简析电力施工中漏电保护原理及解决方案论文_裴力

(国网太原市晋源区供电公司 山西太原 030025)

摘要:近年来我国居民用电量显著增加,电网建设迅速发展,相当多的新技术被应用于电力系统的施工过程中,在进行电网的铺设以及建筑操作时,由于施工用电属于临时用电,这就导致了相当数量的企业对其没有足够的重视,在电力工程建设中,由于现在施工现场用电设备的大量增加,而安全用电就显得十分的重要,同时,用电安全问题也就成为了施工危险源管理的重要组成部分。本文就电力施工中的漏电保护原理及使用事项做了简要说明。

关键词:电力施工;漏电保护;解决方案

改革开放以来,我国经济实现了跨越式发展,城市化进程显著加快,居民生活水平不断提高,对电能的需求量不断增加,这也对我国电力企业提出了更高的要求,面对在规模、难度和多工种配合量不断增大的现代建筑的新特点,施工安全事故的发生率也较以往有了明显的提高,如何解决现代建筑中施工现场所存在的不同程度的安全隐患,已成为保证建筑行业顺利平稳发展的关键因素。漏电现象作为电力施工中常见的问题也受到了科研工作者越来越多的关注。

1 漏电保护器的工作原理

在了解触电保护器的主要原理前,有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候,人身上就有电流通过;当电流的大小足够大的时候,就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候,就要求在最短的时间内切除电流,比如说,如果通过人的电流是50毫安的时候,就要求在1秒内切断电流,如果是500毫安的电流通过人体,那么时间限制是0.1秒。

施工现场所有用电设备,进行保护接地或保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护器,施工现场应采用三级漏电保护。增加三级漏电保护能圆满解决漏电保护与供电的矛盾,提高漏电保护的灵敏度和可靠性。在漏电保护器中有检测元件、中间环节、执行元件和试验元件四个主要部分。其中检测元件有零序电流互感器,中间环节包含放大器、比较器、脱扣器四个部分、执行元件为主开关。图1是三相五线制TN-S供电系统的漏电保护器工作原理示意图。

其中TA:,GF:主开关,TL:主开关的检测元件。在被保护电路工作正常,没有发生漏电或触电的情况下,由克希荷夫定律可知,通过零序电流互感器一次侧的电流相量和等于零,即:

I11+I12+I13+In=0

这样零序电流互感器的二次侧不产生感应电动势,漏电保护器不动作,系统保持正常供电。当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过零序电流互感器一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。

I11+I12+I13+In≠0

2 漏电保护的分类

一般情况下漏电保护器通常可以分为漏电保护继电器和漏电保护开关两个保护器类型,现对其进行具体分析:漏电保护继电器可以起到检测漏电电流的作用,但不能切断和接通主回路,其主要包括、脱扣器和输出信号的辅助接点以及零序互感器共同组成,配合上大电流的自动开关以起到保护低压电网、监视主干路的漏电、接地或绝缘情况的作用。漏电保护开关可以起到接通或断开主电路的作用,当回路发生漏电以及绝缘层破坏时,漏电保护开关能够自动断开开关原件,同时漏电保护开关可以与熔断器、热继电器共同组成低压开关元件。

3 施工现场选择漏电保护器的原则

3.1 施工现在必须装设漏电保护器

根据1992年国家技术监督局发布的国标GB13955292《漏电保护器安装和运行》,对安装漏电保护器做出统一规定。其中对必须装漏电保护器(漏电开关)的设备和场所做出了描述。而建筑施工工地的电气施工机械设备作为必须安装漏电保护器的场所做出了明确的规定。

3.2 施工现场漏电保护器额定漏电动作电流的选择

正确合理地选择漏电保护器的额定漏电动作电流非常重要:一方面要防止拒动,在发生触电或泄漏电流超过允许值时漏电保护器必须动作;另一方面要防止误动,漏电保护器在正常泄漏电流作用下不应动作,防止供电中断而造成不必要的经济损失。漏电保护器的额定漏电动作电流有三个选择参数:(a)对目标保障源的保护,其中对人身体的保护应该是不大于30mA,对设备线路的火灾保护应该是不大于500mA。(b)保障正常漏电电流,额定漏电动作电流应躲过低电压电网正常漏电电流。(c)漏电电流动作的选择性,下一级额定漏电动作电流应小于等于上一级额定漏电动作电流。

第一级漏电保护器安装在配电变压器低压侧出口处。该级主要保护线路和主要设备的使用,其额定漏电动作电流为300mA~500mA。该级保护主要是防止火灾发生。第二级漏电保护器安装于分支线路出口处,被保护线路较短,用电量不大,漏电电流较小。漏电保护器的额定漏电动作电流应介于上、下级保护器额定漏电动作电流之间,一般取30~300mA。如果缺少第三级保护时,应该选用30mA的保护等级。第三级漏电保护器用于保护单个或多个用电设备,是直接防止人身触电的保护设备。被保护线路和设备的用电量小,漏电电流小,一般不超过10mA,宜选用额定动作电流为30mA,动作时间小于0.1s的漏电保护器。

4 实际应用中漏电保护器误动和拒动原因解决方案

在漏电保护器实际应用时,经常会发生误动和拒动现象,通常将线路或设备未发生预期的触电或漏电时漏电保护装置的动作称为漏电保护器的误动作,而将线路发生预期的触电或漏电时漏电保护器没有进行相关断电措施称为漏电保护器的拒动作,现对其进行详细分析。来自线路方面的原因以及来自保护器本身的原因是导致漏电保护器误动作产生的主要原因,如N线接线错误。在TN系统中,N线未与相线一起穿过保护器,一旦三相不平衡,保护器即发生误动作。发生此类事故时应将四极保护器或使用三相动力线路和单相及时分开,独立适用二级或三级保护器;除此以外,中性线重复接地、冲击过电压、剩余电流和电容电流、高次谐波都会导致漏电保护器误动作的发生。相较于漏电保护器经常发生的误动作,拒动作则较为少见,但其一旦发生,就会造成极大的经济损失,造成严重的事故,常见的拒动作产生原因有用户把三极漏电保护装置用于单相电路、把四极漏电保护装置用于三相电路中时,将设备的接地保护线(PE线)也作为一相接入漏电保护装置中;变压器中性点接地不实或断线、动作电流选择不当、自身的质量问题、线路绝缘阻抗降低等。用户应根据事故产生原因制定科学合理的解决办法。

5 实际中使用事项

(1)漏电保护器适用于电源中性点直接接地或经过电阻、电抗接地的低压配电系统。对于电源中性点不接地的系统,则不宜采用漏电保护器。因为后者不能构成泄漏电气回路,即使发生了接地故障,产生了大于或等于漏电保护器的额定动作电流,该保护器也不能及时动作切断电源回路;或者依靠人体接能故障点去构成泄漏电气回路,促使漏电保护器动作,切断电源回路。但是,这对人体仍不安全。显而易见,必须具备接地装置的条件,电气设备发生漏电时,且漏电电流达到动作电流时,就能在0.1秒内立即跳闸,切断了电源主回路。

(2)漏电保护器保护线路的工作中性线N要通过零序电流互感器。否则,在接通后,就会有一个不平衡电流使漏电保护器产生误动作。

(3)接零保护线(PE)不准通过零序电流互感器。因为保护线路(PE)通过零序电流互感器时,漏电电流经PE保护线又回穿过零序电流互感器,导致电流抵消,而互感器上检测不出漏电电流值。在出现故障时,造成漏电保护器不动作,起不到保护作用。

(4)控制回路的工作中性线不能进行重复接地。一方面,重复接地时,在正常工作情况下,工作电流的一部分经由重复接地回到电源中性点,在电流互感器中会出现不平衡电流。当不平衡电流达到一定值时,漏电保护器便产生误动作;另一方面,因故障漏电时,保护线上的漏电电流也可能穿过电流互感器的个性线回到电源中性点,抵消了互感器的漏电电流,而使保护器拒绝动作。

(6)被保护的用电设备与漏电保护器之间的各线互相不能碰接。如果出现线间相碰或零线间相交接,会立刻破坏了零序平衡电流值,而引起漏电保护器误动作;另外,被保护的用电设备只能并联安装在漏电保护器之后,接线保证正确,也不许将用电设备接在实验按钮的接线处。

总结:随着我国居民对电力需求的不断增大,电力行业也面临着越来越大的供电压力,在进行电网的铺设以及建筑操作时,施工过程中漏电现象时有发生,要想切实改善施工用电安全性以及供电的可靠性,就必须在供电设计以及供电管理上加大投入力度,漏电保护器作后备保护,提高电力建设施工现场用电设备效率和安全可靠性,最大限度地防止人身受到电流伤害,达到保障人身安全的目的。

参考文献:

[1]刘毅.电网建设中电缆敷设施工技术及管理分析[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),20125(3):36-39.

[2]戴广成,成军,黄斌.建筑施工现场三级漏电保护技术[J].电工技术,2000(3).

[3]李松干.论电力建设施工现场漏电保护[J].四川建材.2006(5).

论文作者:裴力

论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期

论文发表时间:2017/8/8

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