剩余电流保护装置应用

发布时间:2022-03-17 05:14:57 来源:浙江格莱克电气有限公司

[摘 要] 本文简单分析触电种类及其电流对人体的影响,简单介绍低压配电网中剩余电流保护装置的应用。

[关键词]触电;接地;剩余电流保护装置 
      电对人体的伤害主要来自电流。电流对人体的伤害可以分为两种类型即电伤和电击。电伤是指由于电流的热效应、化学效应、机械效应对人体的外表造成的局部伤害。电击是指电流流过人体内部造成人体内部器官的伤害。电击是触电事故中后果最严重的一种,绝大部分触电死亡事故都是电击造成的。通常所说的触电事故主要是指电击。一、 人体的触电种类触电的方式很多,可以归纳为三类。 1、  人体与带电体的直接接触触电 人体与带电体的直接接触触电又可分为单相触电和两相触电两种 1)  单相触电是指体接触三相电网中带电体中的某一相时,电流通过人体流入大地的触电方式。电力网可分大接地短路电流系统和小接地短路电流系统,由于这两种系统中性点的运行方式不同,发生单相触电时,电流经过人体的路径及大小就不一样,触电危险性也不同。 a、  中性点直接接地系统的单相触电。当人体触及某一相导体时,相电压作用于人体,电流经过人体、大系统中性点接地装置、中性线,形成闭合回路。由于中性点接地装置的电阻比人体电阻小得多,则相电压几乎全部加在人体上,足以使人致命。 b、  中性点不接地系统的单相触电。由于导线与地之间存在对地电抗(由线路的绝缘电阻R和对地电容C组成),则当人体触及某一相导体时,电流以人体、大地、另两相导线对地电抗构成回路,通过人体的电流与对地电抗数值有关。在低压系统中对地电容很小,通过人体的电流主要决定于线路的绝缘电阻R。正常情况下,R相当大,通过人体的电流很小,一般不致于造成对人体的伤害:但当线路绝缘下降,R减小时单相触电对人体危害仍然存在。在高压系统中,线路对地电容较大,则通过人体的电容电流较大,将危及生命。 2)  两相触电是指人体同时接触带电设备或线路的两相导体时,电流从一相导体经人体流入另一相,构成闭合回路的触电方式。此时加在人体上的电压为线电压,通过人体的电流与系统中性点运行方式无关,其大小只决定于人体电阻和接触的两相导体的接触电阻之和。因此它比单相触电的危险性更大。 2、  间接触电 间接触电是由于电报设备绝缘损坏发生接地故障,设备金属外壳及接地点周围出现对地电压引起的,包括跨步电压触电和接触电压触电两种。 1)  跨步电压触电。人在有电位分布的故障区域内行走,其两脚之间呈现出电位差,此电位差称为跨步电压,由跨步电压引起的触电称跨步电压触电。《电业安全工作规程》规定,发后高压设备、导线接地故障时,室内不得接近接地故障4m以内(因室,内狭窄,地面较为干燥,离开4m之外一般不会遭到跨步电压的伤害),室外不得接近接地故障8m以内。如果要进入互范围内工作,为防止跨步电压触电,进入人员应穿绝缘鞋。 2)  接触电压触电。在正常情况下,电气设备的金属外壳是不带电的,由于绝缘损坏、设备漏电,使设备的金属外壳带电。接触电压是指人触及漏电设备的外壳,加于人手与脚之间的电位差(脚距漏电设备0.8m,手触及设备处距地面垂直距离1.8m),由接触电压引起的触电叫接触电压触电。若设备的外壳不接地,在此接触电压下的触目惊心电情况与单相情况相同;若设备外壳接地,则接触电压为设备外壳对地电位与人站立点的对地电位之差。 3、  与带电体的距离小于安全距离的触电 前述几类触电事故,都是人体与带电体直接(间接)接触是发生的。实际上,当人体与带电体(特别是高压带电体)的空气间隙小于一定的距离时,虽然人体没有接触带电体,也可能发生触电事故。这是因为空气间隙的绝缘强度是有限度的,当人体与带电体的距离足够近时,人体与带电体间的电场强度将大于空气的击穿场强,空气被击穿,带电体对人体放电,并在人体与带电体间产生电弧,此时人体将受到电弧灼伤及电击的双重伤害。这种与带电体距离小于安全距离的弧光放电触电事故多发生高压系统中。防止这类事故的发生,国家有关标准规定了不同电压等级的最小安全距离,工作人员距带电体的距离不允许挑战于此距离值。二、 剩余电流保护装置防止人体触电的技术措施有包括电气设备进行安全接地,在容易触电的场合采用安全电压、安全围栏、危险警告装置,加装剩余电流保护装置等。 在低压配电网和用户中安装剩余电流保护装置是防止触电事故发生的重要措施。剩余电流保护装置又通俗的称作触电保安器或简称保护器(保安器),它是有效防止低压触、漏电事故的重要保护电器装置。现在剩余电流保护装置在城乡用户中已基本普及,从而使用户有效地避免了因误触带电设备而可能招致的触电伤害,在农村,人们朴素地把剩余电流保护装置称为“保命器”。 剩余电流保护装置必须具有剩余电流动作的选择性、切断故障的快速性、检测剩余电流的灵敏性和自身运行的可靠性,才可能确保供电的安全性和可靠性。 1、  剩余电流保护装置的种类和工作原理 1)  反映零序电流的剩余电流保护装置 这种装置由中间执行元件接受电网发生接地故障时所产生的零序电流信号,去断开被保护设备的控制回路,切除故障部分。反映零序电流的剩余电流保护装置可作为中性点接地和不接地系统中的电气设备及线路的漏电保护。它既可作为漏电、触电、短路保护,也可用来防止设备绝缘损坏,产生接地故障电流而引起火灾、爆炸,有应用范围广、管理方便、工作可靠、使用效果良好等优点,但由于结构较为复杂、制作精度要求较高,造价也相应提高。按中间执行元件的结构不同剩余电流保护装置可发为灵敏继电器型、电磁型和电子式三种。 2)  脉冲相位型剩余电流保护装置 电力网中总是存在着一定的漏电电流,而且线路的绝缘水平越差,漏电电流越大。当发生触电或接地故障时,将引起漏电流的突变。此时触电鉴别电路中的微分电路将形成脉冲。脉冲相位型剩余电流保护装置就采用这一突变的脉冲变量作为触电或接地的依据,推动执行电路,使开关分闸。 3)  多功能双保护三相剩余电流保护装置 多功能双保护三相剩余电流保护装置除了作为漏电保护外还增加多项功能: a、  直读线路的合成泄漏电流,同时还可以平衡调节时使用。 b、  可用来保护电动机缺相运行,以免电动机被烧毁。 c、  重合闸功能 d、  完全独立的主保护电路和后备保护电路 2、  剩余电流保护装置的三级保护方式 1)  总保护。剩余电流保护的总保护设在低压网的电源处,当电网中任一点发生接地或触电,只要电流达到其动作值,总保护动作。 2)  中级保护。又称二级保护,通常装设在电网的大分支处,可保护网络的一部分。 3)  末级保护。又称三级保护,用来保护终端用户的用电设备和配电箱。 如下图给出了剩余电流保护装置三级保护的示意图。图中A1为总保护,装于配电变压器的低压出线侧,A11、A12、A13装于各支线的进线处;A2、A21、A22构成二级保护,A21用来保护生活用电支线,A22用来保护动力分支;Am为生活用电的用户,An为动力用户,Am和An为三级用户。剩余电流保护装置三级保护的示意图三、 装置使用注意事项1、    剩余电流保护装置既能起保护人身安全的作用,还能监督低压系统或设备的对地绝缘状况。但不要以为安装了剩余电流保护装置后,就可以万无一失而麻痹大意,应仍以预防为主(因它仅是基本保护措施中的一种附加保护)。只有认真做好安全用电的管理、宣传和教育工作,落实好有关各项安全技术措施,才是实现安全用电的根本保证。 2、    剩余电流保护装置是在人体发生单相触电事故时,才能起到保护作用的。如果人体对地处于绝缘状态,一旦是触及了两根相线或一根相线与一根中性线时,保护器就并不会动作,即此时它起不到保护作用。 3、    剩余电流保护装置安装点以后的线路应是对地绝缘的。若对地绝缘降低,漏电电流超过某一定值(通常为15mA左右)时,保护器便会动作并切断电源。所以要求线路的对地绝缘必须良好,否则将会经常发生误动作,影响正常用电。 4、    低压电网实行分级保护时,上级保护应选用延时型剩余电流保护装置,其分断时间应比下级保护器的动作时间增加0.1~0.2s以上。 5、    安装在总保护和末级保护之间的剩余电流保护装置,其额定剩余动作电流值,应介于上、下级剩余电流保护装置的额定剩余动作电流值之间,且其级差通常应达1.2~2.5倍。 6、    总保护的额定剩余动作电流最大值分别不应超过75—100mA(非阴雨季节)及200—300mA(阴雨季节);家用剩余电流保护装置应实现直接接触保护,其动作电流值不应大于30mA;移动式电力设备及临时用电设备的剩余电流保护装置动作电流值为30mA。 7、    低压电网总保护采用电流型剩余电流保护装置时,变压器中性点应直接接地;电网的中性线不得有重复接地,并应保持与相线一样的良好绝缘;剩余电流保护装置安装点后的中性线与相线,均不得与其他回路共用。 8、  照明以及其他单相用电负荷要均匀分配到三相电源线上,偏差大时要进行调整,力求使各相漏电电流大致相等;当低压线路为地理线时,三相的长度宜相近。 四、 装置的运行维护管理工作 1、    剩余电流保护装置在投入运行后,使用单位应建立运行记录和相应的管理制度。 2、    管电人员每月至少应对剩余电流保护装置进行通电跳闸试验,即按动试验按钮,以检查剩余电流保护装置动作是否可靠。每当雷击或其它原因使剩余电流保护装置动作后,应作检查并进行跳闸试验。农村用电高峰季节,应增加试跳次数;停用的剩余电流保护装置使用前应先跳闸试验一次。 3、    为全面掌握剩余电流保护装置的运行状况,应定期(如在每年安全检查期间)对剩余电流保护装置进行抽样检查测试。 4、    对剩余电流保护装置的测试工作应由专职安全管理人员组织进行。定期测试剩余电流保护装置动作特性的项目应包括剩余动作电流值、剩余不动作电流值、分断时间。 5、    对低压电网的测试内容包括被保护电网的对地不平衡泄漏电流、被保护电网和各种负载、电机的绝缘电阻值、配电变压器低压侧中性点泄漏电流,以及各用电设备保护接地装置的接地电阻。测试数据与上一次测试结果相比较,进行综合分析。对测试不合格或有较大缺陷者,应及时进行检修或更换。 6、    剩余电流保护装置的动作特性试验和保护电网模拟漏电动作试验,应使用国家有关部门检测合格的专用测量仪表,由专业人员进行操作。严禁用相线直接触碰接地装置进行保护电网模拟漏电动作试验。 7、    试跳、测试、整定和试验过程必须设专人记录,记录项目和数据不得混淆、错误,以供今后运行分析时参考。 8、    若在剩余电流保护装置的保护范围内发生电击伤亡事故,应检查保护器动作情况,分析其原因,并写入事故报告中。注意:在电力部门未派人检查前,要保护好现场,不得改动保护器现场。 9、    剩余电流保护装置动作后,经检查未发现事故原因时,允许试送电一次,如果再次动作,应查明原因找出故障,不得连续强行送电。除经检查确认为剩余电流保护装置本身故障外,严禁私自拆除剩余电流保护装置强行送电。 10、    剩余电流保护装置的维修应由专业人员进行,运行中遇有异常现象应找电工处理,以免扩大事故范围。 11、    供电所应配备常用测试表计和一定数量的备用保护器。应定期分析剩余电流保护装置的运行情况,及时更换不能正常使用的剩余电流保护装置。


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