低压配电网三级漏电保护系统(精)

低压配电网三级漏电保护系统华北电管局（100761）童建华天津市电子器材厂（300350）张国喜（－）目前低压电网已应用三级漏电保护电器的产品分类1．漏电保护器（又称触电保安器、漏电开关）：它是一种具有漏电电流动作保护或还具有过电压、过电流保护的电器。它没有短路保护功能，因此在使用中要考虑与短路保护电器相配合。2．漏电断路器：它是一种具有漏电电流动作，过电流和短路保护等功能的电器。有的还具有过电压、断相和反相保护等功能。3．漏电保护插座：出现触电或漏电故障时，能自行断开插座的电路以实现漏电保护。4．组合式漏电保护电器：由漏电断路器、漏电保护器或漏电继电器与其它开关电器组合而成的漏电保护电器。5．漏电继电器：它只能测量漏电故障，并发出信号，而不能直接断开主电路。上述产品，天津市电子器材厂研制生产的有：JLB一10、DZ16、DZ18、DZ15L、DZL25、JD1等系列。（二）分级用电保护方式及额定漏电动作电流（以下简称I△n）值选取如图所示，为三级漏电保护接线方式。1．一级保护（配变总漏电保护）漏电保护器也装于配电变压器低压出线侧，或A11Al2A13；。装于各支线首端。根据对天津市、河北省玉田县、内蒙古呼和浩特市、黑龙江省、广东省等100个低压电网三相不平衡漏电电流的测试结果表明，要使总漏电保护部投运率达80％，北方I△n平均选为100mA，南方I△n平均选为180mA；若保护总漏电保护器投运率达95％，则北方I△n平均选为200mA、南方I△n平均选为300mA。故配变总保护I△n选为100mA、200mA、500mA动作时间小于0．l～0.1s。A0的保护值可选500mA~10A，动作时间选为小于0．1～Is。2．二级保护（分支线路保护）由A2或A21、A22构成的二级保护，在人身触及分支线路、设备时，漏电保护器立即动作。据对天津、河北省等地触电死亡事故分析表明，有近一半的事故是在低压电网已经发生了用电设备外壳带电，导线落地、拉线带电等单相接他故障后，再发生触电死亡事故的，故二级保护若控制在I△n小于200mA则近一半的触电事故就避免了。通常二级保护I△n选为500mA、100mA、200mA，动作时间小于0.1~0.4S。3．三级保护（终端分户保护）AmAn装于二级保护支线的末端，即装于分户电度表下或单台电气设备的电路中，一般三级漏电保护I△n选为6mA~100mA，动作时间小于0.1S。三级保护方式是一种比较安全可靠、实切可行的低压配变系统的漏电保护方式。漏电保护器安全使用问答（六）*17.采用分级保护时，如何选择漏电保护器?①二级保护按二级保护时，可将电网的干线与分支线路作为第一级，线路末端作为第二级。第一级漏电保护：该级漏电保护范围大，停电后影响面也大，所以漏电保护器灵敏度不要太高，漏电动作时间和漏电动作电流应该选择大于后面的第二级保护器。这一级漏电保护主要用以消除事故隐患为目的的间接接触防护和防止漏电引起的火灾为主。一般可选动作电流200~300mA，动作时间可选大于0.1s的延时型漏电保护器，其动作特性参数控制在30mA·s以内。当现场用电量较小时，可将第一级保护器安装在总配电箱；当用电量较大时可安装在分配电箱（防止因总配电箱中的漏电保护器参数过小而产生误动作），或改用三级保护。第二级（末级）漏电保护：这一级保护器设置在开关箱内，保护区域小，主要提供间接接触和直接接触保护，以防止有致命危险的人身触电事故。要求设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。按照作业条件，一般可选30mA×0.1s的保护器；当作业条件比较潮湿（如蛙夯机、磨石机等），应选15mA·0.1s的保护器；当用电设备负荷较大时（如钢筋对焊机、中型塔机、混凝土泵车等），为避免保护器误动作，可选50~75mA×0.1s的漏电保护器。②三级保护当电网容量大，供电的区域广，二级保护不能适应分级保护要求时，可在二级保护的基础上再增加一级漏电保护。第一级漏电保护：设置在总配电箱。考虑这一级停电后造成的影响大，并应大于施工现场正常的最大泄漏电流值，漏电保护器应选中灵敏度（300~50mA），动作时间选0.2s的延时型保护器。第二级漏电保护：设置在分配电箱。这一级主要提供间接接触防护，同时作为线路末端漏电保护器的补充防护。第二级保护器的动作参数选在第一级与第三级之间，且不应大于30mA·s限值，可选动作电流为中灵敏度100~200mA，动作时间0.ls的漏电保护器。第三级漏电保护：设置在开关箱中，选择高灵敏度、快速型漏电保护器。以上各级漏电保护器的参数选择，应满足分级保护时，各级之间的漏电保护进行协调配合，各级漏电保护器不会发生上下级之间同时动作或越级动作，从而保证整个系统工作的稳定和协调性。18.三级保护中各级漏电保护器的动作特性参数是如何具体考虑和选择的?答：在实行分级保护时，为使各级漏电保护器的漏电动作特性之间能协调配合，一般可按以下参数设置：级别漏电动作电流动作时间第一级300~500mA0.2~0.5s第二级100~200mA0.1s第三级15~30mA0.1s①第一级是设在电网进线端漏电保护的监测，停电后影响范围大。考虑干线触电机率小，应配置较大容量中灵敏度、延时型漏电保护器；动作参数不能小于正常的最大泄漏电流值。一般来说，线路有电，就存在泄漏电流，只是随漏电回路阻抗而定，电网的漏电值与线路的绝缘质量有关。根据规定，低压电网绝缘导线的对地绝缘电阻值，必须保证在使用电压下的泄漏电流不超过最大供电电流的1/1000~1/3000。计算漏电保护器的动作电流整定值时，可按1/2000考虑，并以此作为漏电保护器的不动作电流值。例如：施工现场单台变压器容量为400KVA则变压器的额定电流I1=每项允许最大泄漏电流因此，漏电保护器的不动电流≥300mA可选择这一级漏电保护器动作电流为500mA现场供电回路电流越大，供电线路会越长，分支路也多，因而泄漏电流就大；如用电量小，则泄漏电流相对也少。例如当变压器较小容量为200KVA时，计算每相允许最大泄漏电流为150mA，此时设置漏电动作电流在300mA以下的漏电保护器即可（此时也可实行二级保护）。②第二级是设在分支线路上的漏电保护器，这一级保护器的参数应大于第三级，主要提供间接接触防护。例如：分配电箱控制一搅拌机棚，棚内设置有三台搅拌机，每台搅拌机漏电保护器动作参数为30Ma×0.1s。按要求，动作电流为30mA的保护器，其不动作电流为15mA，则三台保护器不动作电流为3×15=45mA。如果分配电箱中保护器的动作电流为75mA，则45mA大于75mA的二分之一，就会发生越级动作，即第三级保护器不动作，第二级保护器发生的跳闸现象，所以这一级漏电保护器的动作电流可选择100~200mA。第二级保护器的动作电流不能太小，应大于正常泄漏电流值的两倍以上，否则会产生误动作，但不得超过30mA·s。③第三级是设在线路末端的漏电保护器，再下面就是用电设备。开关箱内电器操作使用频繁、危险性大，所以要求提供间接接触和直接接触防护，要设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。一般情况下的直接接触防护应该是靠电气的绝缘等措施来解决，当这些措施失去防护时，漏电保护器起补充防护作用，但不能作为唯一的防护措施。所谓直接接触，即人体与电源或相线等带电体的直接接触。此时在漏电保护器动作切断电源之前，通过人体的触电电流取决于人体的接触电压和触电时的人体电阻，并不取决于保护器的漏电动作电流。所谓接触电压，就是当人体两个部位同时接触不同电位时，在人体内就会有电流流过，加在人体两部位的电位差即接触电压。预防人体触电措施，除考虑触电电流外，也要考虑触电电压。此电压值越大，触电的危险也越大，因为接触电压越高，人体的阻抗越低。实际上，在触电过程屯人体电阻在触电电压的作用下是变化的，因而影响通过人体的触电电流也随之发生变化。如果把这一过程放大，开始时，皮肤在干燥无汗条件下，人体电阻最高。随触电时间增加，皮肤温度升高、出汗潮湿、电阻下降。由于触电电压影响人体阻抗发生变化，触电电流也随之加大，会将皮肤灼伤，使人体阻抗大大降低（完全失去表皮阻抗只剩内阻抗）。因此，直接接触时对人体造成的危险是更严重的。例如：一般干燥条件下，取人体阻抗为1000Ω，当电流限制在50mA时（不会引起心室颤动），此时人体承受的安全电压为0.05×1000=50V，比较安全。若在潮湿条件下，人体阻抗降为500Ω，此时人体承受安全电压为0.05×500=25V,就是说，同样是50mA的电流，由于人体电阻的变化，所能承受的安全电压也必须由50V降为25V才安全，否则必须将电流限制在25mA以下方可不会引起心室颤动。因为漏电保护器的保护范围与触电时人体电阻的情况有直接关系，从以上举例可以看出，由于人体阻抗的变化，引起了保护范围发生了变化。所以，尽管安装了50mA动作电流的保护器，直接触电时还有可能会遇到50mA以上的电流。因此，预防直接触电时应采用高灵敏的漏电保护器。同样，漏电动作时间对于防触电的作用也是非常重要的，如果触电持续时间超过一个心脏博动周期，就容易引发心室颤动而带来危险，因此，必须采用漏电动作时间小于0.1s的漏电保护器。由于直接触电时，通过人体的触电电流可达数百毫安，因此要求漏电保护器应该有最小的动作时间，国家标准（GB6829）要求，在250mA电流通过漏电保护器时，其分断时间必须小于0.04s。也即预防直接触电时，应采用快速型的漏电保护器。④当单台用电设备容量较大时可采用单独回路配电。当施工现场有较大容量的用电设备（如塔吊、对焊机等）时，应单独敷设分支线路相设置专用分配电箱，其电箱中的漏电保护器一般选择漏电动作电流大于30mA，避免因计算负荷大、泄漏电流大造成的保护器误动作。例如某高层建筑工地采用了自升式意大利塔吊E6026、（120kw）和钢筋对焊机UN-75型（75KVA），分别选择漏电保护器。一、塔吊已知条件：塔吊容量P1=120kw暂载率Jc=15%功率因数C0Sj=0.7需要系数K=0.6计算负荷P=K·2P1·=0.6×2×120×=56kw计算电流I===120A漏电保护器不动作电流为120×=60mA可选用：100Ma×0.1s漏电保护器二、对焊机已知条件：对焊机容量S1=75KVA暂载率Jc=0.65功率因数C0Sj=0.5需要系数K=0.5计算负荷P1=K·S1··C0Sj=0.5×75××0.5=15kw不对称负荷换算P=·P1=×15=26kw计算电流I==79A选用：漏电保护器50~75mA×0.1s一般电焊机开始使用接通空载以及焊接工作时，会流过很大的冲击断续电流，其值往往达额定电流7倍以上，如果焊机容量大、焊机一次线路过长，会容易造成保护器的误动作。“计算负荷”。计算负荷是作为选择导线截面、配电装置和电器的主要依据。在计算用电设备的电流时，应该使用计算负荷，不能一律使用设备铭牌上的额定容量。额定容量是设备的最大输出功率，计算负荷是一定时间内用电设备的实际最大负荷，计算负荷要依据现场实际负荷曲线来确定。“暂载率”。是指在规定的时间内与通电工作时间之比。暂载率=×100%。例如弧焊机暂载率JC=65%，即相当于规定时间周期为5min，通电工作时间为3min。“需要系数”。施工现场很多用电设备并不是都同时运行，运行时也不会都是满负荷，所以计算时要乘以系数进行折减。“功率因数”。电功率分为视在功率、有功功率和无功功率，功率因数是有功功率与视在功率之比。功率因数越低，无功电能消耗越大。塔吊容量。塔吊容量指塔吊总功率；塔吊工作机构有行走、变幅、回转、起升；各机构都设置电动机驱动，但工作时各机构并非同时连续进行。总功率是指备电动机功率的总和。不对称负荷换算。施工现场用电设备有三相设备、单相设备（和二相设备），应尽量减少三相负载不平衡将单相设备均匀分散接到三相上；当单相设备总容量达到三相设备总容量的15%时；应对单相设备负荷进行换算（按三倍最大相负荷换算成三相等效对称负荷）。1防人身电击只需装用动作电流为30mA的rcd国际电工委员会标准IEC4.79(电流通过人