过渡时直接锤击铜铝端子后接入开关，使得接触点虚接，进而导致开关长期过热；此外，接线时力度过大，导致开关直接断裂。

2.2 应对与处理措施

安装时要依据空开大小选择合适的引线直径，接线时牢固紧密，避免在接线处出现异常发热点。查询空开说明书以及线径电流对应关系，该类开关应使用25 mm²以下铜线。同时可使用管式接线端子，配合专业压接钳，保证连接点处接触良好。

铜受热氧化后生成的氧化铜及氧化亚铜表面膜能造成接头处接触电阻达数十Ω，长时间、大电流下引起的发热不可忽视。应在安装前去除铜表面氧化膜，保证接触电阻足够小[5]。

增强对用户侧施工工艺的宣传力度，强调由电采暖厂家安装时接线端子拧紧扭矩不得超过空开说明书所规定的2 Nm。

针对同批次，相同电采暖厂家安装的计量箱提前处理，发现存在发热异常，提前通知用户，避免后续可能因停电带来的不必要的投诉。

2.3 暴露出来的问题

对用户安全用电造成威胁。此次煤改电计量箱内的用户开关无剩余电流动作保护功能，若用户内部未安装三级剩余电流动作保护装置，发生漏电故障时会增加触电风险。

频繁停电投诉风险升高。若计量箱内用户开关至用户内部三级漏保之间的线路发生漏电，则台区漏电开关可能跳闸，停电范围将扩大且故障点查找较为困难，频繁停电投诉风险随之升高。