农村低压电网中剩余电流动作保护器的正确安装、管理宁海供电局王旭东摘要：剩余电流动作保护器，又称漏电保护器（以下简称保护器），在农村推广应用已多年。安装率统计普遍较高，但实际投运率却相当低。造成投运率低的原因很多，有经济原因、网络质量原因，更主要的是选择、安装、管理上的人为原因。农网改造电网结构和线路质量的提高，以及产权变化，给保护器安装、管理创造了有利条件，但却对供电企业的安全工作提出了更高的要求，正确地选择、安装、管理保护器，提高保护器投运率和正确动作率已成为当前电力企业的一项紧迫任务。关键词：漏电断路器安装管理农网改造“小容量多布点”的结构和高质量的线路，取代了范围大、绝缘低的电网模式；产权变为供电企业所有，为保护器的安装、管理创造了有利条件。但由于种种原因已安装的保护器却未投入运行。出现原因固然有线路绝缘水平和故障电流的原因，但更多的是人为造成。本文通过对保护器工作的原理，保护器对电网的要求、保护方式选择、参数选择、以及如何正确安装、管理进行理解和分析，以求提高保护器的投运率和正确动作率。一、保护器的工作原理以通常使用的电流动作型保护器为例。我们把在电网系统中的电流叫系统电流（如图中流过电机的电流、流过电灯的电流），把流出系统的电流叫剩余电流，剩余电流I_B等于三相不平衡电流I_∑z与触电电流Ir的相量和。当线路上发生了触、漏电时，有剩余电流通过大地、配变接地极、接地线流回配变低压侧中性点形成闭合回路，被安装在线路上的保护器检测元件零序电流互感器知，当I_B等于或超过保护器RCD的额定漏电动作电流时，保护器动作，交流接触器执行动作切断电源，切断了触、漏电故障电流，保护了触电者，这就是保护器的工作原理。二、保护器对电网的要求和保护方式的选择1、保护器对电网的要求①、装设保护器的低压电网必须是电源中性点直接接地系统。电网的零线不得重复接地，并应保持与相线相同的良好绝缘。电网的原用电设备采用保护接零方式时，在安装保护器前必须拆除保护接零改为保护接地。②、保护器后的零线、相线均不得与其他回路共用。③、电动机及其他电气设备安装保护器后，外露可导电部分应接地，其接地电阻应符合规程要求。④、照明以及其他单相负荷，宜均匀分配到三相上，每年宜作一次调整，力求使负荷电流及各相泄漏电流大致相等。2、保护器保护方式的选择通常我们只装设总保护和末级保护。但在实际运行情况来看，应选用三级保护或多级保护。因为末级保护器的投运率要达到百分之百是难以实现的。倘若有一家安装的保护器退出运行，一旦发生故障，产生的剩余电流可能使总保护跳闸切断电源，致使大面积停电。因此应根据网络分布情况在分支线的电源线上装设中级保护，当末端发生故障，故障电流使中级保护器跳闸，将停电范围控制在该故障相或线内，既减少停电范围，又方便查找故障。三、保护器参数的选择1、各级保护器额定剩余动作电流值的选择。①、总保护：作为消除配电系统事故隐患为目的的间接接触保护。额定剩余动作电流值在躲过低压电网正常泄漏电流情况下，应尽量选小，同时为提高保护器的功效，应选用可调档次的保护器。即在非阴雨季节时将动作电流值降低，到阴雨季节时将动作电流值提高，其值根据实测的不平衡泄漏电流值通过下式修正后得出，其最大值可参照下表确定。季节非阴雨季节阴雨季节保护器额定剩余动作电流值mA泄漏电流较小的电网50200泄漏电流较大的电网100300注：1、由县局技术主管部门根据气象记录确定阴雨季节起止月份。2、总保护实现完善的分级保护后，允许将动作电流加大到500mA。②、中级保护：仍以实现间接接触保护为主。在分级保护系统中，分支电路保护器的动作电流值选用时，应按以下原则确定：a、在躲开被保护网路的正常漏电流情况下应尽量选小，以兼顾人身和设备安全，即如下式①；b、为减少事故停电范围和避免事故越级跳闸，其动作电流还应满足下式②。③、末级保护：应实现直接接触电击保护，额定动作电流值应小于上一级保护，但应不大于30mA，特殊情况应符合规程要求。2、各级保护器动作时间的选择在分级保护系统中，选择各级保护器动作特性应遵循额定动作电流值与动作时间协调配合。不应出现越级跳闸现象。一般总保护动作时间选择延时0.1s～2.0s，一般延时时间宜定：0.2s；0.4s；0.8s；1s；1.5s；2.0s。延时动作特性可定为：在I_Δn时，最大动作时间为规定的延时时间加0.1s；在5I_Δn时，最小动作时间为规定的延时时间。这样级间间隔时间为0.2s，上级最小动作时间与下级最大动作时间留有0.1s余地，避免出现越级跳闸。末级保护器的动作时间应选择≤0.1s的快速动作型。四、保护器的的安装保护器的具体安装施工应按产品说明书叙述的安装使用方法和接线图进行安装。不看说明书或只看部分；或虽看了但因知识水平有限，实践经验缺乏，理解浮浅甚至错误，就动手安装，结果运行不好或根本不能运行。根据实践经验所有保护器除应安装在通风干燥、清洁的地方，避免灰尘和有害气体的侵蚀。还应注意根据规范安装：1、总保护、中级保护的安装①、保护器的探头应尽量远离交流接触器和母线，一般上下、左右、前后的距离为20cm以上。随便把探头固定在有空的地方，探头因受到较大的电磁干扰而使保护器容易误动作，甚至一开就动作而不能运行。②、保护器用作分路或分支保护，应根据保护范围决定探头穿线。应将本回路的3根相线和1根中性线同向穿过探头，拼紧拉直固定好，以减少干扰。在一块配电屏上搞数路分路保护，采用一次重合闸电流型保护器和交流接触器要注意两个问题：一是选择好各个探头的固定位置，探头间距离要尽量远，减少或避免相互干扰；二是每组控制回路的电源要分别引自母线。不要图二次线简洁，用两根细细的二次线依次为数组供电，应采用截面不少于1.5mm²的铜芯绝缘导线。这是因为，接触器吸合瞬间其吸引线圈通过较大电流，在线径不大的二次线两端产生较大压降，使保护器的供电电压波动，有可能使保护器误动作。③、中性点接地应良好。中性点接地线使触、漏电入地电流形成回路，从而探头检拾到信号，接地良好（中性点接地电阻4～10Ω）才可能灵敏运行。要接地良好，低压侧中性点应通过适当规格的导线（铝线不小于10mm²）接于良好的配变接地极上，并将接头处理好。④、负荷不能接在探头两端对于四线穿过探头的方式，所有负载都必须接到探头之后，若有负载接到探头两端，其电流使四线合成相量不为零，故这负载一开保护器就动作。图中虚线为错误接线。⑤、大中型交流接触器的安装近年来，总保护选用了一次重合闸保护器，配备了100A及以上的大中型交流接触器做执行元件，实现自动合、跳闸。但接触器线圈长期运行产生噪音影响容易周围群众的生活。此外，由于种种原因线圈容易过热烧毁，降低了总保护的运行率。为既能发挥大中型交流接触器容量大、自动化程度高的优点，又能避免或减少其噪声、线圈易烧毁的弊病，除要购买符合国标的接触器、线圈外，还要注意安装正直牢固。安装正直：交流接触器按规定必须垂直安装，与垂直面的倾斜度不得超过5°，实际上由于大中型接触器重量较大，重心靠前，固定位置靠后、靠下，若与构架角钢固定不紧，容易向前向下扭转，造成倾斜，使用一段时间后，由于振动的影响，使倾斜程度更甚。容量越大的接触器问题更严重。接触器向前下方倾斜则增大电磁系统的吸合负担，轻则发热严重、噪音大，严重的因线圈长时间过载而烧毁。因此，必须把接触器安装得正直或稍微向后倾（不超过5°）。单独安装并固定牢固：大中型交流接触器合、跳闸时冲击力较大，能引起较大振动，容量越大的接触器，振动得越厉害。若安装在配电屏上（一般直立），合、跳闸时屏面摇晃，日久容易震松各压接螺丝，震坏安装的表计、指示灯和其它低压电器（包括保护器）。因此，应将较大容量的接触器不安装在配电屏上，而单独通过钢铁构架固定在配电室的墙面上，作为进线总负荷开关，由总保护控制其动作。2、末端保护的安装①、保护器的进、出线不可接反。因为进线接电源时，在保护器跳闸后，其辅助电源亦断开，其内晶闸管瞬间导通不会损坏；若出线接电源，跳闸后辅助电源不能断开，则晶闸管因较长时间导通而烧毁，整机因而损坏。（晶闸管有一特性，就是导通后即使触发信号消失，仍旧保持导通状态）②、过压型保护器的使用。为防止因中性线断开、相线与中性线搭连或维修线路后误送380V电压等事故而产生的故障过电压。应选用额定过电压动作值≥300V，额定过电压不动作值≤260V带过电压保护的保护器，保证在出现故障电压情况下，保护器能够动作。3、保护器应装在熔丝之前。目前保护器一般来说装在熔丝之后，这样保护器本身短路可以由前面的熔丝来保护。但使用中的保护器，不管是单相、还是三相的，均属需要辅助电源的，安装在熔丝之后有时是不安全的。这是因为目前绝大用户相线和零线都装有熔丝，若发生短路只烧断零线上的熔丝，未烧断相线上的熔丝，这时家庭内的电气设备虽然都不能工作，但线对地仍有220V的高电位（不但相线上有，只要接有负载，零线上也有），人若触及任何一根线都会触电（见下图）。而这时保护器由于辅助电源供不上电不能工作，起不了应有的保护作用。三相保护器的辅助电源电压多数采用220V，故在这种情况下也起不了保护作用。若将保护器安装在熔丝之前，则可避免上述弊病。权衡利弊，在家庭中安装需要辅助电源的漏电保护器时，还是装在熔丝之前为好。若必须安装在熔丝之后，则应分清相线和零线，把相线上的熔丝装得小于零线的熔丝或零线不装熔丝。五、保护器运行管理1、保护器的运行管理除应严格按照规程要求日常调试、维护外，另外应做好以下两点：①、定期检查接地装置：检查配变低压侧中性点接地情况，及时处理问题，经常保持接地良好。主要是两点：一是处理生锈、氧化的接头使之接触良好；二是测量中性点对地电阻，判别接地极是否良好，接地不良或断开的应发掘处理或重新埋设。一般每季度检查一次。②、经常保持跳闸机构灵活可靠：大中型交流接触器跳闸装置，应定期检查，保持装置紧固、机构灵活，尤其是不可人为地用木楔塞紧接触器动铁芯或采用其它方法使跳闸机构失灵。失灵期间若有触、漏电信号，保护器动作（对一次重合闸型保护器，若有持续的触、漏电信号，保护器动作，但闸跳不开信号不能切断，将导致二次动作，即永久动作），电路不能切断，不仅电磁线圈可能因长期通电过热而烧毁，而且可能造成触、漏电事故。2、装设保护器后传统保护措施不能放松装设保护器是防止触电的传统保护措施的后备措施，漏电保护是传统保护的后备保护，漏电保护重要，传统保护更重要。两者相辅相成不能相互替代。①、传统保护比漏电保护更高级。从供电可靠性考虑：传统保护使人们摸不到电，安全、可靠、连续地供电，而漏电保护虽然保护了触电者，但中断了供电。若放松了传统保护措施，线路绝缘下降，触电事故增多，保护器频繁动作，用户的生产生活必受影响。从保护效果考虑：对于直接触电，传统保护使人们不触电，而漏电保护使人们触电不伤亡，后者的保护效果自然不如前者，对于间接触电，传统保护和漏电保护并用效果最好，如电源处装设保护器，电网中的用电设备装设保护接地，当用电设备的金属外壳带电时，瞬间有较大电流泄入大地，保护器即刻动作切断电源，从而使人不触电。②传统保护比漏电保护更全面。目前漏电保护的器件只有低压保护器，只能保护在低压设备上发生的单相触电。对于触电者两手分别同时触及两相线，则因无电流泄入大地保护器不动作；若一只手先触及则保护器动作予以保护。而传统保护不仅能保护低压触电，也能保护高压触电，不仅能保护单相触电，还保护两相触电。③、落实传统保护措施，漏电保护才能正确动作。剩余电流使保护器动作，而剩余电流等于三相不平衡电流与触电电流的相量和，因此三相不平衡电流、触电电流影响保护器的灵敏度。要解决三相不平衡电流和触电电流问题，就要靠传统保护措施：A、提高线路绝缘水平，减少相线漏电量值。B、调整三相上的单相负荷用户，使之平衡。使三相不平衡漏电流很少或为零，使三相漏电保护灵敏度接近或相同，即无论哪相线路上发生触电和较大量值漏电事故，保护器都立即动作，未发生事故则保护器不动作。④、保护器是一种电器，其内部元件也会损坏，其工作性能指标会因内外种种情况的变化而变化，即保护器本身也需要传统电器维护措施：定期试验，检查工作是否正常；经常维护；损坏及时更换、修理。性能再好的保护器，再完善的保护系统，再行之有效的规程，最终都得靠人来实现，靠具有高素质、懂技术、善管理、责任心强的人员来落实。现阶段，保护器的应用技术还不成熟，安装还不规范，管理人员素质还有待提高，退出运行多数是迫不得已。但安装保护器已为防止触电伤亡事故的发生，发挥了重要作用。任何一项新技术，都要在实践中逐步完善。相信在今后，保护器在农村低压电网中具有广阔的应用价值和前景。参考文献：①、漏电保护器安装运行维修/张弘廷编著.-北京:中国电力出版社,1998.9②、农村低压电力技术问答/闫璋编.-北京:中国电力出版社,1997③、剩余电流动作保护器农村安装运行规程（DL/T736——2000）