现场漏电保护动作事件原因

徐光亮 王雪松 张军强 李秀臣

摘要

本文对某电厂380V低压配电系统型式和漏电保护器原理做了简要的介绍。并通过对该电厂施工电源两类漏电保护动作事件进行分析，指出了在TN-S配电系统中严格区分零线和地线对系统稳定运行的重要意义。

【关键词】漏电保护 TN-S 零线和地线

1 背景介绍

1.1 概述

某电厂380V低压配电系统采用标准的TN-S系统。在该电厂施工现场曾数次发生过漏电保护动作导致380V配电系统局部停電事件。本文选取其中两类典型的事件进行了原因分析。通过对这两类事件的分析，我们可以看出在TN-S配电系统中严格区分零线和地线对系统稳定运行的重要性。

1.2 某电厂380V配电系统介绍

图1是某电厂的380V配电系统典型图，配电盘下游负载外壳均通过电缆中的地线接到配电盘的接地母排（PE）上，最终在低厂变的中性点处通过185mm2的裸铜线连接到主接地网中。对单相负载，负荷的零线通过配电盘的中性母排（N）接到通过低厂变的中性点处；对三相电动机负载，外壳通过地线在低厂变的中性点处接地，电动机的中性点未引出；对下游的子配电盘则是通过五芯电缆（3+2，三相+零线+地线），将子配电盘的地线和零线分别接到母配电盘上。

从图1中可以看出，在TN-S系统零线和地线是被严格区分开的。正常运行时，零线上会通过单相负载的电流，而地线上则没有电流通过。

1.3 现场的保护动作事例

事件类型1：在施工现场曾数次发生单相负载启动时上游配电箱漏电保护动作。经过检查发现是由于施工人员误将部分接地线接到零线母排上，导致本来应该经过零线流回开关处的电流一部分经过地线回到了开关上游的中性点接地处。最终引起了配电开关漏电保护动作。

事件类型2：在对220kV施工电源进行停电检修期间，采用从外部变电所380V电源供给部分施工现场电源。这期间，外接电源也曾数次发生过漏电保护动作的现象。最终确认电厂内的380V配电盘的零排和地排在多处是连接在一起，使部分零线电流通过大地回路流回到临时外部供电的变压器中性点处，导致了临时电源开关漏电保护动作。

2 原因分析

2.1 漏电保护器的原理

漏电保护器有电压型、电流型和脉冲型三种。目前应用广泛的是电流型漏电保护器。

该电厂施工用临时配电箱中配置了MerlinGerinVigiNC100、正泰NM1LE-100H/4300B、正泰DZ15LE-100/4901等多种型号的剩余电流动作的漏电保护断路器。都属于电流型漏电保护断路器，其工作原理如下：

图2是单相负载的漏电保护原理图，对于正常工作的单相配电线路，不论其所带负载如何，均有iL+iN=0，漏电保护器不动作。一旦发生接地故障时，故障相有一部分电流经故障点流入大地，此时零序电流互感器内电流相量和不等于零，即iL+iN#0，漏电保护器动作，切断故障回路。

图3是用于三相四线制（或三相五线制）供电系统的漏电保护原理图。漏电动作原理是通过检测穿过零序电流互感器的3根相线和1根N线的电流相量和是否达到漏电保护器的动作电流值来决定其是否脱扣。对于正常工作的三相四线配电系统，不论其所带负载如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏电保护器不动作。一旦发生接地故障时，故障相有一部分电流经故障点流入大地，此时零序电流互感器内电流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN≠0，漏电保护器动作，切断故障回路，从而保证人身安全。

2.2 事件原因分析

2.2.1 事件类型1

由于施工人员误将部分地线接到零线母排上，导致零线母排和接地母排混接。如图4所示，零线与地线混接后，对于三相负载，正常运行时ia+ib+ic=0。在该电厂的接线方式中，中性线N未接到负载上，故iN=0。这样一来，三相负载启动时ia+ib+ic+iN=0，漏电保护器不会动作。

但对于单相负载而言，ic+iN=0且iN≠0，零线与地线混接后，原本流经N线的电流iN的一部分会经过PE线流回配电变压器的中性点处。由于零线与地线混接的点不在单相负载处，不会造成单相负载漏电保护动作。而在上游配电箱处，原本ia+ib+ic+iN=0，iN由于被分流而变小，所以ia+ib+ic+iN≠0上游配电箱处的漏电保护器会动作跳闸。

2.2.2 事件类型2

经查找后发现，电厂内的380V配电盘的零排和地排在多处是连接在一起的，如图5所示。这样外接电源的零线会通过电厂内配电盘的接地排接地。这样部分本来应该经过零线流回驼山变电所配电变压器中性点的电流一部分（图5中的il和i2）就通过电厂内配电盘的接地排流入大地最终流回驼山变电所配电变压器中性点。这样外接电源的的进线开关处ia+ib+ic+iN≠0，漏电保护器就会动作。

3 结语

从对上述事件的分析可以看出，对于TN-S型的低压配电系统，零线与地线混接极易导致漏电保护动作。同时，在PE线上有流过电流时，如果接地电阻较大时，会在PE线上产生一定的电压，这将对人身安全造成安全隐患。为此，在电厂电源系统设备安装过程中必须严格区分零线（N线）和地线（PE线），只有在配电变压器的中性点处零线和地线才能同时接地。

参考文献

[1]DL/T 621—1997交流电气装置的接地.

[2]于世根.低压电网接地问题调研[J].低压电器，2010 No 3.