浅析配电系统漏电保护

张红梅（四川省化工设计院，四川成都610000）

浅析配电系统漏电保护

张红梅（四川省化工设计院，四川成都610000）

在电气故障情况下，为防止因间接接触导电体而导致人身电击，因线路故障导致过热造成绝缘或设备损坏，甚至引起电气火灾，配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，用以分断故障电流或发出故障报警信号。本文重点分析了漏电保护器在配电系统接地故障保护中的应用，以提高供配电系统运行的安全可靠，以及消除操作人员触电等人身安全，和预防火灾事故的产生。

配电系统；漏电保护器；接地故障；泄漏电流；间接接触电击防护

1 配电系统的接地故障保护

接地故障是指因绝缘损坏，带电导体（相线、中心线等）与地间的短路，这里的“地”是指大地以及与大地有连接的电气装置外露可导电部分、装置外可导电部分、PE线、PEN线。接地故障极易引起人身间接接触电击事故以及因其对地短路产生的电弧和电火花所引起电气火灾、线路损坏。因此就电气灾害而言，接地故障远比一般的电气短路故障更具危险性。接地故障保护电器的选用应根据配电系统的接地型式、电气设备使用特点（移动式、手持式或固定式）以及导体截面等因素经技术经济比较确定。一般的接地故障保护，当灵敏度满足要求时采用短路保护兼做接地故障保护，或采用零序电流保护，或漏电流保护（又称剩余电流保护）。为避免由接地故障引起的间接接触电击，最有效、灵敏度最高的保护措施就是漏电流保护。

当配电线路较长时，接地故障电流较小，短路保护往往难以满足接地故障保护灵敏性要求，此时需要采用专门的接地故障保护。接地故障保护又分为两种，零序电流保护和漏电流保护。零序电流保护：零序电流互感器只能包绕三根相线。当三相四线制线路正常运行时，互感器检测出的主要是三相不平衡电流，发生接地故障时，零序电流将大大增加，故其整定值过大，既不能防护接地电弧火灾，更不能防人身电击，而且只能用于三相回路；而漏电流保护，其电流互感器包绕相线和零线，它的整定值只需躲开被保护回路的正常对地泄漏电流。由于三相不平衡电流和谐波电流在磁路内被抵消，其动作灵敏度大大提高，整定电流达毫安级。高灵敏度的额定动作电流不超过30mA的漏电保护器，还可用作直接接触电击防护的附加防护。故正确合理地选用、使用漏电保护器（RCD），是实施漏电保护措施的关键。

2 漏电保护器（RCD）的选用

漏电保护器的选用应根据保护对象的不同要求而进行选型，既要保证技术有效，还要考虑经济合理。其选用和回路的划分，应做到在主要回路所接负荷正常运行时，其预期可能出现的任何对地泄漏电流均不致于引起保护电器误动作；同时装设漏电保护器动作时，应能将其所保护回路的所有带电体断开，但TN-S系统中的零线如具有可靠的地电位，则此零线不需用RCD的触头断开。

（1）动作性能参数的选择

①当漏电保护器用于插座回路和末端线路，用作直接接触防护的附加保护或间接电击防护时，应选择动作电流不大于30mA的高灵敏度漏电保护器；

对于多个RCD串联使用，应使上下级RCD间，通过额定动作电流值和动作时间的级差，来保证各级RCD动作的选择性，以减少停电范围。作为上一级RCD，其动作电流至少应不小于末端回路RCD动作值的3倍，不动作时间应大于下级RCD的动作时间。

对电气系统布线中接地故障电流的额定漏电动作值不应超过500mA，并带有延时。

②电气线路和设备泄漏电流值及分级安装的漏电保护器动作特性的配合：用于单台设备时动作电流应不小于其正常运行泄漏电流的4倍；配电线路的漏电保护动作电流应不小于正常运行泄漏电流的2.5倍，同时还应不小于其中泄漏电流最大的一台用电设备正常运行泄漏电流的4倍。

配电线路和用电设备的正常泄露电流估算值见表1。

表1 220/380单相及三相线路埋地、沿墙敷设穿管电线每千米泄漏电流（单位：mA/km）

③漏电保护器动作电流的计算：

TN系统中，漏电保护器的接线方式有两种：

a.将被保护设备的外露导电部分与PE线或与漏电保护器电源侧的PEN线相连，则漏电保护器动作电流I△n≤50V/Zs（Zs接地故障回路阻抗，Ω），如图1所示。

图1

b.将漏电保护器所保护设备的外露导电部分接至专用的接地极上，它被称作局部TT系统，则漏电保护器动作电流I△n≤50V/RA（RA局部TT系统专设的接地极接地电阻，Ω），如图2所示。

图2

④对于不允许停转的电动机，应选用漏电报警方式；对于大功率设备，应考虑启动电流的影响，其漏电保护器的6倍In值应大于电动机起动时回路的尖峰电流，以避免设备起动时漏电保护器误动作。

（2）其他性能参数的选择

对于连接户外架空线路的电气设备，应选用冲击电压不动作型的漏电保护器或带少许延时的防雷击漏电保护器。对于谐波含量较大的非线性用电设备，为避免谐波频率对泄漏电流的影响而误动，除采取措施抑制谐波外，设计时应尽量减少漏电保护器所保护的回路内非线性用电设备的数量。对于被保护设备有整流元件时，回路故障电流中可能存在直流分量，应采取对直流分量不敏感的漏电保护器。对于照明线路，宜根据泄漏电流的大小和分布，采用分级保护方式。支线上选用高灵敏度的漏电保护装置，干线上选用中灵敏度的漏电保护装置，其时限和漏电流动作值应有选择性配合。

漏电保护器的额定电压、额定电流、额定分断能力、极数、环境条件以及额定漏电动作电流和分断时间，在满足被保护供电线路和设备的运行要求时，还必须满足安全要求。

（3）对于大容量中性点直接接地系统的配电变压器，可采用将一个小型电流互感器安装在变压器中心点与接地系统的连接线上，来实现变压器所供电范围内任一处发生接地故障的保护。这种接线方式同样适用于自备柴油发电机供电系统。

3 漏电保护器的应用

（1）需要安装漏电保护器的场所：带金属外壳的Ⅰ类设备和手持式或移动式电动工具；安装在潮湿（包括水中）或强腐蚀等恶劣场所的供电线路和电气设备；建筑施工工地的电气施工机械设备；室外工作场所的用电设备；临时性电气设备；触电危险性较大的插座及电气回路；以及医院中直接接触人体的电气医疗设备（胸腔手术室除外）等均应安装漏电保护装置。

对于公共场所的通道照明及应急照明电源，消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备的电源，消防设备（如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等）的电源，防盗报警装置的电源，由TT系统供电的用电设备，以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源，若在发生漏电时上述电源被立即切断，将会造成严重事故或重大经济损失。因此，在上述情况下，应装设不切断电源的漏电报警装置。

（2）不需要安装漏电保护器的设备或场所：使用安全电压供电的电气设备；一般环境情况下使用的具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备；使用隔离变压器供电的电气设备；在采用了不接地的局部等电位联结安全措施的场所中使用的电气设备，以及其他没有间接接触电击危险场所的电气设备。

（3）漏电保护器的安装要求：

①安装漏电保护器之前，应检查电气线路和电气设备的泄漏电流值和绝缘电阻值。所选用漏电保护器的额定不动作电流应不小于电气线路和设备正常泄漏电流最大值的2倍。当电气线路或设备的泄漏电流大于允许值时，必须更换绝缘良好的电气线路或设备。

②漏电保护器的安装应符合生产厂家产品说明书的要求，漏电保护器标有电源侧和负载侧，安装时必须加以区别，按照规定接线，不得接反。如果接反，会导致漏电保护器的脱扣线圈无法随电源切断而断电，以致长时间通电而烧毁。安装漏电保护器时，还必须严格区分中性线（零线）和保护线（PE线），中性线应接入漏电保护器，保护线不得接入。且经过漏电保护器的中性线不能作为保护线、不得重复接地或连接设备外露可导部分。漏电保护器安装完毕后应操作其试验按钮试验3次，带负载分合3次，确认动作正常后，才能投入使用。

③漏电保护器以其高灵敏切断电源的动作特性，既能作为间接接触电击防护，又能作直接接触电击防护的附加防护，但必须同时与接地和等电位联结结合应用，才能使被保护设备和人员得到充分的保护和安全。因为，接地和等电位联结是用以降低接触电压，RCD用以缩短通电时间，两者兼用，相辅相成才能达到最好的防电击效果。同时电气设备必要的安全防护措施必须按标准规范设置，不得拆除或放弃。

4 结语

电气火灾的产生：50～70%的火灾是用电不当、绝缘老化引起的。随着绝缘的老化，设备绝缘水平降低，极易产生流向地面的泄漏电流，产生雪崩效应，随之引起火苗，发生火灾。熔断器和断路器对这种漏电流没有有效的检测和保护作用，而漏电保护器因为其检测被保护回路的泄漏电流，其保护动作值小，能及早发现并迅速断开接地故障电路，对接地故障保护具有很高的灵敏度，是防止间接接触电击伤亡和由此引起火灾事故的有效措施，是直接接触电击防护的必要附加保护，它的应用大大提高了用电和人身安全，保证配电系统安全可靠运行。

[1]闫丽雁.浅析漏电保护器的应用[J].黑龙江科技信息，2013（15）.

[2]张 栗.漏电保护器在电网安全中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2013（23）.

[3]姜晋平.漏电保护器管理系统需求分析[J].科技资讯，2011（34）.

[4]向 冬.农网管理中漏电保护器存在的问题及对策探讨[J].广东科技，2013（20）.

TM86

A

2095-2066（2016）35-0039-02

2016-9-19

张红梅（1967-），女，高级工程师，本科，从事电气工作。