论漏电保护装置的重要性

张妍飞

【关键词】漏电；保护装置；技术

漏电保护装置由国家电力部门认可并得到普及，但在这推广及普及的十几年来，它的误动作在配电线路中一直存在，这种误动作不但严重影响了保护器的使用效果，而且影响了供电的可靠性、连续性，使得漏电保护装置在日常的生产和生活中没有发挥出其本来应有的作用。希望通过本文介绍，能让人们充分认识到漏电保护装置在日常生活中的重要作用，通过了解漏电保护装置在配电线路中的应用原理，能正确的加以使用，减少其误动作带来的不良影响和严重后果，希望能引起人们的广泛重视。

一、漏电保护装置的背景及意义

随着我国经济的迅猛发展，电的应用日益广泛，但用电的危险性也随之大幅度的增加，如何安全使用电力能源是摆在我们面前的大问题。本文根据各种场合触电事故频繁发生的多种原因，提出了使用漏电保护装置的重要性，阐述了保护装置的作用、分类以及特点，介绍了漏电装置在配电线路中的原理及应用，给出了选用参数及数据。同时，提出了漏电保护装置的选择、安装以及使用的方法，但若选用不当，会对人身安全及家用电器带来危险，目前我国对漏电保护装置的认知尚有很多不完善之处，还有很多工作需要进一步深入[1]。

与电相关联的事故统称为电气事故。但从劳动保护的角度来讲，电气事故是指电对人体的伤害事故，主要包括电击事故、电磁场人体效应事故、雷电事故、静电事故等。

（一）电击事故

电击的发生一共有两种形式：一是正常状态电击，所谓的正常状态电击，是指人体直接接触电击（即所谓的一定电压的带电体）；二是故障状态电击，是指人体触及绝缘层劣化、破损或导电介质冲入隔离带的一般非带电的带电体，（即所谓的间接接触电击）。

1、单线电击

由人体沟通一相导体与导电性地面或接地体，由加在人体上的对地接触电压造成的电击成为单线电击。

2、两线电击

人体离开接地导体，但人体某两部位触及两相导体时，由于接触电压造成的电击称为两线电击[2]。

3、跨步电压电击

人体进入地面带电的区域时，两脚承受的电压称为跨步电压。由跨步电压造成的电击称为跨步电压电击。

（二）电磁场人体效应事故

当人体处在超过一定量的电磁场中，可能產生直接的机体热效应、化学效应，甚至机械效应等。如人体处在超过一定量的微波辐射中，会促使机体的热效应。除了直接的机体效应以外，目前科学界已经证实电磁辐射能造成人体生理功能改变，并对心血管、性机能等有影响。电磁场造成人体生理功能改变称之为人体间接效应。“直接”和“间接”造成的人体伤害统称为电磁场人体效应事故。

（三）雷电事故

雷电事故是一种自然灾害。它一般分为直击雷、感应雷、球雷三种。它们均可能造成电力设施、建筑等的毁坏，伤及人、畜等，还可能引起火灾和爆炸。因此防止雷电灾害也是十分重要的。

（四）静电事故

静电事故是由宏观范围内相对静止的正、负电荷形式的能量造成的事故。其静电是随着某些物料或物件之间的相对运动、快速接触与分离等过程中积累起来的正、负电荷形式[3]。

二、漏电保护装置的发展简史

19世纪末开始，自从人类的生活和生产领域有了电力以来，我们就在开始不断地与触电事故和漏电事故斗争。在20世纪初才有了只能用于间接漏电保护的电压动作型漏电断路器。从根本上解决漏电保护的基础理论问题，是德国人在1928年根据电力系统的差动保护的基本原理，分析了剩余电流动作型漏电方法。

世界上最早的一台剩余电流动作型漏电断路器是根据漏电保护电器的基本原理，由法国人在1930年首次制造成功。不过漏电断路器自始至终都没有进入生产生活的实用阶段，对人类社会生产的帮助不大，这和当时的经济技术水平比较落后有很大的关系，经济技术水平的发展满足不了当时的社会生产力。这就会使漏电断路器常常不能正常动作。只能对间接的漏电保护起作用，动作电流在300-3000mA之间的电流动作型漏电断路器，是法国和德国经过不断的实验，终于在20世纪50年代研制出来。一直到1958年，才实现了动作电流为35mA的电流动作型漏电保护器大规模的上产。

漏电保护器在我国的研发也并非一帆风顺，尽管经过科学的无数次实验。但还是走了很多的弯路。苏州金闾电器厂早在1966年就生产了电压动作型漏电继电器，但是数量不多。浙江省水利电力部等在20世纪70年代后半期，相继研制成功电磁式和电子式电流动作型漏电保护器。到了20世纪80年代，随着改革开放经济的发展，漏电保护器在社会上被迫切需要，这时又先后研制出了DZ5-20L、DZ15L、DZ16L、JD1和JCB1型的漏电保护器。在20世纪80年代后期我国已经有了超过200家的漏电保护电器的生产厂家，每年漏电保护电器的年产量超过600万台。随后，我国从一些先进的国家引入了他们的技术产品，生产和仿制了数量非常之多的漏电保护器。

三、现状与存在问题分析

一个国家或地区漏电事故的发生，往往是以每消耗一亿度电造成死亡的人数来表示。把它当作用电安全的重要指标，能很好地反映某个国家或地区的用电安全水平。自从改革开放到现在，我国用电安全水平有所提高，漏电、触电的事故发生率大大降低，但也存在沿海经济发达地区与经济落后地区、城市与农村地区的不平衡。总之，要将每消耗一亿度电造成死亡的人数控制在一人以下，才能达到经济发达国家的安全用电水平。

（一）漏电事故的现状分析

1、农村漏电事故多于城市的原因

从全国来看，触电和漏电事故在农村的发生率明显多于城市，一般有六倍之多。分析其主要的原因主要有以下几点：

（1）农村的供用电线路很长，用电分季节性负荷比较小而且相对比较分散。

（2）农村经济发展虽然速度很快，但是在各方面的建设发展上没有规划，而且不管布局还是施工相对来说都不合理，并且都存在有一定的缺陷，问题相对比较多。

（3）农村电工相对不稳定，而且专业水平也不理想，管理层的水平也需要提高。对于设备来说老化严重，设备的质量跟不上用电的速度。

（4）农电很大一部分是乡镇的一些企业还有农民灌溉和生活用电，这些人对安全用电的知识了解比较少，这也影响了用电的安全性。

近年来一些省区的有关部门针对农村触、漏电保护器的安装、使用情况调查来看，农村的安装、使用率远远低于城市。据不完全统计，全国380v以下触、漏电事故率，20年来总的呈下降趋势，但农村所占的比例始终在85%以上。农村发展的各种局限性致使农村的触电和漏电事故的发生相对于城市而言比率加大，所以这就应该引起重视，加大农村触、漏电保护器的安装，最大限度地减少农村触、漏电事故的发生。

2、触、漏电事故有明显的地区性及气候季节性

我国的国土面积大，地区的经济发展、技术水平、自然环境有很大区别，气候特点也极不一样，它们对触、漏电事故的发生率有较大的影响。从地区生产企业差别来说，比如，有的地区多井下采掘企业，有的地区却几乎没有，如长江三角、珠江三角地区。井下采掘型企业的生产环境决定了它是触、漏电事故高发型的企业，此类企业多的地区，其触、漏电事故的发生率必然受到此类企业的影响。触、漏电事故发生率较高的企业类型除了上述井下采掘型企业外，还包括化工、建筑施工、冶炼、轧钢、造船、港口、造纸等企业，发配电企业此类事故并不高。

除此以外，比空气较潮湿的地区更容易发生触电、漏电事故，相对空气比较干燥的地区就会好上很多。漏电和触电事故的发生也会反映在季节上，不同的季节湿度不同，造成的触电和漏电发生的频率也不同。夏季天气比较热，人体容易出汗，皮肤的电阻值降低，而且夏天皮肤外露比较多，这样触电的概率就会大大增加，从而就会引起漏电和触电事故的发生。

3、单相触、漏电事故及电气连接部位的触、漏电事故发生较多

触电和漏电事故在我国主要发生在380V以下的低压电网中，而且单相的漏电和触电事故比两相的触电和漏电事故多得多。这主要是由于我国的电网电压大部分是中性点直接接地，触电和漏电事故所产生的后果十分严重。因此，防止触电、漏电事故的技术措施应该主要放在单相触电和漏电事故上。

人体的漏电事故一般发生在电气连接部位、电气设备外层破损部位，因为人体只有通过这些部位才能直接或通过介质接触到带电体。这些部位包括支线、接户线、地爬线、接线端子、压头线、电缆接头、电线接头、灯头、插头插座等。

四、漏电保护装置的结构原理

漏电保护是指对低压电网发生对地漏电到一定程度时可能引起的种种危害而采取的有效技术防范措施[5]。因而，漏电保护的目的应是能够有效地防止各种因电网漏电可能造成的危害后果的发生，对于电网的漏电，一方面，我们应努力把漏电电流限制在最小范围之内，使其不至于造成危害，另一方面，一旦出现了足以造成危害的漏电电流时．应能够采取有效的技术措施，使之不至于产生危害的后果。

漏电保护装置（如图表1）主要由检测元件、中间环节、执行机构和试验装置四大部分组成，一般和过载、断路保护元件组装在一起，成为一种多用途的组合电器。

图1 漏电保护装置构成图

（一）检测元件

零序电流互感器是检测元件的一个核心元件，它在整个检测元件里起着非常重要的作用，被保护电路的相线电流流过一次绕组，漆包线均匀绕制成了二次绕组，一二次绕组和封闭的环形铁芯组成了漏电电流互感器。互感器的主要作用就是把检测到的漏电电流信号包括触电电流信号，变换为中间环节可以接受的电压或功率信号。

（二）中间环节

中间环节主要有放大器、比较器和脱扣器，如果中间环节是电子式的时候，那么就需要辅助电源来提供工作电路所需要的电源。那么中间环节的主要作用就是对漏电信号进行放大、变换和比较。并把这种最终的处理结果输送给执行机构。

（三）执行机构

执行机构的主要作用就是把从中间环节接收过来的一些指令信号实施和动作，从而可以自动切断故障电路的电源。

（四）试验装置

试验装置由试验按钮和电阻组成，在漏电保护电器投入运行前，按下试验按钮，人为产生一些模拟故障信号，送入检测元件和执行元件的脱扣器线圈中，以便检验漏电保护装置能否正常动作，机构是否灵敏可靠。

五、漏电保护装置的动作参数

（一）动作电流和动作电压

我国标准规定电流型漏电保护装置额定动作电流可分为6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15个等级（15、50、75、200mA不推荐优先采用）。

我国有关标准还规定用于防火的漏电报警装置的额定动作电流宜设计为25、50、100、200、400和800mA。动作电流不可调者，动作电流不应超过200mA，最小的动作电流可调不应超过200mA，最大的动作电流可调不应超过1000mA。

漏电动作电压即为漏电时能使漏电保护装置动作的最小电压。电压型漏电保护装置的动作电压原则上不应超过安全电压。我国所规定的的最高的安全电压为42V，一旦超过安全电压，人体电阻就会随之下降，就会导致人的触电致死。

（二）动作时间

漏电保护装置的动作时间指最大分断时间。该动作时间应在所限定的范围内。快速型漏电保护装置动作时间与动作电流的乘积不应超过30mA·s。

我國标准规定漏电保护装置的动作时间见表1。表户额定电流＞40A的一栏指适用于组合型漏电保护装置。

延时型漏电保护装置延时时间的优选值为0.2、0.4、0.8 、1 、1.5和2s。采用3级保护，最上一级动作时间也不宜超过1s。

表1 漏电保护装置的动作时间

（三）接通分断能力

漏电保护开关的额定接通分断能力应符合表2（取自《农村安全技术用电手册》）的规定。

漏电保护装置经过寿命试验、分断能力试验、平衡特性试验、漏电短路电流试验、抗湿性能试验等试验后，其动作特性仍应符合技术条件的要求。

表2 漏电保护开关的分断能力

随着我国经济的迅猛发展，电的应用日益广泛，但用电的危险性也随之大幅度的增加，如何安全地使用电力能源是摆在我们面前的大问题，漏电保护装置可以在其他保护措施失效时，提供直接接触的补充保护，为用电器具提供安全保障，因此漏电保护装置应在平时的工作和生活中广泛应用与推广。

目前我国对漏电保护装置的认知尚有很多不完善之处，还有很多工作需要进一步深入进行探索，本文简短地对漏电保护装置进行了分析，让人们通过对漏电保护的了解，能更好地利用漏电保护装置去减少漏电和触电事故的发生，让漏电保护装置在社会的生产和生活中得到广泛的推广和使用。