浅谈造成漏电断路器频繁误动作的原因

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年10月10日

  目前,我们大都选用DZ20L系列四级漏电断路器作为漏电总保护。在安装使用的过程中,由于部分漏电断路器频繁的误动作而无法正常供电,工作人员因此拆除了其内部的漏电脱扣器,使漏电断路器丧失了漏电保护的功能。那么,是什么原因造成漏电断路器频繁的误动作?笔者通过研究分析,认为存在的主要问题有:
  (1)安装使用的环境及条件达不到要求;
  (2)额定漏电动作电流及分断时间选配的不合理;
  (3)保护方式不完善;
  (4)其它原因。
  下面笔者就存在的问题及其原因进行粗浅的探讨与分析,并提出应采取的措施。
  一、安装使用的环境及条件
  达不到要求《农村低压电力技术规程》第4.1.2、4.1.4条和生产厂家提供的《使用说明书》、对漏电断路器安装使用的环境及条件有了明确定规定:“漏电保护器安装场所的周围空气温度,最高为+40℃,最低为-5℃,海拔不超过2000m,对于高海拔及寒冷地区装设的漏电保护器可与制造厂家协商定制。”“漏电保护器的安装位置,应避开强电流电线和电磁器件,避免磁场干扰。”“漏电断路器安装场所附近的外磁场在任何方向不超过地磁场的倍。”
  根据笔者目前掌握的情况看,漏电断路器安装使用的环境及条件达不到上述要求的主要原因是:
  (1)现选用的漏电断路器,并非是按照我国北方气候条件与制造厂家协商定制的。我国北方冬季气候寒冷,气温低且持续时间长。低温,可使漏电断路器的制造材料收缩,变硬发脆,使机械性能和电性能变坏,特别是电子元件可能失去原有功能,导致误动或拒动。
  (2)有部分低压线路与60kV或10kV线路交叉穿过;有大部分的漏电断路器是与计费电能表(还有一部分与补偿电容器)安装在同一箱内。根据电工原理右手螺旋定则可知:载流导体的四周伴有与电流成正比的交变磁场,而且愈靠近载流导体磁场强度愈强,因此位于强载流导体附近漏电断路器中的零序电流互感器就会形成磁分路,从而打破了原有的磁平衡状态;电磁器件(如变压器)是用高导磁材料制成的器件,或者根本就是带有极性磁场的器件,所以靠近该器件的漏电断路器中的零序电流互感器,同样会丧失磁平衡状态,导致漏电断路器的误动作。
  (3)“两线一地制”供电,由于利用大地作为一相导体,所以三相导体的几何位置极不对称,因此就产生了较大的不平衡电磁场,从而对漏电断路器中的零序电流互感器产生电磁感应和静电感应,导致漏电断路器的误动作。
  针对以上存在的问题,应采取的措施:
  (1)与制造厂家联系协商,定制能够在-20℃及以下气温条件下正常工作的漏电断路器;
  (2)与制造厂家联系协商,定制具有抗磁场干扰功能的漏电断路器(加装屏蔽装置);
  (3)现场施工人员可在安装漏电断路器之前,用磁针判断拟定的安装位置所受外磁场干扰的程度,以便调整。
  二、额定漏电动作
  电流及分断时间选配的不合理
  1.额定漏电动作电流选配不合理《农村低压电力技术规程》第4.4.1和4.6.1条规定:“漏电总保护在躲过电力网正常漏电情况下漏电动作电流应尽量选小,以兼顾人身和设备的安全。漏电总保护的额定动作电流宜为可调档次值,其最大值可参照表1确定。”“安装漏电总保护的低压电力网,其漏电电流不应大于保护器额定漏电动作电流的50%,达不到要求时应进行整修。”
  要躲过电力网的正常漏电电流,还要保证这一电流不大于总保护器额定漏电动作电流的50%,是选择漏电总保护器额定漏电动作电流的关键。电力网的正常漏电电流,系指非故障情况下各相对地以及其它因素形成的泄漏电流,它是由容性泄漏电流和阻性泄漏电流所组成。
  (1)容性泄漏电流。电力网在正常情况下,相线与大地之间以空气作为绝缘介质,形成了分布电容,该分布电容在交流电的作用下,就产生对地电容电流。对于低压电力网而言,电压低、网络短,各相对地的分布电容相差不大,故容性泄漏电流可忽略不计。
  但是,对于采用“两线一地制”供电所产生的不利影响,则必须认真对待。因为“两线一地制”供电,不但会产生较大的不平衡电磁场,而且非接地相(指架空的两相)对地还形成了一个电容电流,这一对地的电容电流IC沿线路在“地”中流动,并随着线路长度的增加而加大。由于“两线一地制”的工作接地与穿过漏电断路器中零序电流互感器的中性线(零线),使用同一个接地装置,所以这一容性电流,可使漏电断路器中的零序电流互感器感应出容性泄漏电流,从而导致漏电断路器误动作。
  (2)阻性泄漏电流,是指带有一定电压的相线通过对地的绝缘介质(比如绝缘子、聚乙烯绝缘层等)表面向大地泄漏的电流。就低压电力网而言,相对地的绝缘电阻,由于受气候条件和空气中导电尘埃的影响,阻值波动较大,且三相相差悬殊,特别是单、三相混合供电的TT系统及TN-C系统,尤为显著。可见,由容性泄漏电流和阻性泄漏电流形成的电力网正常漏电电流,是一个受多种因素影响、不断变化的量。而部分工作人员,在选择额定漏电动作电流时,却忽视了这一正常漏电电流的存在,故导致漏电断路器频繁的误动作。针对这一问题,笔者认为应采取以下措施:
  a.根据上述规程的规定和《使用说明书》提供的资料,应选择具有“动作电流三档可调”功能的漏电断路器。因其额定漏电动作电流分为三档可调且范围较大,所以能够满足漏电动作电流的选择及条件;
  b.工作人员应在安装漏电总保护的低压电力网送电之前,使用1000V兆欧表,分别测量各相及中性线对地的绝缘电阻,其绝缘阻值应达到要求并基本平衡,若相差悬殊,则应查找原因并进行处理;
  c.工作人员应在安装漏电总保护的低压电力网送电之后(不带负载),使用毫安表测量电力网的正常漏电电流;
  d.根据现场所测的正常漏电电流IZO,按照IZO≤0.5I∑D(I∑D-漏电总保护的额定漏电动作电流)这一规定,选取漏电断路器的额定漏电动作电流。
  2.分断时间选配不合理在合理选配漏电总保护额定漏电动作电流的同时,还应根据以确定的保护方式合理选配分断时间。为此,《农村低压电力技术规程》第4.5.3条做出了明确规定:“低压电力网实施分级保护时,上级保护应选用延时型保护器,其分断时间应比下一级保护器的动作时间增加0.2s.”这就说,根据保护的方式、随着保护范围的扩大,漏电保护动作的时间应按照0.2s这个阶梯增加,而不应该选择统一的、一个动作时间的漏电断路器。这样做可得到以下好处:
  (1)能将事故设备就近从电网中摘除,免得株连其它正常设备的用电;
  (2)防止越级跳闸,扩大事故面;
  (3)还可作为下一级漏电保护的后备保护。
  三、保护方式
  不完善《农村低压电力技术规程》第4.2.1、4.2.3和第4.2.4条规定:“采用TT系统的低压电力网,应装设漏电总保护和漏电末级保护。对于供电范围较大或有重要用户的低压电力网可酌情增设漏电中级保护。”“漏电中级保护可根据网络分布情况装设在分支配电箱的电源上。”“漏电末级保护可装在接户或动力配电箱内,也可装在用户室内的进户线上。”
  目前,部分地区采用的保护方式为:装设有漏电总保护和漏电末级保护(保护的范围仅限于居民照明的单相供电网络),未装设漏电中级保护。这种不完善的保护方式,对于单、三相混合供电的低压电力网来说,存在着以下死角和弊端:
  (1)如前所述,漏电总保护的额定漏电动作电流是按照躲过正常漏电电流这一原则确定的,故额定漏电动作电流较大。由于部分用电设备未装设漏电末级保护,所以当发生人身触电事故时,漏电总保护极有可能拒动。
  (2)当未装设漏电末级保护的任一用电设备发生接地故障时,漏电总保护都会无选择的动作,这无疑扩大了事故停电的范围,同时也不利于事故点的查找。
  针对目前存在的这个问题,应采取的措施就是:按照规程的规定完善漏电末级保护,增设漏电中级保护(视网络实际情况而定),不留死角、消除弊端。
  四、导致漏电断路器(漏电总保护)误动、拒动或不动作的其它原因
  (1)漏电断路器在安装使用过程中若遭受剧烈碰撞或震动,会造成整体结构松动、操作机构失灵,导致误动作。
  (2)漏电断路器负载侧的中性线(零线)重复接地,会使正常工作电流经接地点分入地,导致漏电断路器误动作;另外,在某些条件下,如果用电设备发生漏电故障,漏电电流的一部分经接地点分流,其综合结果使漏电电流的差值变小,如果此值小于漏电断路器的额定漏电动作电流,则会导致漏电断路器拒动。
  (3)将三级漏电断路器,误用于三相四线供电网络中,由于中性线(零线)中的正常工作电流不流经零序电流互感器,所以当启动单相负载时,漏电断路器就会动作。
  (4)当人体同时触及负载侧的两条线时,人体实际上成为了电源的负载,因此漏电断路器不会提供安全保护。
  (5)当人体同时触及负载侧带电的某一相线或中性线、断线的两端时,人体实际上成为一个串接在该回路中的电阻,因此漏电断路器不会提供安全保护。
  针对上述诸多其它原因,应采取的措施有:
  (1)安装前认真检查漏电断路器的电压、电流和规格是否与被保护线路(或设备)一致,其额定漏电动作电流是否满足要求;
  (2)按照规程规定和《使用说明书》的要求,进行安装接线;
  (3)学习掌握、宣传普及、正确安装使用漏电断路器的知识和相关规定;
  (4)通过宣传让广大用户知道,即使安装使用了漏电断路器,由于它对特定的触电方式不会提供安全保护,所以不能认为万无一失,并产生麻痹大意的思想。
  五、安装后的现场检测
  安装后的现场检测,是漏电断路器作为漏电保护投运前一项必不可少的重要环节。为此,《农村低压电力技术规程》第4.6.4条做出了明确规定:“保护器安装后应进行如下检测:带负荷分、合开关3次,不得误动作;用试验按钮试验3次,应正确动作;各相用试验电阻接地试验3次,应正确动作。”
  进行安装后的现场检测,其主要目的:
  (1)考核该漏电断路器抗冲击电流的能力是否满足使用的条件及要求;
  (2)通过试验按钮模拟人体触电情况,检测该漏电断路器动作的可靠性;
  (3)在现场各项实地参数的基础上,通过使用试验电阻接地,检测该漏电断路器动作的可靠性。
  因由此可见,只有完成以上的检测项目并全部合格后,投运的漏电断路器方能够安全可靠的运行。
  漏电保护是一项利国利民、保证用电设备及人身及安全的重要技术措施,正确的安装使用漏电保护器固然重要,处理解决目前存在的问题、不留死角消除隐患的工作也同样重要,并应引起我们的高度重视。否则,电力企业可能要承担事故的主要责任、部分责任或连带责任。由于笔者能力有限,以上赘述难免有误,敬请读者指正。
 

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