漏电保护器在低压电网中的配置

李立山

漏电保护器在低压电网中的配置

低压电网的电压等级是380伏及以下的供电网络，是以配电变压器为一个基本单元。根据实际用电量的需要，配电变压器的容量也从几十KVA到几百KVA不等。所以分支干线的数量和分路的级数也不等。那么在不同的低压电网中应该本着按照线路和负荷的重要性，负载的性质和被保护对象的不同需求，全面地配置不同额定电流、不同额定漏电动作电流和动作时间、不同保护功能的漏电保护器，实行三级保护，合理配置，构成一个完整的漏电保护网，使之符合《农村漏电保护器安装运行规程》、《漏电保护器安装和运行》、《手持电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》等标准和规程的要求。

一、分级保护方式

既要做好安全用电防护工作，减少触电漏电事故，又要提高电网供电的可靠性，这是对漏电切断保护方式提出的全面要求。采用漏电切断分级保护方式是实现上述要求的根本途径。目前，我们国家低压电网的供电方式大致可分为以下两种方式：一种是放射形式，既母线——分路干线——分路支线逐层放射，这种供电方式多用于工业企业中，如下图。

                      另一种是在低压主干线上接出各支路线路，多用于农村供电系统，见下图。

⑴    、总保护和干线保护

第一级保护为系统总保护和干线保护。这一级保护用漏电保护器可装设于配电变压器低压出线处（D1），或装设于干线首端（D11、D12、D13、D14）。如果采用中性点接地式检测的漏电保护器，则应装设于变压器低压侧工作接地引线处（D10）。其保护范围为低压电网的母线、干线和支线上所属的电气设备。当这上述母线、干线或支线上所属的电气设备发生单相接地故障时，漏电保护器立即动作，切断电源，防止人身间接接触触电事故，同时也作为分路支线漏电保护器的后备保护。这一级保护主要防止线路因自然灾害或意外事故造成的较大漏电，比如飓风、地震等自然灾害，交通事故、施工等意外事故等造成的断线引起漏电，如果没有保护，会因此引发火灾和人身跨步电压触电死亡事故。

⑵、分路、分支保护

大大小小的分路、分支是整个低压供电电网中的中间环节，根据供电规模不同，分路设置简、繁程度也不同。在供电规模比较大的分路中，每个从干线分支成的分路下面又有小分路，每个小分路下面又有分路。这样，一级一级向外放射延伸，下一级保护的额定漏电动作值和动作时间要小于上一级，这样做能有效的避免越级跳闸，当某一分路漏电时，保证其他非故障分路不间断供电，这部分的保护就是第二级保护。有了漏电保护，两个分路之间不能混用相线或零线，否则这两个分路将不能正常送电。

⑶、终端保护

在终端保护中，是动力线路的单台用电设备和居民生活用电，因为这一级被保护侧都是能直接接触人体的用电设备，这是第三级保护，在这个保护环节中，触电、漏电发生率最高，要求漏电保护器的检测灵敏度最高，动作时间最小。

这三级保护构成了一个漏电分级保护网，第一级漏电保护扩大了漏电保护覆盖面，提高了整个低压电网的安全水平。第二级各分路保护中补充了第一级保护的不足，而同时又保证了非故障支路的供电可靠性，终端保护又进一步补充了第二级分路保护的不足，为用电设备和人体提供了最直接的保护。

二、         三级保护的级间配合与级间协调

㈠级间配合

根据三级保护的目的要求和被保护电网的三相不平衡泄露电流等实际情况,应恰当选取三级漏电保护器的额定漏电动作电流和动作时间，以达到三级保护的协调配合，根据被保护的目标和电网的泄漏电流选定各级的额定漏电动作电流和动作时间。

⑴    、一级保护

第一级保护的目的是为了防止因漏电引起的人身间接接触触电和电气火灾等事故。而被保护电网的覆盖面大，负载电流大，三相不平衡泄漏电流也大，因此，这一级触电漏电保护器的额定漏电动作电流和动作时间也应该选取得大一些。通常对100KVA以下的配电变压器总出线或150A以下的干线可选用额定漏电动作电流为100～300mA；动作时间为0.2S～0.4S的延时型漏电保护器；对100KVA以上的配电变压器总出线或150A以上的干线可选用额定漏电动作电流为300～500mA；动作时间为0.4S～0.6S的延时型漏电保护器，更大的供电规模可以适当增加总保护的额定漏电动作电流，动作时间可达1s～2s 。

⑵    、二级保护

第二级保护的目的也是为了防止人身间接接触触电和电气火灾等事故。第二级保护是分路保护，根据供电规模不同，在各级分路中，都要安装规格不同的漏电保护器。从最小一级分路的漏电保护器到最大一级分路的漏电保护器，其额定漏电动作电流和动作时间要根据具体情况，分级加大，但最大一级分路保护的额定漏电动作电流和动作时间，不能大于第一级总保护的额定漏电动作电流和动作时间，这是最根本的原则，这样能有效的避免越级跳闸。

⑶、第三级保护

第三级保护也是最基本的保护，是整个保护网络最终端的保护前沿，在这一级保护中，各种用电设备直接和人体接触，漏电保护器的额定漏电动作电流值和动作时间选择要小于或等于30mA；＜0.1S 这个值，否则，不能对人体进行有效的保护。

㈡、级间协调

三级保护的低压电网中的级间协调应该保证在某一级的分支线路或单台用电设备发生较大漏电故障时，应使本级支路保护的漏电保护器或单台用电设备保护的漏电保护器动作，而不能发生向上越级跳闸。要实现这个目的，不能单独依靠额定漏电动作电流的不同值来协调，主要是各级中选用不同的动作时间来实现。快速动作型的漏电保护器的动作时间在0.2s及以下，延时型漏电保护器的动作时间在其以上。比如，一个延时时间为0.2s的延时型漏电保护器的动作时间为：≤0.2s动作时间+0.2s延时时间，总的动作时间≤0.4 s。由最小的分路保护向上一直到第一级总保护，在动作时间上逐级顺延加大，这样才能有效的实现不越级跳闸。国家标准GB6829-95《剩余电流动作保护器的一般要求》中，要求延时动作型漏电保护器在延时时间中，瞬时出现的达到或超过额定漏电动作电流值的漏电量时，漏电保护器不能动作。例如；延时时间为0.2s的漏电保护器运行中，出现5倍的额定漏电动作电流值（IΔn）的漏电量时，这个漏电量在≤0.1秒内又消失，延时型漏电保护器不能动作，如果动作了；这个延时型漏电保护器就不符合国标对延时型漏电保护器的要求。而快速动作型漏电保护器则必须分断，否则，也不符合国标对快速动作型漏电保护器的要求。国家标准对这两种形式的漏电保护器的要求，保证了低压电网中各级漏电保护有效协调。

在实际运行中，漏电保护器在单相二线线路中和在三相三线、三相四线线路中对漏电的检测结果也是有区别的，下面分别介绍。

⑴、三相三线、三相四线线路漏电保护的特点

根据零序电流互感器的检测原理，漏电保护器在单相二线线路中和在三相三线、三相四线线路中的检测结果也是不同的。在三相三线、三相四线线路中，如果三根相线的漏电量是平衡的（三根相线的漏电量相等），三根相线的漏电流形成的电动势互相抵消，无法对零序电流互感器铁芯激磁，零序电流互感器二次绕组无输出，漏电保护器检测不到漏电。只有在三相漏电不平衡时，零序电流互感器才能检测到漏电电流。例如；在某一级分路中，A、B相分别漏电100毫安，C相漏电150毫安，三根相线各自100毫安的漏电电流，对零序电流互感器产生的激磁电动势相互抵消，零序电流互感器只检测到50毫安的漏电电流，学者们把这种现象叫做“漏电不保护死区”。由于存在着“漏电不保护死区”，所以三相三线、三相四线的线路漏电保护，在级间协调上，上一级分路保护与下一级分路漏电保护器的额定漏电动作电流值IΔn的距离不能拉得过大，根据规模一般相差60毫安至200毫安之间即可。

在低压电网中，由于分路属于电力输送的中间环节，所以人体没有频繁接触的可能。那么，终端用电设备是与人体频繁接触的环节，必须安装有效的保护装置，这也是必须安装三级漏电保护的意义所在。

⑵、单相二线线路漏电保护的特点

对于比较规范的低压供电线路，从主干线到各个分路和分支线路本身漏电量是很微小的，主要的漏电量来自用电设备，既最小的一级分支线路，这是低压供电的终端。单相二线线路由于只有一根相线，所以相线的每一毫安漏电流都被漏电保护器检测到（漏电流IΔ大于该漏电保护器的额定漏电不动作电流IΔno时）。所以不存在漏电不保护死区。这一级的分路漏电保护器的额定漏电动作电流值和动作时间，要能覆盖被保护侧所有用电单元的正常漏电量。比如；一个小分路保护下面，有10户居民用电，每户正常漏电量平均≤4毫安，每户安装的家用漏电保护器的额定漏电动作电流值：30毫安；动作时间：＜0.1秒，如果这个小分路保护的额定漏电动作电流值：30毫安；动作时间：≤0.2秒，虽然动作时间大于直接保护，但是额定漏电动作电流值：30毫安是不够的，这样会出现小分支保护送电困难或频繁跳闸，而每户的漏电保护器却稳如泰山，因为，国标GB6829-95要求漏电保护器的额定漏电不动作电流值（IΔno）等于额定漏电动作电流值（IΔn）的二分之一，也就是说；额定漏电动作电流值（IΔn）是30毫安的漏电保护器，运行时出现15毫安及以下的漏电电流时，该漏电保护器不能动作。否则，不符合国标要求。说明每户的漏电保护器选值是正常的，可见，这个小分路保护的额定漏电动作电流值（IΔn）至少要选择60毫安的。这种情况笔者在三年“低改”期间，参与过河北省三河市燕郊镇北巷口村最小一级分路保护配置不合理的纠正工作。该村没有自来水，每户村民家中都有一口锅锥井，井中有潜水泵提水，水很好喝。白天不开泵，每户漏电量≤2毫安，每8户有一个分路保护，安装在用电计量箱内，该分支漏电保护器的额定漏电动作电流值（IΔn）选值60毫安；动作时间0.2秒。到了傍晚下班后，各户的潜水泵陆续工作，使每户的漏电量平均增加6～8毫安，造成小分路保护频繁跳闸，各户家里的漏电开关不动作。用漏电测试仪摸清每户漏电情况后，将各个小分支保护的额定漏电动作电流值（IΔn）选为100毫安后，送电正常。

任何低压配电线路和用电设备，对大地都存在着漏电电流，这和带电体与大地之间的绝缘电阻有关。在配置漏电保护器时，最基本的工作是要从用电终端开始向上逐级摸清各级正常的漏电量，漏电测试仪和漏电测量表是常用的工具，规范供电线路、摸清底细后，选用适当形式和规格的漏电保护器，才能合理的协调各级间的保护，充分做到符合具体情况的合理配置。