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摘要:建筑施工过程中，由于电气安装不合理或其它因素造成的漏电故障，给施工人员生命安全带来严重威胁。因此，在建筑施工用电过程中，采取TN-S接零保护系统和两极漏电保护具有重要意义。本文主要对漏电的保护措施及原理、漏电技术应用等进行分析，供同行借鉴参考。
关键词:建筑施工；漏电保护技术；应用
一、漏电保护技术必要性
建筑施工是一项复杂的系统工程，在施工过程中需要用到许多施工设备，如钢筋加工、模板加工、桩机、手持电动工具、混凝土震捣器等施工机械等，如用电设备线路的绝缘老化失效，导致用电设备的金属外壳带电，如果未采取有效的保护措施则设备外壳将长期带电且隐患不能自动消除，给施工人员带来触电危险，我国每年因触电发生伤亡事故占事故总数居高不下，如果做好漏电保护技术，避免发生不必要的伤亡事故，由此可见漏电保护技术的必要性。
二、触电对人体造成伤害的形式
触电分为电伤和电击两种伤害形式，电伤指的是电流对人体表面的伤害，往往不致危及生命安全；而电击则是电流通过人体内部直接对内部组织的伤害，导致严重后果。电击又分为直接接触电击和间接接触电击。直接接触电击是指人身直接接触电气设备或电气线路的带电部分而遭受的电击。它的特征是人体接触供电设施的带电体如相线等；人体所触及带电体所形成对地电流就是人体的触电电流。直接接触电击带来的危害是最严重的，所形成的人体触电电流总是远大于可能引起心室颤动的极限电流；间接接触电击是指电气设备或是电气线络绝缘损坏引起设备可导电金属外过带电存在对地故障电压，人体接触此外露部分而遭受的电击。经查人体对电流的反应如表 1。
表 1 人体对电流反应表
电流强度 / mA人体反应
0.6～1.5手指开始感觉发麻，无感觉
2～3手指感受觉强烈发麻，无感觉
5～7手指肌肉感觉痉挛，手指感灼热和刺痛
5～7手指肌肉感觉痉挛，手指感灼热和刺痛
8～10手指关节与手掌感觉痛，手已难以脱离电源,但尚能摆脱电源，感灼热增加
20～25手指感觉剧痛，迅速麻痹，不能摆脱电源，呼吸困难，灼热更增，手的肌肉开始痉挛
50～80呼吸麻痹，心房开始震颤，强烈灼痛，手的肌肉痉挛，呼吸困难
90～100呼吸麻痹，持续 3min 后或更长时间后，心脏麻痹或心房停止跳动，呼吸麻痹
三、常用漏电保护措施及原理
漏电保护主要对象是施工人员。漏电保护的方法有两种：①当检测到不应当带电的设备、电气等外壳带电时或人体触电瞬间能够快速自动切断电源消除安全隐患。②通过各种接零接地保护降低施工机械、电气等设备的外壳的漏电电压，分流大部分的漏电流使得通过人体的电流在安全范围内。单独采取一种方法并不能完全消除隐患，在两种方法配合运用的情况下也只是进一步降低触电发生的概率。
（一）接零接地保护
1.TT-电源中性点接地。电气设备外露可导电部分直接接地的接地保护系统其中电气设备的接地点独立于电源中性点接地点，接地电阻不大于 4Ω（如图 1）。
该电流已超过安全电流 50m A，可能对人体造成严重伤害，所以在中性接地的供电系统中 TT 接地保护系统不能单独运用，但 TT 接地系统在中性点不接的供电系统运用能取到良好的保护效果。
2.TN- C 工作零线与保护零线合一设置的接零保护系统（如图 2）。该保护系统设备的可导电外壳与线进行保护连接，当施工设备发生相线对外壳短路时，短路电流经 N 线形成闭合回路，短路电流足以让空气断路器跳闸起到保护施工作业人员的作用。当 N 线发生断路故障时，设备外壳将长期带有 220V 电压会对施工作业人员造成严重伤害。如果系统各相载荷分配不均匀 N 线上会长期存在较大的工作电流，当N 线因接触不良等原因（往往不易察觉）存在较大电阻时，设备外壳会长期带有对地电压（电压的大小与 N 线上的电流和电阻的大小有关），是一种潜在的安全隐患。
图3 TN- S戒灵保护
4.同一供电系统中同时采用 TT 接地保系统与 TN 接零保护系统（如图 4）。从系统 图上分析，当设备 M2 外壳因故障而带电时回路 M2 外壳→R2→R2→M1 设备外壳，接地电阻R1、R2 分得的电压分别为 110V。所以当接地保护的设备 M2外壳出现漏电的情况下，不单是该设备外壳带上 110V 的对地电压，未漏电的接零保护的设备 M1 的外壳也将长期存110V 的对地电压。
由以上分析得出，当设备出现漏电故障时，各种接零接地保护物系统均不能可靠地切断电源保护施工人员的安全，其中采用 TT 接地保护系统当设备出现漏故障且漏电电流不足以让空气开关跳闸时，设备外壳会长期存 110V 的对地电压，是不安全的保系统。当同一供电系统采用 TN－C 与 TT 混合保护系统时，如果接地保护的设备发生漏电故障且漏电电流不足以让空气开跳闸时，除了该设备外壳会长期带有110V 的对地电压外，故障还会发生
“转移”，采用接零保护的无故障设备外壳也会因此带上 110V 的对地电压，所以混合保护系统是最不安全的保护系统。TN－C 工作零线与保护零线合一设置的接零保护系统，虽然该系统的短路电流足以让空气开关跳闸起到完全保作用，但由于工作零线与保护零线混用外壳仍然有一定的对地电压，当出现 N 线断路时外壳将带上 220V 对地电压，作业人员的安全得不到可靠保证。TN- S 工作零线与保护零线分开设置的接零保护系统是目前最可靠的保护系统，当 PE 线出现断路，由于重复接地的存在系统仍然可以起到一定的保护作用。
综上所述，在接零接地保护系统中选用 TN- S 系统是最好的选择，但仍然无法起到完全保护的作用，施工人员仍有触电的危险。
(二)漏电保护开关的运用
建筑设备在故障发生的瞬时能够及时切断电源消除危险源才能完全保护作业者安全。由于各种接零接地保护系统漏电故障发生时均不能可靠切断电源，所以引入漏电保护开关，其作用是当设备发生漏电时且电流达到规定值的瞬间自动切断电源保证施工人员安全。
1.漏电保护开关的工作原理。主要部件有主开关、零序电流互感器、电子放大部件、漏电脱扣器，原理如图 5 所示。其中零序电流互感器是漏电保护开关的检测元件，被保护的相线、中性线穿过环形铁心，构成了互感器的一次线圈 N1，缠绕在环形铁芯上的绕组构成了互感器的二次线圈 N2，如果没有漏电发生，这时流过相线、中性线的电流向量和等于零，因此在 N2 上也不能产生相应的感应电动势；如果发生了漏电，相线、中性线的电流向量和不等于零，就使 N2 上产生感应电动势，这个信号就会经过中间环节进行整形放大后驱动脱扣器迅速切断电源从而起到保护作业人员安全的作用。
2.漏电保护开关运用。当供电系统未进行接零或接地保护时，独立使用漏电保护开关依据其工作原理可知，只有当人体触电漏电电流 Id 达到规定值时保护开关才会切断电源使触电人员迅速脱离电源，从而起到一定的保护作用。这是一种被动保护，是先有触电然后才切断电源，实际上人体触电时危险已经发生。为了让作业人员免遭触电危险必须在作业人员触电前切断电源，这就要求检测元件在作业人员未触电时就能检测到漏电电流的存在，及时切断电源消除危险源。
想要漏电保护开关达到主动保护的目的就必须结合接零接地保护系统，使得设备可导电外壳与零线或大地可靠连接，使设备发生漏电故障时产生足够大的漏电电流，让漏电保护开关主动切断电源。
四、漏电保护技术的应用
从分析可知采用漏电保护开关加 TN- S接零保护系统是保证施工用电的最佳选择。施工现场必须采用 TN- S供电系统和三级配电二级保护的供电方式。二级保护是在施工用电的总配电箱和开关箱安装漏电保护断路器，保护电流的选择不但要保证作业人员的安全还要考虑施工用电的可靠性。开关箱普通环境下的漏电动作保护电流应小于 30mA, 潮湿环境下漏电动作保护电流应小于 15mA，动用时间均不于 0.1s。总配电箱的漏电保护器动作电流应是开关箱漏电保护电流的3倍，动作时间大于0.1s，且两者乘积不应大于30m A·s，使得施工设备漏电时开关箱漏电保护开关先于总漏电保护开关跳闸，在确保安全的情况下提高供电的稳定性。
五、结语
总之，建筑工程施工当中，不但要科学合理选择漏电保护方式还要合理选择漏电保护器，才能确保施工现场用电安全，防止产生人员伤亡。
参考文献：
［1］刘伯钧．论建筑电气工程施工中的漏电保护技术［J］． 居舍，2018(15) : 35．
［2］罗占军．建筑电气工程施工中的漏电保护技术浅析［J］．建材与装饰，2018(26):97-100．
论文作者:黄仕辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/20
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