漏電保護裝置

防止人身觸電和漏電引起事故的接地保護裝置

漏電保護裝置是用來防止人身觸電和漏電引起事故的一種接地保護裝置,當電路或用電設備漏電電流大於裝置的整定值,或人、動物發生觸電危險時,它能迅速動作,切斷事故電源,避免事故的擴大,保障了人身、設備的安全。

選用


應根據系統的保護方式、使用目的、安裝場所、電壓等級、被控制迴路的漏電電流以及用電設備的接地電阻數值等因數來確定。

分類


漏電保護裝置的種類很多,可以按照不同的方式分類。
1.按漏電保護裝置中間環節的結構特點分類
(1)電磁式漏電保護裝置 其中間環節為電磁元件,有電磁脫扣器和靈敏繼電器兩種型式。電磁式漏電保護裝置因全部採用電磁元件,使得其耐過電流和過電壓衝擊的能力較強;由於沒有電子放大環節而無需輔助電源,當主電路缺相時仍能起漏電保護作用。但其不足之處是靈敏度不高,額定漏電動作電流一般只能設計到 40 ~ 50mA,且製造工藝複雜,價格較高。
(2)電子式漏電保護裝置 其中間環節使用了由電子元件構成的電子電路,有的是分立元件電路,也有的是集成電路。中間環節的電子電路用來對漏電信號進行放大、處理和比較。它的主要優點是靈敏度高,其額定漏電動作電流不難設計到 6mA;動作電流整定誤差小,動作準確;容易取得動作延時,動作電流和動作時間容易調節,便於實現分級保護;利用電子器件的機動性,容易設計出多功能的保護器;對各元件的要求不高,工藝製作比較簡單。但其不足之處是應用元件較多,可靠性較低;電子元件承受衝擊能力較弱,抗過電流和過電壓的能力較差;當主電路缺相時,電子式漏電保護裝置可能失去輔助電源而喪失保護功能。
2.按結構特徵分類
(1)開關型漏電保護裝置 它是一種將零序電流互感器、中間環節和主開關組合安裝在同一機殼內的開關電器,通常稱為漏電開關或漏電斷路器。其特點是:當檢測到觸電、漏電后,保護器本身即可直接切斷被保護主電路的供電電源。這種保護器有的還兼有短路保護及過載保護功能。
(2)組合型漏電保護裝置 它是一種由漏電繼電器和主開關通過電氣連接組合而成的漏電保護裝置。當發生觸電、漏電故障時,由漏電繼電器進行信號檢測、處理和比較,通過其脫扣器或繼電器動作,發出報警信號;也可通過控制觸點去操作主開關切斷供電電源。漏電繼電器本身不具備直接斷開主電路的功能。
3.按安裝方式分類
(1)固定位置安裝、固定接線方式的漏電保護裝置。
(2)帶有電纜的可移動使用的漏電保護裝置。
4.按級數和線數分類
按照主開關的極數和穿過零序電流互感器的線數可將漏電保護裝置分為:單極二線漏電保護裝置、二極漏電保護裝置、二極三線漏電保護裝置、三極漏電保護裝置、三極四線漏電保護裝置和四極漏電保護裝置。其中,單極二線漏電保護裝置、二極三線漏電保護裝置、三極四線漏電保護裝置均有一根直接穿過零序電流互感器而不能被主開關斷開的中性線。
5.按運行方式分類
(1)不需要輔助電源的漏電保護裝置(略)。(2)需要輔助電源的漏電保護裝置,此類中又分為輔助電源中斷時可自動切斷的漏電保護裝置和輔助電源中斷時不可自動切斷的漏電保護裝置。
6.按動作時間分類
按動作時間可將漏電保護裝置分為:快速動作型漏電保護裝置、延時型漏電保護裝置和反時限型漏電保護裝置。
7.按動作靈敏度分類
按照動作靈敏度可將漏電保護裝置分為:高靈敏度型漏電保護裝置、中靈敏度型漏電保護裝置和低靈敏度型漏電保護裝置。

選擇


用於防止人身觸電事故的漏電保護裝置,一般根據直接接觸保護和間接接觸保護兩種不同的要求選用,在選擇動作特性時也應有所區別。
(1) 直接接觸保護是防止人體直接觸及電氣設備的帶電導體而造成的觸電傷亡事故,當人體和帶電導體直接接觸時,在漏電保護裝置動作切斷電源之前,通過人體的觸電電流和漏電保護裝置的動作電流選擇無關,它完全由人體觸電的電壓和人體電阻所決定,漏電保護裝置不能限制通過人體的觸電電流,所以用於直接接觸保護的漏電保護裝置,必須具有小於0.1S的快速動作性能,或具有IEC漏電保護裝置標準規定的反時限特性。
(2) 間接接觸保護是為了防止用電設備在發生絕緣損壞時,在金屬外殼等外露金屬部件上呈現危險的接觸電壓。漏電保護開關的動作電流I△n的選擇應和用電設備的接地電阻R和允許的接觸電壓U聯繫考慮,用電設備上的接觸電壓U要小於規定值。漏電保護器的動作電流I△n的選擇:I△n≤U/R其中:U——允許接觸電壓 R——設備的接觸電阻一般對於額定電壓為220V或380V的固定式電氣設備,如水泵、磨粉機等其他容易與人體接觸的電氣設備,當用電設備金屬外殼的接地電阻在500Ω以下時,可選用30~50mA,0.1s以內動作的漏電保護裝置;當用電設備金屬外殼的接地電阻在100Ω以下時,可選用200~500mA的漏電保護裝置;對於較重要的用電設備,為了減少瞬間的停電事故,也可選用動作電流為0.2s的延時型保護裝置。家庭使用的用電設備由於經常帶有頻繁插進撥出的插頭,同時,部分居民住宅沒有考慮接地保護設施。當用電設備發生漏電碰殼等絕緣故障時,設備外殼可能呈現和工作電壓相同的危險電壓,極易發生觸電傷亡事故,因此,電氣設備安裝規程中規定,必須在家庭進戶線的電能表後面,安裝動作電流為30mA和0.1S以內動作的高靈敏型漏電保護開關。

使用場所來選擇

一般在380/220V的低壓線路中,如果用電設備的金屬外殼等金屬部件容易被人觸及時,同時這些用電設備又不能按照我國用電規程要求使其接地電阻小於4Ω或10Ω時,則宜按照間接接觸保護要求,在用電設備的供電迴路中安裝漏電保護裝置,同時還應根據不同的使用場所,合理地選取不同動作電流的漏電開關。例如:在潮濕的工作場所,由於人體比較容易出汗或沾濕,使皮膚的絕緣性能降低,人體電阻明顯下降,當發生觸電事故時,通過人體的電流必然會比乾燥的場所大,危險性高,因此,適宜安裝15~30mA,並能在0.1S內動作的漏電保護裝置。

正常泄漏來選擇

(1) 漏電保護裝置的動作電流選擇得越低,當然可以提高開關的靈敏度。然而,任何供電迴路和用電設備,絕緣電阻不可能無窮大,總會有一定的泄漏電流存在。所以從保證電路的穩定運行和提供不間斷的供電來講,漏電保護裝置的動作電流選擇要受到電路正常泄漏電流的制約。
(2) 由於測定電流的泄漏電流,必須有較複雜的測試方法或使用專用測試設備進行測量,為選用方便,可參照下列經驗公式:對於照明電路和居民生活用電的單相電路:I△n≥IH/2000對於三相三線制或三相四線制的動力線路及動力和照明混合線路:I△n≥IH/1000其中:I△n——漏電保護開關裝置動作電流IH——電路的實際最大供電電流一般家庭供電電路,如果使用3A電能表的用戶,正常情況下每戶泄漏電流約在1mA左右,原則上,在家庭單相電路中的泄漏電流超過電路最大供電電流的1/3000時,應對電路進行檢修。
(3) 我國農村低壓電網的絕緣水平較低,泄漏電流較大。根據實測結果表明,泄漏電流的數值和配電變壓器容量的大小關係不顯著,但和低壓電網中生活用電的居民戶數有明顯的關係,也就是不管變壓器容量是多少,其中供給生活用電的戶數越多,泄漏電流就越大。因此,農村電網中裝置漏電開關時,應考慮到這點。一般而言,為了保護電網可靠運行,保證多級保護的選擇性,下一級漏電保護動作電流應小於上一級漏電保護動作電流,各級漏電動作電流應有1.2~2.5倍的級差。第一級漏電保護裝置應安裝在配電變壓器低壓側主幹線出線端,該級保護的線路較長,疊加的泄漏電流較大。其漏電動作電流在未完善多級保護時,最大不得超過100mA,在完善多級保護時,其漏電動作電流最大不得超過300mA。第二級漏電保護裝置應安裝在各分支線的出線端,由於被保護路線較短,泄漏電流相對較小,其漏電動作電流應介於上、下級保護的漏電動作電流之間,一般取30~75mA。第三級漏電保護裝置(又稱末級保護)用於保護用電設備及人身安全,被保護線路短,泄漏電流小,一般不超過10mA,漏電動作電流應按人體觸電擺脫電流值(10~20mA)選擇,不應大於30mA,一般取15~30mA。

管理


漏電保護開關投入運行后,必須進行有效的管理,確保漏電保護保持良好的運行狀態,真正起到保護的作用。管理工作主要有以下幾個方面:
1、漏電保護開關在投入運行后,應自覺建立運行記錄並健全相應的管理制度;
2、漏電保護開關投入運行后,在通電狀態下,每月須按動試驗按鈕一至二次,檢查漏電保護開關動作是否正常、可靠,尤其在雷雨季節應增加試驗次數;
3、定期分析漏電保護開關的運行情況,及時更換有故障的漏電保護開關;
4、漏電保護開關的維修應由專業人員進行,運行中遇有異常現象應找電工處理,以免擴大事故範圍;
5、雷雨或其他不明原因使漏電保護開關動作后,應作檢查分析;
6、漏電保護開關動作后,經檢查未發現事故原因時,允許試合閘一次,如果再次動作,應查明原因,找出故障,必要時對其進行動作特性試驗,不得連續強行送電,除經檢查確認為漏電保護開關本身發生故障外,嚴禁私自撤除漏電保護開關強行送電;
7、退出運行的漏電保護開關再次使用前,應按有關部門規定的項目進行動作特性試驗;
8、漏電保護開關的動作特性由製造廠整定,按產品說明書使用,使用中不得隨意改動;
9、在漏電保護開關的保護範圍內發生意外電擊傷亡事故后,應檢查漏電保護開關的動作情況,分析未能起到保護作用的原因,在未調查前應保護好現場,不得拆動漏電保護開關;
10、為檢查漏電保護開關在運行中的動作特性及其變化,應定期進行動作特性試驗。特性試驗項目包括:測試漏電動作電流值、測試漏電不動作電流值、測試分斷時間;
11、漏電保護開關進行動作特性試驗時,應使用經國家有關部門檢測合格的專用測試儀器,嚴禁利用相線直接觸碰接地裝置的試驗辦法;
12、使用的漏電保護開關除按漏電保護特性進行定期試驗外,對斷路器部分應按低壓電器有關要求定期檢查維護。

使用和維護


運行中的漏電保護裝置外殼各部及其上部件、連接端子應保持清潔,完好無損。連接應牢固,端子不應變色。漏電保護開關操作手柄靈活、可靠。
漏電保護裝置安裝完畢后,應操作試驗按鈕檢驗漏電保護器的工作特性,確認可以在正常動作后才允許投入使用。使用過程中也應定期試驗按鈕試驗其可靠性。為了防止燒壞試驗電阻,不宜過於頻繁地試驗。
運行中漏電保護裝置外殼膠木件最高溫度得超過65℃,外殼金屬件最高溫度不得超過55℃。保護裝置一次電路各部絕緣電阻不得低於1.5Mω。
如果運行中的漏電保護器突然掉閘,須查明原因,排除故障后再合閘送電。

裝置安裝

漏電保護裝置的防護類型和安裝方式應與環境條件和使用條件相適應。有金屬外殼的Ⅰ類移動式電氣設備和手持電動工具、安裝在潮濕或強腐蝕等惡劣場所的電氣設備、建築施工工地的電氣施工機械設備、臨時性電氣設備、賓館類的客房內的插座、觸電危險性較大的民用建築物內的插座、游泳池或浴池類場所的水中照明設備、安裝在水中的供電線路和電氣設備,以及醫院直接接觸人體的電氣醫用設備(胸腔手術室的除外)等均應安裝漏電保護裝置。
對於公共場所的通道照明電源和應急照明電源、消防用電梯及確保公共場所安全的電氣設備、用於消防設備的電源(如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等)、用於防盜報警的電源,以及其他不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源,漏電時立即切斷電源將會造成事故或重大經濟損失。在這些情況下,應裝設不切斷電源的漏電報警裝置。
從防止電擊的角度考慮,使用安全電壓供電的電氣設備、一般環境條件下使用的具有雙重絕緣或加強絕緣結構的電氣設備、使用隔離變壓器供電的電氣設備、在採用不接地的局部等電位聯結措施的場所中使用的電氣設備,以及其他沒有漏電危險和電擊危險的電氣設備可以不安裝漏電保護裝置。
漏電保護裝置的安裝應符合生產廠產品說明書的要求。
裝有漏電保護裝置的電氣線路和設備的泄漏電流必須控制在允許範圍內。所選用漏電保護裝置的額定不動作電流應不小於電氣線路和設備的正常泄漏電流的最大值的 2 倍。當電氣線路或設備的泄漏電流大於允許值時,必須更換絕緣良好的電氣線路或設備。當電氣設備裝有高靈敏度的漏電保護裝置時,電氣設備單獨接地裝置的接地電阻可適當放寬,但應限制預期的接觸電壓在允許範圍內。安裝漏電保護裝置的電動機及其他電氣設備在正常運行時的絕緣電阻值不應低於 0.5M Ω。
安裝漏電保護裝置前,應仔細檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗按鈕、合格證等是否完好。
用於防止觸電事故的漏電保護裝置只能作為附加保護。加裝漏電保護裝置的同時不得取消或放棄原有的安全防護措施。
安裝帶有短路保護的漏電開關,必須保證在電弧噴出方向留有足夠的飛弧距離。漏電保護裝置不宜裝在機械振動大或交變磁場強的位置。安裝漏電保護裝置應考慮到水、塵等因素的危害,採取必要的防護措施。
安裝漏電保護裝置后,原則上不能撤掉低壓供電線路和電氣設備的基本防電擊措施,而只允許在一定範圍內作適當的調整。