配电网剩余电流保护器配置问题探讨

李绚丽

山东电力集团公司济南供电公司 济南 250012

0 引言

剩余电流动作保护器，也称为触电保安器，剩余电流保护器是指当电路中的剩余电流超过允许值时，自动切断电源或报警的漏电保护装置，在低压电网中它能够有效地防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏。世界各国和国际电工委员会已经通过制订相应的电气安装规程和用电规程在低压电网中大力推广使用剩余电流动作保护器。现在剩余电流动作保护器在城乡用户中已基本普及，从而使用户有效地避免了因误触带电设备而导致的触电伤害，但实际应用中，由于产品本身质量缺陷或未对分级保护进行科学配置而使供电企业陷于尴尬，甚至引起法律纠纷。

1 剩余电流动作保护器的工作原理

1.1 工作原理

在正常用电的情况下，电气设备的相线和零线通过剩余电流保护器的零序电流互感器，相线与零线中的电流大小相等，方向相反，所以零序电流互感器中合成电流大小为零。但在电气设备漏电的情况下，人触及带电体，会有一部分电流通过人体流入大地，此时相线流入和零线流出的电流不再相等，当漏电电流达到保护装置动作值时，剩余电流保护器动作，切断电源，实现保护功能。

1.2 单相触电是保护器动作的条件

剩余电流动作保护器是在人体发生单相触电事故时，才能起到保护作用的。如果人体对地处于绝缘状态，触及两根相线与中性线时，保护器并不会动作，即此时它起不到对人身的保护作用。剩余电流动作保护器安装点以后的线路应是对地绝缘的，若对地绝缘降低，漏电电流超过某一定值（末级保护通常为30mA左右）时，保护器便会动作，并切断电源，所以要求线路的对地绝缘必须良好，否则将会经常发生误动作，影响正常用电。

2 剩余电流动作保护器动作参数的选择

2.1 正确选用分级保护方式

分级保护方式中，末端保护通常是与人们工作生活息息相关的场所，作为防止直接接触电击或间接接触电击损伤和电器设备损坏及电气火灾的保护。末端保护应装于用电设备的最近电源处，如电源插座，甚至用电设备体内(按目前我国居民家庭的具体情况，可装于分路进线的进线电源处)。末端保护的上一级保护为中间保护，应具有末端保护的后备保护和防止电气线路单相接地短路引发火灾事故的功能。中间保护的位置应为负荷集中点的电源进线处。末端保护和中间保护是剩余电流保护装置的重点。对再上一级的总保护则应根据配电变压器的容量、装设条件、配电线路的健康条件等具体情况确定。

2.2 分级保护各级保护器动作参数的选择

一般情况下，各级保护均应选用带有短路、过载保护的，具有剩余电流动作保护功能的断路器，如条件许可还应具有冲击电压不动作和抗电磁干扰功能。

各级保护器动作参数的选择：

1）末端保护应选用高灵敏度、快速动作型的保护器，其额定剩余动作电流ΔIn≤30mA，额定动作时间 Tn〈0.1s；

2）末端保护的上一级，中间保护其额定动作电流应与末端保护动作电流有2倍以上的级差，动作时间上有0.2s的级差。中间保护选用延时性保护器，额定剩余动作电流ΔIn=60～100mA，额定动作时间Tn=0.3s；

3）总保护应选用延时型保护器，额定剩余动作电流应根据线路具体情况确定，不应小于300mA，额定动作时间Tn=0.5～1.0s；

4）用于监测线路绝缘水平，防止火灾专用保护器可选用剩余电流动作报警式保护器。其额定剩余动作电流，即报警动作电流ΔIn=300～500 mA，动作时间Tn=0.5～2.0 s。

3 剩余电流动作保护器的合理配置

3.1 实施三级剩余电流保护配置的技术原则

为了确保人身及设备用电安全,低压电网建设对低压三级保护提出了新的更高的要求，尤其是末端保护。配电网络容量较小，负荷分布比较分散，但总体上低压电网大致可分为三级：配变台区（总保护）、分支配电箱（中级）、用户端（末级）。首先保护器要进行合理的配置，不能因一户发生漏电事故而造成部分和全网供电中断，其次它必须能有效地动作，防止人身触电伤亡事故和电器火灾、电器设备损坏事故。

三级保护是直接接触保护与间接接触保护相互结合使用的一种形式。按照低压电网状况在供电线路的总保护、中级与末级这三级分别装设不同类型的保护器。总保护作为系统的第一级保护，应当满足正常的供电，如果设定的剩余电流值太低，当一个较小的电阻出现时，总保护器就动作使电网断电，这样就无法保证持续的电力供应。因此，在选择保护器额定剩余电流值时，宜选用可调档次，规程规定其最大值：漏电流较小的电网为50mA/200mA，漏电流较大的电网为100mA/300mA，对保护完善的系统可增至500mA。末级安装动作电流应选择额定剩余动作电流值不大于30mA。中级作为分路保护，保护器的额定剩余电流值，选取介于首段与末段保护器额定剩余动作电流值之间。分断动作时间的选取，上一级保护器应选用延迟动作型保护器，其分断时间应比下一级保护器的分断时间长。这样网路的三级保护在动作电流、动作时间上相互配合，末级受电设备发生故障时，第三级保护器动作；网路末端发生故障时，中级保护动作；网路中段发生故障时，总保护动作，以缩小事故停电范围。

3.1.1 总保护器应配置在配变的低压总电源侧，作为全网的总保护

总保护器应当选用电流型的保护器，其动作电流值的选择应以防止间接接触的漏电保护为主，并在避过正常泄漏电流的前提下选择最小值。对于泄漏电流较小的电网，额定动作电流值以75mA、100mA、150mA三档最为理想，其最大分断时间不应超过0.2s。

3.1.2 中级保护的保护器应当设置在接户线进入电表箱的电源刀闸的负荷侧

中级保护以防止套户线至末级保护器之前的直接接触的触电伤亡事故为主要目的，并作为末级保护器的后备保护。其额定动作电流值应选用45～60mA，它的最大分断时间应介于0.1～0.2s之间，以取得与上下级保护器动作时间的一致。

3.1.3 作为末级保护的保护器应装置在进户线的电源侧，接在刀闸后面

其作用在于保护家用电器、移动式电器、及临时用电设备的保护，是直接防止人身触电的保护设备，其额定动作电流值不应大于30mA，动作时间应≤0.1s，对于手持移动式电器及其在潮湿场所使用的用电设备，其保护器的动作电流不应大于10mA。

3.2 剩余电流保护器的合理配置

3.2.1 配置原则

三级剩余电流保护器动作电流与分断时间的合理科学配置，是提高保护器正确动作率和投运率的关键，是保障低压电网供电可靠性和安全性的必要措施。总保护、中级保护及末级保护三级保护间，其动作电流值应有15 mA及以上的级差，在分断时间上应有0.05 s的时差。一般来说，三级保护器的优化配置：总保护器的定值最大，末级保护器的定值最小，中级保护器的定值应介于上下级保护器定值之间。

3.2.2 合理配置

3.2.2.1 三级保护的“保护器”尽可能使用同一厂家

在实际应用中发现，由于三级保护的保护器使用的不是同一厂家的产品，在动作电流值和分断时间上存在着上下难以匹配、发生误动等现象。如在进行模拟试验时，末级保护器未动作，中级保护器却先动作跳闸，甚至引发总保护动作；中级保护器进行模拟试验时，常引起总保护器动作，造成停电范围扩大，影响供电可靠性。这通常由于生产保护器的厂家不同，其保护器的结构和性能差异引起的，因此，在同一台区内，三级保护应尽量选用同一厂家的产品，对动作电流和分断时间统一调试，进行科学合理的配置，以达到灵敏且不误动，切实起到分级保护的作用。

3.2.2.2 剩余电流动作保护器的安装位置

一般情况下选保护器的辅助电源都取自被保护电源，因此应把保护器的辅助电源接在熔断器前端，即电源→保护器→熔断器→用电设备，而不能安装在熔断器的后端。因为一旦熔丝熔断将会使保护器失去电源，发生触电时不能正确动作而引发事故。

3.2.2.3 保护器零序TA安装位置

配变外壳接地、中性线接地和避雷器接地，三者共接在一个接地装置上，通常称为“三位一体”。实践中，中性线应先穿过保护器的零序TA后，再和配变外壳接地线、避雷器接地线相连接共同接地。如果中性线接地线和避雷器接地线连接后再穿过保护器的零序TA接地，就有可能在雷电时影响剩余电流动作保护器的正常运行。

3.2.2.4 对于农网的三级剩余电流保护器，应定期进行检验，以免保护器失灵，无法起到保护作用

农网的三级保护对农村低压电网有着严格的要求，当总保护采用电流型时，变压器中性点必须直接接地，电网的中性线不得重复接地，保护器后的中性线、相线不得与其它回路共用，以免造成保护器误动或失灵。另外，当农村低压电网的末级保护器投不上或频繁误动时，不宜反复多次强行复位，可测量其线路绝缘电阻值，其值在晴天不应小于0.1MΩ阻值稳定在合理的范围内，再恢复保护器。

［1］陈世忠.剩余电流动作保护器［M］.北京：中国电力出版社，2003： 89-93.

［2］杨东，样应龙，林丛，李捷辉.触漏电保护器［M］.北京：化学工业出版社，2008：101-103.

［3］最新保护器选型设计制造与运行调试检测技术标准实用手册编写组.最新保护器选型设计制造与运行调试检测技术标准实用手册［S］.北京：中国电力出版社，2008：266-268.

［4］中华人民共和国国家经济贸易委员会.中华人民共和国电力行业标准剩余电流动作保护器农村安装运行规程［S］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002：13-15.

［5］中华人民共和国国家经济贸易委员会.农村低压电力技术规程DL/T499-2001［S］.北京：中国电力出版社，2002：4-16.