通信机房漏电导致市电空开跳闸的原因分析及排查方法

2021-05-31时晋苏

江苏通信 2021年1期

时晋苏

中国电信股份有限公司如东分公司

0 引言

漏电指供电线路或者设备因为绝缘下降或发生故障等原因，导致供电电流有部分流向大地。有些漏电故障的漏电电流很大，也就是设备或线路的相线大电流对地短路，在此，称这种漏电故障为“大漏电故障”，这种漏电故障会导致通信机房对应的交流输入空气开关和公用变压器供电线路上的漏电断路器几乎同时跳闸，此时如果供电公司再次送电，由于交流输入空气开关已经跳闸，漏电故障点已被自动隔离，因而能够成功恢复供电。

1 机房常见的漏电部位和原因

1.1 防雷器（SPD）

为了保护设备，通信机房交流供电线路一般都会安装有多级防雷器（SPD），防雷器的作用就是将机房交流供电线路上的高压浪涌电流引入到地，从而起到保护用电设备的作用。防雷器一般使用压敏限压型防雷器和气体放电开关型防雷器。

图1 为防雷器电路示意图，其中①和②分别为三相和单相交流供电线路使用单纯压敏限压型防雷器的电路示意图；③和④分别为三相和单相交流供电线路使用压敏限压型防雷器与气体放电开关型防雷器相结合的电路示意图。

图1 防雷器电路示意图

根据GB50150-2006《电气装置安装工程电气试验交接试验标准》的要求，防雷器的漏电流于等于50uA，但是随着使用时间的增加，压敏限压型防雷器的性能会发生劣化，漏电流也会慢慢变大，当漏电流增大到市电漏电断路器的动作阈值时，就会引起市电漏电断路器跳闸，所以防雷器漏电是机房漏电最为常见的原因。

对于④，还有另外一种情况，如果相线L 与零线N 接反，使得气体放电开关型防雷器接在了相线L 和地之间，有时由于市电电压瞬间波动，有可能会造成相线“L-地”间电压瞬时大于气体放电管的额定电压，并将气体放电管击穿，从而引起市电漏电断路器跳闸。

1.2 整流设备

通信机房内一般都有开关电源、高压直流等整流设备，而这些整流设备为了消除外部和内部的高频干扰，在其内部的交流输入部分，都设计有滤波电路。对于单相输入的整流模块，该电路一般是在L-N 之间串联两个电容，并将两个电容的中性点接地；而对于三相输入的整流模块，该电路一般是在L-L之间串联两个电容，并将两个电容的中性点接地。如果该电路中的滤波电容性能劣化或者损坏，均可造成漏电故障。另外，上述整流设备的机架一般也会安装有防雷模块，整流模块内部也有压敏电阻元件，如果防雷模块和压敏电阻元件对地漏电流增大或者对地击穿，也会引起市电漏电断路器跳闸。

1.3 机房空调

空调老化后，其压缩机、风扇电机内部的线圈绕组对地的绝缘电阻下降，会导致漏电故障，严重时内部绕组甚至会与外壳短路。压缩机或风机的电容损坏也有可能会导致漏电故障。

1.4 照明灯具

老式日光灯的电感型镇流器故障会导致内部的镇流线圈绝缘电阻下降，可能会导致漏电故障。

1.5 供电线路

通信机房供电线路老化，绝缘下降，或鼠害咬破供电线路绝缘层等原因，均有可能导致漏电故障。

1.6 产品设计错误

在产品的设计制造中，如果存在某些失误，也会导致漏电的情况发生。比如，图2 为一款实际投入应用的某型号“市电-油机切换屏”的主电路示意图，由于厂家设计错误，将动力和照明的两个人字闸刀QS1 和QS2 的零线通过“零线连接线”连接在了一起。如果操作人员先后分别对该切换屏的动力和照明的两个人字闸刀（QS1、QS2）进行切换操作，那么这两个人字闸刀（QS1、QS2）就会存在一个在市电供电侧，而另一个在发电机供电侧的情况，此时市电的零线与发电机的输出零线连通，由于发电机的零线接地，进而导致了市电的零线与“地”相连。由于市电供电三相负载不可能绝对平衡，因此市电的“零”和“地”之间会存在一定的电压，当零线和“地”相连时，就会产生漏电流，从而引起市电漏电保护开关跳闸。

图2 某型号“市电-油机切换屏”的主电路示意图

2 机房漏电的排查方法

2.1 “大漏电故障”排查方法

对于瞬间“大漏电故障”，由于漏电电流很大，往往会导致通信机房内设备的交流输入空气开关和公用变压器漏电断路器同时跳闸，此时只需要仔细检查机房设备的交流输入空气开关的跳脱状态，就可以发现漏电（对地短路）设备，然后更换故障设备，便可排除漏电故障。

2.2 “小漏电故障”排查方法

2.2.1 离线排查法

“离线排查法”是指机房通信设备在停止交流供电的情况下，进行绝缘电阻的检测。首先断开所有设备的末端供电空气开关，然后使用兆欧表（摇表）或者专用的绝缘测试仪，测试每个空气开关输出端所接设备的每根相线和零线对地的绝缘电阻。由于使用兆欧表（摇表）需要手摇，检测不太方便，所以还是建议使用专用的有源绝缘测试仪。在本案例中使用FLUKE1508 绝缘测试仪。该绝缘测试仪的输出电压分别有50VAC、100 VAC、250 VAC、500 VAC、1000 VAC 共5 个档位可选，对于通信机房的设备，一般选择250 VAC 档位即可。若检测到某个空气开关输出端所接设备的某根相线或零线对地的绝缘电阻明显偏低，则可以判定该空气开关所接的设备或线路存在漏电故障，然后将所有检测正常的空气开关合上，并恢复供电。最后再对绝缘电阻检测异常的设备及其电源线进行进一步的检查和维修。

如果所有设备的绝缘电阻均正常，则需要检测供电线缆的绝缘电阻。断开所有的空气开关，再分别检测上下级空气开关之间的每一段供电线缆的相线和零线对地的绝缘电阻，直至排查出漏电线缆。

2.2.2 在线排查法

“在线排查法”是指对机房通信设备正常交流供电的情况下，进行漏电流的检测。由于在通信机房存在漏电的情况下，市电无法供电，所以“在线排查法”需要启动移动或固定式发电机进行短时间供电。漏电流检测需要使用专用的漏电流检测仪，在本案例中使用KYORITSU2412 漏电流检测仪。漏电流的检测总体原则是“先主路、后分路”，分段进行排查。首先使用漏电流检测仪钳在总开关的输出电缆上（需要同时钳住所有的相线和零线），如果检测到存在大于30mA 的漏电流，则说明在总开关的后级存在漏电故障。然后使用与上述同样的方法，再对后级的各个空气开关的输出线进行漏电电流检测，如果检测到某个空气开关的输出线存在大于30mA 的漏电流，则再检测其下一级各个空气开关输出线的漏电流，直至到末端的空气开关设备电源线，并找到漏电的设备，然后将漏电设备脱离，再恢复市电供电。最后再对存在漏电故障的设备及其电源线进行进一步的检查和维修。