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剩余电流动作保护器在农村低压电网中的应用

来源:中慧电力科技作者:中慧电力科技

                 在农村低压电网中的应用

 随着农村经济的发展和广大农民生活水平与生活质量的不断提高,特别是近些年来,我国东南部和沿海经济发达地区农村经济结构发生了根本变化,农村城镇建设城市化,缩小了农村和城市的差别;农业适度规模经营,种植技术引入了高科技手段,农业生产机械化水平不断提高;乡镇集体企业和个体经济蓬勃发展,农村的大好形势对安全用电提出了更高的要求。
  在农村用电中安全用电的主要任务有:
  ——防止人身触电的伤亡事故;
  ——防止电气设备损坏事故;
  ——防止电气火灾事故。
  触电伤亡事故的类型,可分为直接接触触电和间接接触触电两种。直接接触触电是指人员直接接触了带电体而造成的触电。这种类型的触电,触电者受到的电击电压为系统的工作电压,其危险性较大,一般情况下,直接接触触电多发生于电气专业工作人员。但在农村电网中,由于设备的具体条件和用电的特点,非电气专业人员的触电也时有发生。间接接触触电是由于电气设备(包括各种用电设备)内部的绝缘故障,而造成其外露可导电部分(金属外壳)可能带有危险电压(在设备正常情况下,其外露可导电部分是不会带有电压的),当人员误接触到设备的外露可导电部分时,便可能发生触电。由于目前在生产领域里各种电气化的工具、设备被广泛应用;生活电器品种多,数量大且已普及应用,这些设备、电器的操作人员多为非电气专业人员,一旦电气设备或生活电器的绝缘故障损坏,使其外露可导电部分带有电压,在没有保护措施的情况下,极易造成人员触电伤亡事故。所以,在安全用电工作中的首要重点,应是防止人身间接接触触电事故。设备内部绝缘故障时,在设备外露可导电部分接地的情况下,还可能造成单相对地短路损坏设备。另外,电气设备和电气线路(特别是室内电气线路)由于绝缘损坏故障引起的单相接地故障。当接地故障长期存在,局部发热、使温度升高,以致烤燃了其周围的易燃物而引起火灾事故(电气火灾发生的原因很多,如设备或线路运行过负荷、绝缘损坏而造成相间短路、导体接触不良、易发热设备安装不合理等),因此,防止电气火灾事故亦为安全用电工作的重点。在有关的国际标准(ISO)及我国的国家标准中,为保证安全用电都制订了防止发生触电事故的措施。
  防止直接接触触电的安全措施:
  ——防止与带电体接触,将带电体绝缘起来;
  ——在带电体外,加装遮栏和外护物;
  ——防止无意地触及带电体,设置临时阻挡物;
  ——保持一定距离,防止人员活动时接触带电体;
  ——在低压系统(220V/380V)安装动作电流不超过30mA、快速动作型的漏电保护器。
  防止间接接触触电的安全措施:
  ——自动切断电源,以保证发生人身触电事故时能及时脱离电源;
  ——做好电气设备的接地保护,降低接地装置的接地电阻,以限制接触电压;
  ——在各种建筑物内实施等电位连接;
  ——一些电器特别是家用小电器和手持式电动工具选用增强绝缘型,即双重绝缘型;
  ——在重要用电场所或环境恶劣场所,使用隔离变压器,改变供电制式为不接地型;
  ——在特殊环境条件下作业,如地下、沟道等,使用安全低电压(50V以下)的电器。
  上述各项措施可根据电网和用电单位的具体情况选用。在我国目前农村电网的低压用电系统中,防止触电伤亡事故最基本的措施是能及时、迅速地切断电源。在低压电气系统中,自动切断电源的实现,主要靠各种型式的过电流保护系统,如过流脱扣、熔丝保险。而电流保护系统的关键是在发生故障时,要能形成一个故障电流回路,形成故障回路的主要条件是电气设备要有完善的保护接地系统。
  国家标准GB14050《系统接地的型式及安全技术要求》中,电气系统接地保护的型式有TN系统、TT系统及IT系统。TN系统是指电气系统本身有一点接地,系统中电气设备和外露可导电部分与电气系统的接地点直接连接(在低压电气系统中电气设备的外露可导电部分,通过保护线与电气系统的中性线相连接)。TN系统中电气设备外露可导电部分与电气系统接地点的连接方式,又可分为TN-C方式,即电气设备的保护线直接接在系统的中性线,保护线与中性线共用合一的;TN-S方式,即电气设备的保护线与系统的中性线是分开的,电气设备的保护线接在系统专设的保护线上;TN-C-S方式,即电气设备的保护线与系统的中性线,在系统中一部分是合一的,一部分是分开的,也就是系统的保护线不是接在系统电源的接地点,而是连接在系统的中性线的某一部分。
  TT系统是指电气系统本身有一点接地。电气设备的外露可导电部分不与电气系统接地点相连接,而独立接地。
  IT系统是指电气系统本身不接地或有一点经大阻抗接地,电气设备的外露可导电部分独立接地。
  无论在哪一种接地保护型式下,发生设备单相接地事故或人身接触了故障情况下的电气设备外露可导电部分时,电流保护切断电源的首要条件是故障短路电流值要大于保护设备的动作电流值。而故障短路电流的大小,在TN系统中接地故障短路电流取决于故障点距保护装置的距离,故障电流通过导线和保护线的截面、材质;在TT系统中接地故障短路电流除取决于故障点距保护装置的距离和故障电流通过导线的截面、材质外,还取决于电源接地点和设备保护接地点的接地电阻值,同时还要考虑电流保护动作的动作时间。运行实践证明:在一些发生间接接触触电的事故中,由于线路距离过长,接地故障的阻抗大或系统的电流保护的动作电流大,故障电流不足以使保护动作及时切断电源或切断电源的时限过长,而造成伤亡事故。特别是在TT系统中,发生间接接触触电或单相故障接地时,故障电流的大小受各接地点接地电阻的影响,更难以在发生间接接触触电时,使电流保护迅速动作切断电源。在我国农村低压电网中普遍采用TT系统,上述问题更为突出。
  为了解决系统的电流保护在单相接地短路故障时,不能迅速动作切断电源的问题,经过多年的研究和实践应用的经验,使剩余电流动作保护器这个问题基本得以解决,为保证用电安全发挥了重要作用。
  剩余电流动作保护器切断电源的动作原理不是决定于接地故障电流的大小,而是靠系统中发生接地短路故障时或人员触电时,系统各线间电流形成不平衡的差值来动作脱扣,切断电源。通过接在线路上的零序互感器可以得到电流不平衡的差值,这个差值可以精确到毫安级,剩余电流动作保护器通过高灵敏度的电磁继电器或电子电路可以使其脱扣时间控制在0.1s以内。目前,农村低压电网的保护接地系统普遍采用TT系统,即用户电气设备的外露可导电部分采用独立接地的措施。在TT系统中,过流保护动作的基本条件是,保护接地点接地装置的接地电阻值决定故障电流值。在农村低压电网发生触电事故时,靠TT系统的过电流保护装置动作切断电源,往往因接地电阻值大,无法迅速切断电源,而酿成伤亡事故。在农村低压电网具体条件下,也不可能投入大量资金、金属材料用以改善接地电阻,并造成巨大的浪费。而安装剩余电流动作保护装置,其动作不需要决定于接地电阻的大小,甚至在安装剩余电流动作保护器后,可以适当放宽对电气设备保护接地装置接地电阻的要求。所以在电网中认真执行防止间接接触触电的各项技术措施的同时,安装剩余电流动作保护器作为各项技术措施的后备保护是不可缺少的。应该强调的是:不能因为安装了剩余电流动作保护器而削弱或放弃其他技术措施,剩余电流动作保护器和各项技术措施是不能互相代替的。实践证明:自80年代中期以来,在用电设备上安装使用剩余电流动作保护器对防止单相接地短路故障(人员触电事故、电气设备接地烧毁事故、电气线路剩余电流造成的电气火灾事故等)起了一定的保护作用,特别是大大降低了人员间接接触触电伤亡事故,在农电系统中效果尤为明显。在农网中安装剩余电流动作保护器一般宜按分级保护方式,即农网的终端(用户负荷端)及电源端装设漏电保护器。电源端装设剩余电流动作保护器后,不但可防止架空线路上的故障造成人员触电伤亡事故,还可监测架空线路的运行绝缘水平和泄漏电流。
  当前,农网改造工程正紧张地进行,在农电管理体制改革各项工作进行的同时,尤其要做好农电安全用电工作。根据有关用电安全方面的国家标准,在用电中防止发生人身触电伤亡事故有多项技术措施,其中包括从对设备的要求、操作要求、安全设施、改进系统条件等。在目前具体条件下,推广使用剩余电流动作保护器仍是防止人身触电事故、设备损坏事故和防止电气火灾事故,保证安全用电的有效措施之一。
  在农电系统推广使用剩余电流动作保护器,应认真贯彻执行国家标准GB13955《漏电保护器的安装和运行》,做好下列几项工作:
  1 根据国标要求,在用电范围内,下列场合应装设漏电电流动作保护器
  (1) 属于防电击保护绝缘等级I类的移动式电气设备和手持式电动工具。(电气产品按防电击保护绝缘等级可分为0、I、II、III四类。I类为产品的防电击保护,不仅依靠设备的基本绝缘,而且还包含一个附加的安全预防措施。其方法是可能触及的可导电的零件与已安装的固定线路中的保护线连接起来,以使可触及的可导电的零件在基本绝缘损坏的事故中不成为带电体。)
  (2) 安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣环境场所的电气设备;
  (3) 建筑施工的电气施工设备; 来源:http://tede.cn
  (4) 暂设临时用电的电器设备;
  (5) 各种民用建筑物内的插座回路;
  (6) 其他需要安装剩余电流动作保护器的场所。
  2 正确选用严格把好剩余电流动作保护器的质量关
  (1) 应选用技术条件符合国家标准的有关规定,并已检测合格,具有国家认证标志的产品,其技术额定值应与被保护线路或设备的技术参数相配合。
  (2) 选用剩余电流动作保护器时要考虑到:供电方式、电气设备的使用环境、被保护线路或设备的正常泄漏电流大小及被保护设备的具体情况及要求,以确定选用的型式及动作参数。
  (3) 可根据被保护线路或电气设备具体情况及要求,选用带有附加功能的剩余电流动作保护器,如过电压保护、过负荷保护、三相缺相保护等。
  3 做好剩余电流动作保护器的运行维护和管理
双色球和值走势图  剩余电流动作保护器安装后,应有运行记录。运行中应定期试验其动作的完好性(运行中用试验按钮进行)。发现剩余电流动作保护器拒动或故障应认真分析原因,及时处理。

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