摘要：漏电保护器主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护。在漏电保护器的应用中主要存在着两种常见现象：一是频繁误动，影响正常生产、生活；二是拒动，严重影响人身设备安全。根据漏电保护器的基本原理和列举漏电保护器的常见故障并加以原因分析，总结漏电保护器在应用中的选用原则，正确接线方式，避免因漏电保护器的应用错误造成的对生产生活和人身安全的影响。
关键词：漏电保护器 故障分析 应用 研究
引言
漏电保护器在低压配电系统中已广泛应用，已成为防止直接接触电击事故和间接接触电击事故的有效措施之一，也是防止电气线路或电气设备接地故障引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但由于漏电保护器正确安装和使用知识不普及，致使选型错误、安装不当或接线错误不能正常投运，漏电保护器发生误动或拒动，影响正常生产、生活和威胁人身、设备安全。下面通过故障案例进行原因分析，总结漏电保护器的选用原则、接线方法，以便对漏电保护器做出最佳选择，避免造成漏电保护器误动、拒动引起的人身事故及电气事故。
一、漏电保护器的基本原理
图1-1漏电保护器的工作原理图
1.漏电保护器的工作原理（见图1-1）。漏电电流保护是让三相线路及中性线共同穿过一个CT，三相线路与中性线的电流矢量和为IA+IB+IC+IN，当线路正常没有发生单相接地故障时，此电流矢量和为0（忽略正常泄露电流IX）；当发生单相接地故障时，保护线PE会流过接地故障电流ID，则电流矢量和IA+IB+IC+IN=ID+IX。选用漏电保护器时，其动作电流整定值应躲开（大于）正常泄露电流IX，以避免误动作。当被保护电路发生漏电或人身触电时，只要漏电电流达到漏电动作电流值，漏电电流互感器的二次绕组即输出一个信号，并通过漏电脱扣器使保护器在0.1秒以内切断电源，从而起到漏电和触电保护作用。
通过以上原理图也可知道，漏电电流互感器检测的是相线电流与中性线电流的矢量和，而零序电流互感器检测的是相线或中性线的各自的矢量和。漏电保护器的原理决定了漏电保护器在应用中的接线方式。
二、漏电保护器拒动或误动处理实例和原因分析
工程中因选择、安装不当、接线错误等原因造成漏电保护器发生误动拒动的案例很多，主要原因有以下几点：
1.导线对地电容电流过大引起误动作
漏电保护器负荷侧的导线紧贴地面且铺设较长就存在着较大的对地电容电流，或因环境较差，天气潮湿，负荷侧导线绝缘下降，对地漏电电流增大，造成误动。解决方法：正确计算线路长度，在潮湿天气地面铺设的电缆电线绝缘必须良好，在保证安全的前提下，选择稍大级别的漏电保护器。
2.动作电流选择偏小造成误动作
安装在供电系统总干线上的漏电保护器，由于支线回路较多，其对地不平衡电流在正常运行时就可能达到几十mA甚至上百mA。如线路中高压汞灯、大功率镝灯等用电负荷多；由于镇流器铁心的磁滞现象，产生三次谐波及高次谐波，此种谐波产生的泄漏电流较大；或出线线路较长，对地电容大等，如设计时没有考虑到的问题，送电合闸时总干线保护器跳闸，会误以为是线路某设备有故障，而查找原因会浪费不少时间。
解决方法：要求正确计算各分支电路的泄漏电流值，上下级漏电动作电流协调配合，上一级漏电保护器漏电动作电流大于下一级漏电保护器漏电动作电流最大值的1.5倍，零线截面与相线相等且绝缘良好。
3.产品质量不良造成误动作
漏电保护器因触头故障、磨损、通断三相不同期、一相或两相先切合，三相不平衡，流过各相的电流矢量和不为零等，也会造成保护器误动作。
解决方法：应对保护器进行进货的测试和试验并定期检查、定期维护，及时更换零部件，发现问题及时处理，使之在关键时刻发挥作用。
4.漏电保护器使用不当造成误动
三极漏电保护器用于三相四线电路中，由于零线中的正常工作电流不经过漏电电流互感器，因而，只要一启动单相负载，漏电保护器就会动作。
解决方法：三相四线电路必须使用三相四线漏电保护器，见图2-1。
图2-1
5.负载侧零线接地引起的误动
漏电保护器的负载侧零线接地，会使正常工作电流经接地点分流入地，造成漏电保护器误动作。
解决方法：将接地线接至剩余电流动作断路器电源侧的零线上。见图2-2。
图2-2
6.其他原因引起误动作
用电设备跨接保护器进出线端或两保护器负载侧共用零线或采用一相一地制供电，都将造成误动作。
（1）用电设备跨接保护器进出线端见图2-3，当灯1投入时相当于按下保护器的试验按钮使保护器动作。
图2-3用电设备与保护器接线图
（2）两负载侧共用零线，假如图2-3灯4是一只100W的灯泡，当灯泡开关接通时，两台保护器FQ1、FQ2均跳闸。因为平衡电流达到I=P/U=100W/220V=0.45A=450mA。这样大的电流足以使漏电保护器FQ1、FQ2同时跳闸。
（3）一相一地制供电如图2-3灯2，当用电设备灯2投入时相当于FQ1这一支路发生一相接地战障，保护器FQ1立即动作。
以上3点解决办法：只有如图2-3中FQ1灯3、FQ灯5这样接法电漏电保护器才能起到保护作用，才是正确的。
7.拒动的案例原因分析
（1）四极漏电保护器未接上零线或进线端零线断路将造成拒动，见图2-4。
图2-4零线短路示意图
四极漏电保护器未接上零线或进线端零线断路虽然三相设备可以分合动作运行，但当保护器系统内发生接地故障时，由于中性线断线通路不能形成，因此零序电流互感器中检测不到对地漏电信号以致漏电保护器拒动。
解决方法：
（1）设备通电前对漏电保护器按钮进行检测试验，因为零线未接或断路，保护按钮将失去作用，或在四极漏电开关上增加指示灯。
（2）四极漏电保护器负荷侧零线误接设备外壳将会造成保护器拒动，在低压三相四线中性点接地系统中如误将保护器负荷侧中性线当作接地线接人设备外壳，这样当C相碰壳时故障电流经设备外壳中性线再穿过零序电流互感器到电源中性线PEN形成回路，故障电流在零序互感器中流进流出，使得流过电流互感器中的电流矢量为零，漏电保护器拒动，见图2-5。
图2-5 TN系统
解决方法：保护PE接进线侧PEN处，故障电流经PE线流进PEN线，零序互感器便检测出信号使保护器动作。
（3）如果负载侧的零线重复接地，当发生漏电故障时，漏电电流一部分经零线接地点分流，结果使电流差值变小，此值小于额定剩余动作电流时，就会拒动。
解决方法：去掉负载零线侧的接地线。见图2-6。
图2-6
漏电保护器在应用中误动拒动的原因五花八门，稍一疏忽就会出现上述现象，只有懂得漏电保护器的原理及各种条件下的安装正确接线就能避免事故的发生，使它更好地发挥积极的作用，保护电气设备及人身安全。
三、漏电保护器的选用原则和接线注意事项
1.根据电气设备的供电方式选用漏电保护器
(1)单相220V电源供电的电气设备应选用二极二线式或单极二线式漏电保护器。
(2)三相三线380V电源供电的电气设备，应选用三极式漏电保护器。
(3)三相四线380V电源供电的电气设备，或单相设备与三相设备共用的电路，应选用三极四线式、四极四线式漏电保护器。
2.根据电气线路的正常泄漏电流，选择漏电保护器的额定漏电动作电流。
(1)选择漏电保护器的额定漏电动作电流值时，应充分考虑到被保护线路和设备可能发生的正常泄漏电流值，必要时可通过实际测量取得被保护线路或设备的泄漏电流值。
(2)选用的漏电保护器的额定漏电不动作电流，应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍。
3.根据电气设备的环境要求选用漏电保护器
(1)漏电保护器防护等级应与使用环境条件相适应。
(2)电源电压偏差较大的电气设备应优先选用电磁式漏电保护器（指脱扣器是电磁式的电流型漏电保护器）
(3)在高温或特低温环境中的电气设备应优先选用电磁式漏电保护器。
(4)雷电活动频繁地区的电气设备应选用冲击电压不动作型漏电保护器。
(5）安装在易燃、易爆、潮湿或有腐蚀性气体等恶劣环境中的漏电保护器，应根据有关标准选用有特殊防护条件漏电保护器，否则应采取相应的防护措施。
4.在选用时应注意产品的自保功能。否则当元件损坏后，保护器已不再保安，但仍接通电源，这样便进入严重存在隐患的假保安运行，对人身安全更危险。如果被保护线路零线断线，保护器不动作，形成断相死区，直接触电的危险更大。而有自保功能的保护器均能在上述情况下，使电路切断或使备用保护投入使用，消除假保安运行或零线、相线断线后立即切断电源。因此，在选用时，三相保护器应有断相保护功能，而单相保护器，则应有断零保护功能。
5.漏电保护器不能对相与相、相与N线间形成的直接接触电击事故的保护。在直接接触电击事故的防护中，漏电保护器只作为直接接触电击事故基本防护措施的补充保护措施。在间接接触电击事故防护的中，当电路发生绝缘损坏造成接地故障，其接地故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时，应选用漏电保护器作为补充保护措施。
6.漏电保护与短路保护、过载保护原理、灵敏度、保护范围均不相同，互为补充，不能互相替代。
7.漏电保护器与保护接地或保护接零的保护线作用各异，不能互相代替，因此装设漏电保护器后，必须同时设置保护线。
8.保护线不得穿过剩余电流互感器，采用三相四线制和单相二线制供电时，保护线必须接在第一级漏电保护器进线端的保护干线上,中途不得断线，也不得穿过剩余电流互感器，最终接在设备外壳的接地端子上。
9.工作零线必须穿过剩余电流互感器。单相照明电路、三相四线制配电线路及其他使用工作零线的线路或电器，其工作零线必须穿过剩余电流互感器或接在两极两线、三极四线漏电保护器相应的工作零线端子上。不得使用三极漏电保护器代替三相四极或四极的漏电保护器。
10.工作零线不得再次重复接地。在变压器中性点直接接地的低压配电系统中，一旦装设了漏电保护器，工作零线(包括工作零线和保护零线的共用线)自穿人零序电流互感器后，只能当作工作零线使用并且绝不允许再次重复接地。
11.采用漏电保护器的支路其工作零线只能作为本回路的零线，而绝对禁止与他路工作零线相连，其他线路或设备绝不能借用已采用漏电保护器后的线路或设备的工作零线。总之一句话，工作零线不停混用。
12.用电设备的接线必须正确，用电设备只能接在漏电保护器的负载侧，无论是单相或三相设备都应正确接线。不允许设备的一端接在负载侧，而另一端或其他接在电源侧，或者相邻回路借用接线，或者进出线间的连接，或者负荷侧一线一地等错误接线。详见图3-1~图3-5。
图3-1经过漏电保护器后的工作零线不能与相邻分支线路工作零线连接
图3-2经过漏电保护器后的工作零线不能连接
图3-3经过漏电保护器后的工作零线不能与相邻分支线路工作零线连接
图3-4用电设备的正确接线1、2为正确接线，其他为错误接线
图3-5：经过漏电保护器的设备不得与未经过漏电保护器的设备共用接地体
13.安装漏电保护器的与不安装漏电保护器的线路或设备，不得共用同一个接地装置，并要求两个接地体尽量远离，一般应大于8m，同时两接地体的引线应当绝缘，以免装置漏电保护器的设备漏电时不动作。
14.三相四线或三相四线制下单相与三相负荷混用的配电线路，应尽量使三相的负荷均衡，减小三相的不平衡电流。
15.按漏电保护器产品标志进行接线。进线端接在电源侧，出线端接在负荷侧。这是由于对需要有控制电源的漏电保护器，其控制电源取自主回路，当漏电保护器断电后加在电压线圈上的电源应立即断开，如将电源侧与负荷侧接反(即将开关进、出线接反)，即使漏电开关断开，仍有电压加在电压线圈上，可能将电压线圈烧毁。进、出线接反虽然对漏电电流脱扣器无影响，但也会影响漏电保护器的接通与分断能力，因此也应按规定接线。
16.漏电保护开关根据功能常用的有以下几种类别：
（1）只具有漏电保护断电功能，使用时必须与熔断器、热继电器、过流继电器等保护元件配合。
（2）同时具有过载保护功能。
（3）同时具有过载、短路保护功能。
（4）同时具有短路保护功能。
（5）同时具有短路、过负荷、漏电、过压、欠压功能。
在实际应用中应根据电路对保护功能的实际需求，选择以上具有一种或多种功能的漏电保护器或单功能漏电保护器与其它保护电器的组合。
综上所述，漏电保护器选择和应用是技术性很强的工作，要根据电气设备的供电方式、分级保护时所处层级、工作环境条件、动作参数、特殊负荷和场所等选择具体型号，严格按其原理或电器说明书进行接线，才能达到正确的保护效果。
参考文献：
《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005
《剩余电流动作保护电器的一般要求》GB/Z 6829-2017
《实用电工手册》方大千等编著 机械工业出版社
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
作者简介：
姓名：魏国强 性别：男 籍贯：河北深州 学历：本科 职称：工程师
论文作者:魏国强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：保护器论文; 电流论文; 设备论文; 接线论文; 动作论文; 线路论文; 工作论文; 《电力设备》2019年第6期论文;