剩余電流動(dòng)作保護(hù)器一般簡(jiǎn)稱為保護(hù)器，現(xiàn)作為一種有效防止人身電擊傷亡事故的措施，已在農(nóng)村廣泛使用和推廣。正確理解保護(hù)器在配電系統(tǒng)中的作用,對(duì)加強(qiáng)低壓電網(wǎng)的管理，提高供電的可靠性、*性具有十分重要的意義。

1　剩余電流動(dòng)作保護(hù)器使用要求

　　裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的低壓電網(wǎng)必須是電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。農(nóng)村低壓電力網(wǎng)基本上采用的是TT系統(tǒng)，即配變低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分用保護(hù)接地線(PE線)接至電氣上與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)無(wú)直接關(guān)連的接地極上。

　　在實(shí)際工作中應(yīng)注意：

　　(1)　電網(wǎng)中的N線不得有重復(fù)接地現(xiàn)象，并應(yīng)保持與相線相同的良好絕緣。

　　(2)　照明以及其他單相負(fù)荷應(yīng)盡量均勻分配到三相上，并能隨負(fù)荷變化及時(shí)作出調(diào)整，當(dāng)?shù)蛪壕€路為地埋線時(shí)，三相長(zhǎng)度應(yīng)盡量接近。

　　(3)　架空線路，應(yīng)定期做好樹(shù)木清障工作。

　　(4)　農(nóng)村生活照明戶內(nèi)線路狀況較差，屬于農(nóng)網(wǎng)改造自籌范疇，應(yīng)積極采取減少線路漏電的措施。

2　剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的保護(hù)方式

2.1　直接接觸保護(hù)

　　防止人體直接觸及電氣設(shè)備的帶電導(dǎo)體而造成的觸電傷亡事故。

　　此類型的保護(hù)器應(yīng)選擇靈敏度較高的一般動(dòng)作型(無(wú)延時(shí))的保護(hù)器，額定剩余動(dòng)作電流值I_△n≤30MA。

　　選取這樣的配置，是因?yàn)樵谏韺W(xué)中，當(dāng)人體觸電后，外來(lái)大電流沖擊人體時(shí)，心臟的正常搏動(dòng)必然受到影響。如果觸電電流和通電時(shí)間超過(guò)某一極限時(shí)，心臟的正常搏動(dòng)就會(huì)擾亂，失去泵血功能，導(dǎo)致死亡。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，健康的心臟兩個(gè)搏動(dòng)周期之間約有0.1s的間歇時(shí)間，就一般人的體重而言，50mA將引起破壞性心室顫動(dòng)，30MA具有一定*性不會(huì)引起危險(xiǎn)的心室顫動(dòng)。

2.2　間接接觸保護(hù)

　　在裝設(shè)防間接接觸保護(hù)器的用電設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行中，保護(hù)器額定剩余動(dòng)作電流選取大于30MA，額定動(dòng)作時(shí)間選取大于0.1s，這樣配置保護(hù)器在發(fā)生漏電故障時(shí)能準(zhǔn)確、及時(shí)動(dòng)作，退出系統(tǒng)確保人身*，一個(gè)非常重要前提就是接地線的選取與安裝及對(duì)接地電阻的要求(見(jiàn)表1)。

表1　在規(guī)程中明確規(guī)定了安裝保護(hù)器后接地電阻條件 保護(hù)器額定剩余動(dòng)作電流mA 50 75 100 200 300 接地電阻(Ω) 一般場(chǎng)所 500 500 500 250 160 特別潮濕場(chǎng)所 500 330 250 125 80

　　以上這些要求在實(shí)際工作中應(yīng)注意：

　　(1)　設(shè)備的接地裝置應(yīng)作防腐處理。

　　(2)　接地線的裝設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工，符合規(guī)程要求。

　　(3)　臺(tái)區(qū)管理工作中，定期檢查設(shè)備的接地裝置，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

3　剩余電流動(dòng)作保護(hù)器在農(nóng)村電網(wǎng)中的使用

　　農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)容量較小，負(fù)荷分布比較分散，但總體上低壓電網(wǎng)大致可分為三層：配變臺(tái)區(qū)、分支配電箱、用戶端。

　　三級(jí)保護(hù)是直接接觸保護(hù)與間接接觸保護(hù)相互結(jié)合使用的一種形式。按照農(nóng)村低壓電網(wǎng)狀況在供電線路的首端、中段與末端這三層分別裝設(shè)不同類型的保護(hù)器。

　　在線路末端的直接接觸保護(hù)的要求，安裝動(dòng)作電流為30MA的一般型(無(wú)延時(shí))保護(hù)器。首端與中段按間接接觸保護(hù)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作特性協(xié)調(diào)配合的保護(hù)器。首端作為系統(tǒng)的*級(jí)保護(hù)，保護(hù)器額定剩余電流值，宜選用可調(diào)檔次，規(guī)程規(guī)定其大值：漏電流較小的電網(wǎng)為75mA/200mA，漏電流較大的電網(wǎng)為100mA/300mA，對(duì)保護(hù)完善的系統(tǒng)可增至500mA。中段作為分路保護(hù)，保護(hù)器的額定剩余電流值，選取介于上級(jí)與下級(jí)保護(hù)器額定剩余動(dòng)作電流值之間。

　　分?jǐn)鄤?dòng)作時(shí)間的選取，上一級(jí)保護(hù)器應(yīng)選用延遲動(dòng)作型保護(hù)器，其分?jǐn)鄷r(shí)間應(yīng)比下一級(jí)保護(hù)器的分?jǐn)鄷r(shí)間至少增加0.2s。

　　這樣網(wǎng)路的三級(jí)保護(hù)在動(dòng)作電流、動(dòng)作時(shí)間上相互配合，末端受電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，第三級(jí)保護(hù)器動(dòng)作；網(wǎng)路末端發(fā)生故障時(shí)，中級(jí)保護(hù)動(dòng)作；網(wǎng)路中段發(fā)生故障時(shí)，總保護(hù)動(dòng)作，以縮小事故停電范圍。

　　總之農(nóng)村低壓電網(wǎng)中，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器是網(wǎng)絡(luò)中防因設(shè)備漏電造成人身觸電傷亡事故的一道"防火墻"。此外，因?yàn)楸Ｗo(hù)器能及時(shí)隔離故障設(shè)備而成為網(wǎng)絡(luò)中防止因漏電引起電氣火災(zāi)及設(shè)備損壞事故的一種技術(shù)措施。保護(hù)器運(yùn)行正常與否關(guān)系的到人身、設(shè)備的*。在低壓電網(wǎng)的日常管理工作中，三級(jí)保護(hù)器的維護(hù)是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，保護(hù)器投運(yùn)率與運(yùn)行可靠性能直接反映出低壓電網(wǎng)的*狀況和管理水平。

　隨著國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的進(jìn)一步開(kāi)展，廣大用電戶對(duì)供電質(zhì)量、用電服務(wù)、用電安全及用電信息的透明度提出了更高的要求。海鹽供電局率先采用的智能電子漏電管理保護(hù)器，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程居民用戶，漏電流、負(fù)額、過(guò)載監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

　　1. 海鹽縣智能電子漏電管理保護(hù)器的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品只是有一般漏電合閘功能，并采用傳統(tǒng)的模擬電路進(jìn)行控制，現(xiàn)有漏保器與我國(guó)目前進(jìn)行的國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)不相配套，我們目前研究的保護(hù)器項(xiàng)目綜合參考了各方面的因素，它具有的功能既滿足國(guó)家智能電網(wǎng)的建設(shè)所需，也同時(shí)符合一般用電戶的實(shí)際所需。雖然目前國(guó)內(nèi)外也有多家單位或研究所在研究新的漏電保護(hù)器，但他們的研發(fā)內(nèi)容還存在著一定的缺陷。我們所研發(fā)使用的智能電子漏電管理保護(hù)器，特別具有功能如下：漏電流檢測(cè)、實(shí)時(shí)電壓數(shù)據(jù)讀取、實(shí)時(shí)電流數(shù)據(jù)讀取、實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)狀態(tài)讀取、功率檢測(cè)、RS485通訊、過(guò)載聲光報(bào)警等功能。2010年7月，智能電子漏電管理保護(hù)器在海鹽供電局正式掛網(wǎng)運(yùn)行。海鹽縣供電局利用現(xiàn)有的電能表采集信息平臺(tái)，率先在國(guó)網(wǎng)采用新一代智能電子漏電管理保護(hù)器。2010年7月，88臺(tái)智能電子漏保器在海鹽通元供電所轄區(qū)紫云南站臺(tái)區(qū)試點(diǎn)運(yùn)行，到目前為止，整個(gè)項(xiàng)目達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

　　2. 工藝優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益分析

　　A.工藝優(yōu)勢(shì)

　　智能漏電管理保護(hù)器在傳統(tǒng)漏電保護(hù)器的基礎(chǔ)上，借助原有的電能表采集系統(tǒng)的RS485通訊網(wǎng)絡(luò)資源，采用嵌入式SOC(System On Chip)技術(shù)及智能型電能計(jì)量技術(shù)，集漏電檢測(cè)、漏電模擬試驗(yàn)、電流電壓檢測(cè)、功率檢測(cè)、電能計(jì)量、跳合閘控制、RS485通訊、信息存儲(chǔ)、聲光報(bào)警、手動(dòng)合閘、手動(dòng)斷閘等功能于一身，實(shí)施傳統(tǒng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

　　B.降低成本

　　智能電子漏電管理保護(hù)器的運(yùn)用，其超大的優(yōu)良性能得到了充分的顯現(xiàn)，例如當(dāng)電能表的電路板損壞但分流器仍有電流通過(guò)、電壓回路正常時(shí)，用電仍可正常進(jìn)行，但電能表計(jì)量已失效，采用此型漏電保護(hù)器的電壓、電流實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)，對(duì)照電能表的相關(guān)計(jì)量上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可發(fā)現(xiàn)電能表計(jì)量回路電流已中斷，及時(shí)發(fā)出告警信息，更換故障電表恢復(fù)計(jì)量，減少電力公司的電費(fèi)損失、降低與用電戶發(fā)生糾紛的概率。在發(fā)達(dá)沿海省份，每當(dāng)雷雨季節(jié)，每次雷雨過(guò)后，農(nóng)村的電表故障率在千分之三左右，一個(gè)縣的農(nóng)村用表在7-9萬(wàn)塊，那單次故障表總數(shù)在250塊左右，每塊表的單月用電100kWh計(jì)算，電力部門(mén)到每月抄表日發(fā)現(xiàn)故障再更換的話，每月有15000元電費(fèi)需要人工協(xié)商補(bǔ)收。按每年雷季4個(gè)月每月只發(fā)生2次大規(guī)模雷擊計(jì)算，單雷擊造成的電表計(jì)費(fèi)失效就達(dá)損失120000余元。如果整個(gè)地級(jí)市或全省都裝上智能電子漏電管理保護(hù)器的話，每年將減少電力部門(mén)因故障表計(jì)量失效而引起的上千萬(wàn)元電費(fèi)損失。

　　C.保護(hù)電力設(shè)施，減少用戶超負(fù)荷用電燒毀電能表

　　電能表故障的主要因素有兩個(gè)，一是本身質(zhì)量、二是外來(lái)因素。近年來(lái)隨著電力部門(mén)的規(guī)范管理，有質(zhì)量問(wèn)題的電能表已寥寥無(wú)幾。外來(lái)因素成為了電表故障的主要原因，而這主要原因內(nèi)的主要因素是電能表超負(fù)荷工作。雖然現(xiàn)在的智能電能表同樣有數(shù)據(jù)上傳反應(yīng)，必竟電能表是個(gè)計(jì)量?jī)x器非過(guò)載開(kāi)關(guān)。采用智能型電子漏電管理保護(hù)器的過(guò)載警報(bào)功能，漏保器可以配合電能表的最大電流值設(shè)置超負(fù)報(bào)警電流值，只要超過(guò)預(yù)設(shè)的電流值用電，智能漏保器就能發(fā)出“滴”、“滴”的聲光報(bào)警，直到用戶去除部份用電設(shè)備后，智能漏保器自動(dòng)取消告警聲響，從而保護(hù)了電能表因用戶超負(fù)荷引起的故障、減少此類問(wèn)題引起的設(shè)備損失，提高電力部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)對(duì)電力部門(mén)針對(duì)性作出更換大電流電能表提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)服務(wù)客戶和保護(hù)設(shè)備的兩全其美。

　　D.管理費(fèi)用減少

　　根據(jù)農(nóng)村家用漏電保護(hù)器管理運(yùn)行規(guī)定，每月需要對(duì)農(nóng)村家用漏電保護(hù)器進(jìn)行逐戶試跳，按每人每天可完成300計(jì)算，一個(gè)中等縣的農(nóng)村地區(qū)近9萬(wàn)用戶每月就此項(xiàng)工作就要花費(fèi)300個(gè)人工。已試點(diǎn)安裝智能電子漏電保護(hù)器的供電部門(mén)簡(jiǎn)單算了一筆賬，由此一年可節(jié)約3600個(gè)人工，相當(dāng)于減少了12個(gè)人的一年常規(guī)工作量。同時(shí)還可以節(jié)約相應(yīng)的車輛使用和油料消耗，年節(jié)約費(fèi)用可超過(guò)200萬(wàn)以上，如果在地區(qū)網(wǎng)局、全省、國(guó)網(wǎng)推廣那經(jīng)濟(jì)效益將十分可觀。

漏電保護(hù)器的作用及使用范圍

漏電保護(hù)器具有動(dòng)作靈敏，切斷時(shí)間迅速的性能。在建筑電氣設(shè)計(jì)施工中只要合理選用和正確安裝，對(duì)保護(hù)人身安全和防止設(shè)備損壞，以及預(yù)防火焰將會(huì)有明顯的作用。

（1） 當(dāng)人體直接觸及220V 帶電體時(shí)，漏電保護(hù)器迅速以0.1 秒的時(shí)間快速切斷電路。這時(shí)流過(guò)人體（一般人體電阻為1 000Ω左右） 的觸電電流為220/ 1 000 = 220 （mA） ，其電擊能量為：220（mA） ×0. 1 （S） = 22mA·S 《 30mA·S。目前我國(guó)現(xiàn)行規(guī)定：對(duì)人體安全的電擊能量為：1·T = 30mA·S ，可以明顯看出，當(dāng)人們一旦觸及220V 帶電體時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)在0. 1 秒時(shí)間內(nèi)迅速作出反應(yīng)，而不致出現(xiàn)生命危險(xiǎn)。

（2） 在TN-C-S 或TN-S 系統(tǒng)中，未裝漏電保護(hù)器時(shí)，如果發(fā)生接地故障情況，設(shè)備外殼會(huì)產(chǎn)生對(duì)人身有危險(xiǎn)的接觸電壓；當(dāng)裝有漏電保護(hù)器之后，即使發(fā)生了接地故障，接觸電壓在還沒(méi)有達(dá)到危及人身生命時(shí)，漏電保護(hù)器就會(huì)立即切斷電源回路。其理由是：在住宅建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者已為用戶所安裝的漏電保護(hù)器選擇了額定動(dòng)作電流小于或等于30mA ，動(dòng)作時(shí)間為0. 1 秒。 當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，只要有漏電電流產(chǎn)生，就會(huì)在漏電電流小于或等于30mA 時(shí)，漏電保護(hù)器就立刻動(dòng)作，切斷了電源回路。 同時(shí)，30mA 的電流在0. 1 秒時(shí)間內(nèi)作用于人體不會(huì)危及生命安全。

（3） 安裝漏電保護(hù)器對(duì)配電線路的絕緣水平起到監(jiān)察作用。 如果設(shè)備出現(xiàn)碰殼故障或絕緣損壞，就會(huì)有漏電電流產(chǎn)生。 當(dāng)漏電電流達(dá)到漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流時(shí)，將立即動(dòng)作切斷電源回路。 也就是說(shuō)，在人尚未觸及故障設(shè)備危險(xiǎn)的接觸電壓之前，就已經(jīng)將故障線路切斷了。 從而提前避免了觸電死亡及火災(zāi)事故的發(fā)生。

（4） 一旦出現(xiàn)發(fā)生接地故障時(shí)，由于切斷故障線路因素不是依靠過(guò)電流保護(hù)，而是依靠漏電保護(hù)。 再則，漏電保護(hù)的額定動(dòng)作電流數(shù)值很小，與過(guò)電流相比，相差1000倍～10000倍。因此，出現(xiàn)在設(shè)備外殼的接觸電壓也很低，一般小于50V ，大大提高了安全性。

漏電保護(hù)器的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)

在正常情況下，各相電流的相量和等于零，因此，各相電流在零序電流互感器鐵芯中感應(yīng)的磁通量之和也等于零，這時(shí)，由于零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出，主開(kāi)關(guān)仍處于閉合狀態(tài)，電源繼續(xù)向負(fù)載方向供電，當(dāng)發(fā)生接地故障或設(shè)備絕緣損壞、漏電，或人觸及帶電體時(shí)，主回路中各相電流的相量和不再為零，則會(huì)出現(xiàn)故障電流在零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，從而導(dǎo)致二次側(cè)感應(yīng)電壓迫使脫扣線圈勵(lì)磁，強(qiáng)令主開(kāi)關(guān)跳閘，切斷供電回路。

無(wú)論是保護(hù)接零還是接地措施，其保護(hù)范圍都是有限的。例如“保護(hù)接零”，就是把電氣設(shè)備的金屬外殼與電網(wǎng)的零線連接，并在電源側(cè)加裝熔斷器，當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生碰殼故障時(shí)，則形成該相對(duì)零線的單相短路，由于短路電流很大，迅速將保險(xiǎn)熔斷，斷開(kāi)電源進(jìn)行保護(hù)，其工作原理是把“碰殼故障”改變?yōu)?ldquo;單相短路故障”從而獲取大的短路電流切斷保險(xiǎn)。然而，工地的電氣碰殼故障并不頻繁，經(jīng)常發(fā)生的是漏電故障，如設(shè)備受潮負(fù)荷過(guò)大、線路過(guò)長(zhǎng)、絕緣老化等造成的漏電，這些漏電電流值較小，不能迅速切斷保險(xiǎn)，因此故障不會(huì)自動(dòng)消除而長(zhǎng)時(shí)間存在，但這種漏電電流對(duì)人身安全已構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，所以需要加裝靈敏度高的漏電保護(hù)器進(jìn)行補(bǔ)充保護(hù)。

漏電保護(hù)器作為直接接觸防護(hù)和火災(zāi)保護(hù)措施的附加保護(hù)，表現(xiàn)在達(dá)不到主保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，防止人身間接觸電以及配電線路由于各種原因而遭損壞引起火災(zāi)等事故，因此不能撤掉或降低對(duì)線路、設(shè)備的接地或接零保護(hù)要求，不能代替主保護(hù)。漏電保護(hù)器在規(guī)定條件下，當(dāng)漏電電流達(dá)到或超過(guò)其給定值時(shí)，自動(dòng)切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。

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