《電子技術(shù)應(yīng)用》
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剩余電流動(dòng)作保護(hù)器在農(nóng)村低壓電網(wǎng)中的應(yīng)用
中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng)
摘要: 隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和廣大農(nóng)民生活水平與生活質(zhì)量的不斷提高,特別是近些年來(lái),我國(guó)東南部和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化,農(nóng)村城鎮(zhèn)建設(shè)城市化,縮小了農(nóng)村和城市的差別;農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng),種植技術(shù)引入了高科技手段,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平不斷提高;鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)和個(gè)體經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,農(nóng)村的大好形勢(shì)對(duì)安全用電提出了更高的要求。
Abstract:
Key words :

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和廣大農(nóng)民生活水平與生活質(zhì)量的不斷提高,特別是近些年來(lái),我國(guó)東南部和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本變化,農(nóng)村城鎮(zhèn)建設(shè)城市化,縮小了農(nóng)村和城市的差別;農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng),種植技術(shù)引入了高科技手段,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平不斷提高;鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)和個(gè)體經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展,農(nóng)村的大好形勢(shì)對(duì)安全用電提出了更高的要求。
  在農(nóng)村用電中安全用電的主要任務(wù)有:
  ——防止人身觸電的傷亡事故;
  ——防止電氣設(shè)備損壞事故;
  ——防止電氣火災(zāi)事故。
  觸電傷亡事故的類型,可分為直接接觸觸電和間接接觸觸電兩種。直接接觸觸電是指人員直接接觸了帶電體而造成的觸電。這種類型的觸電,觸電者受到的電擊電壓為系統(tǒng)的工作電壓,其危險(xiǎn)性較大,一般情況下,直接接觸觸電多發(fā)生于電氣專業(yè)工作人員。但在農(nóng)村電網(wǎng)中,由于設(shè)備的具體條件和用電的特點(diǎn),非電氣專業(yè)人員的觸電也時(shí)有發(fā)生。間接接觸觸電是由于電氣設(shè)備(包括各種用電設(shè)備)內(nèi)部的絕緣故障,而造成其外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)可能帶有危險(xiǎn)電壓(在設(shè)備正常情況下,其外露可導(dǎo)電部分是不會(huì)帶有電壓的),當(dāng)人員誤接觸到設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分時(shí),便可能發(fā)生觸電。由于目前在生產(chǎn)領(lǐng)域里各種電氣化的工具、設(shè)備被廣泛應(yīng)用;生活電器品種多,數(shù)量大且已普及應(yīng)用,這些設(shè)備、電器的操作人員多為非電氣專業(yè)人員,一旦電氣設(shè)備或生活電器的絕緣故障損壞,使其外露可導(dǎo)電部分帶有電壓,在沒(méi)有保護(hù)措施的情況下,極易造成人員觸電傷亡事故。所以,在安全用電工作中的首要重點(diǎn),應(yīng)是防止人身間接接觸觸電事故。設(shè)備內(nèi)部絕緣故障時(shí),在設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接地的情況下,還可能造成單相對(duì)地短路損壞設(shè)備。另外,電氣設(shè)備和電氣線路(特別是室內(nèi)電氣線路)由于絕緣損壞故障引起的單相接地故障。當(dāng)接地故障長(zhǎng)期存在,局部發(fā)熱、使溫度升高,以致烤燃了其周圍的易燃物而引起火災(zāi)事故(電氣火災(zāi)發(fā)生的原因很多,如設(shè)備或線路運(yùn)行過(guò)負(fù)荷、絕緣損壞而造成相間短路、導(dǎo)體接觸不良、易發(fā)熱設(shè)備安裝不合理等),因此,防止電氣火災(zāi)事故亦為安全用電工作的重點(diǎn)。在有關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)及我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,為保證安全用電都制訂了防止發(fā)生觸電事故的措施。
  防止直接接觸觸電的安全措施:
  ——防止與帶電體接觸,將帶電體絕緣起來(lái);
  ——在帶電體外,加裝遮欄和外護(hù)物;
  ——防止無(wú)意地觸及帶電體,設(shè)置臨時(shí)阻擋物;
  ——保持一定距離,防止人員活動(dòng)時(shí)接觸帶電體;
  ——在低壓系統(tǒng)(220V/380V)安裝動(dòng)作電流不超過(guò)30mA、快速動(dòng)作型的漏電保護(hù)器
  防止間接接觸觸電的安全措施:
  ——自動(dòng)切斷電源,以保證發(fā)生人身觸電事故時(shí)能及時(shí)脫離電源;
  ——做好電氣設(shè)備的接地保護(hù),降低接地裝置的接地電阻,以限制接觸電壓;
  ——在各種建筑物內(nèi)實(shí)施等電位連接;
  ——一些電器特別是家用小電器和手持式電動(dòng)工具選用增強(qiáng)絕緣型,即雙重絕緣型;
  ——在重要用電場(chǎng)所或環(huán)境惡劣場(chǎng)所,使用隔離變壓器,改變供電制式為不接地型;
  ——在特殊環(huán)境條件下作業(yè),如地下、溝道等,使用安全低電壓(50V以下)的電器。
  上述各項(xiàng)措施可根據(jù)電網(wǎng)和用電單位的具體情況選用。在我國(guó)目前農(nóng)村電網(wǎng)的低壓用電系統(tǒng)中,防止觸電傷亡事故最基本的措施是能及時(shí)、迅速地切斷電源。在低壓電氣系統(tǒng)中,自動(dòng)切斷電源的實(shí)現(xiàn),主要靠各種型式的過(guò)電流保護(hù)系統(tǒng),如過(guò)流脫扣、熔絲保險(xiǎn)。而電流保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵是在發(fā)生故障時(shí),要能形成一個(gè)故障電流回路,形成故障回路的主要條件是電氣設(shè)備要有完善的保護(hù)接地系統(tǒng)。
  國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14050《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》中,電氣系統(tǒng)接地保護(hù)的型式有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)及IT系統(tǒng)。TN系統(tǒng)是指電氣系統(tǒng)本身有一點(diǎn)接地,系統(tǒng)中電氣設(shè)備和外露可導(dǎo)電部分與電氣系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接連接(在低壓電氣系統(tǒng)中電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分,通過(guò)保護(hù)線與電氣系統(tǒng)的中性線相連接)。TN系統(tǒng)中電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電氣系統(tǒng)接地點(diǎn)的連接方式,又可分為TN-C方式,即電氣設(shè)備的保護(hù)線直接接在系統(tǒng)的中性線,保護(hù)線與中性線共用合一的;TN-S方式,即電氣設(shè)備的保護(hù)線與系統(tǒng)的中性線是分開(kāi)的,電氣設(shè)備的保護(hù)線接在系統(tǒng)專設(shè)的保護(hù)線上;TN-C-S方式,即電氣設(shè)備的保護(hù)線與系統(tǒng)的中性線,在系統(tǒng)中一部分是合一的,一部分是分開(kāi)的,也就是系統(tǒng)的保護(hù)線不是接在系統(tǒng)電源的接地點(diǎn),而是連接在系統(tǒng)的中性線的某一部分。
  TT系統(tǒng)是指電氣系統(tǒng)本身有一點(diǎn)接地。電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分不與電氣系統(tǒng)接地點(diǎn)相連接,而獨(dú)立接地。
  IT系統(tǒng)是指電氣系統(tǒng)本身不接地或有一點(diǎn)經(jīng)大阻抗接地,電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分獨(dú)立接地。
  無(wú)論在哪一種接地保護(hù)型式下,發(fā)生設(shè)備單相接地事故或人身接觸了故障情況下的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分時(shí),電流保護(hù)切斷電源的首要條件是故障短路電流值要大于保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作電流值。而故障短路電流的大小,在TN系統(tǒng)中接地故障短路電流取決于故障點(diǎn)距保護(hù)裝置的距離,故障電流通過(guò)導(dǎo)線和保護(hù)線的截面、材質(zhì);在TT系統(tǒng)中接地故障短路電流除取決于故障點(diǎn)距保護(hù)裝置的距離和故障電流通過(guò)導(dǎo)線的截面、材質(zhì)外,還取決于電源接地點(diǎn)和設(shè)備保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻值,同時(shí)還要考慮電流保護(hù)動(dòng)作的動(dòng)作時(shí)間。運(yùn)行實(shí)踐證明:在一些發(fā)生間接接觸觸電的事故中,由于線路距離過(guò)長(zhǎng),接地故障的阻抗大或系統(tǒng)的電流保護(hù)的動(dòng)作電流大,故障電流不足以使保護(hù)動(dòng)作及時(shí)切斷電源或切斷電源的時(shí)限過(guò)長(zhǎng),而造成傷亡事故。特別是在TT系統(tǒng)中,發(fā)生間接接觸觸電或單相故障接地時(shí),故障電流的大小受各接地點(diǎn)接地電阻的影響,更難以在發(fā)生間接接觸觸電時(shí),使電流保護(hù)迅速動(dòng)作切斷電源。在我國(guó)農(nóng)村低壓電網(wǎng)中普遍采用TT系統(tǒng),上述問(wèn)題更為突出。
  為了解決系統(tǒng)的電流保護(hù)在單相接地短路故障時(shí),不能迅速動(dòng)作切斷電源的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),使剩余電流動(dòng)作保護(hù)器這個(gè)問(wèn)題基本得以解決,為保證用電安全發(fā)揮了重要作用。
  剩余電流動(dòng)作保護(hù)器切斷電源的動(dòng)作原理不是決定于接地故障電流的大小,而是靠系統(tǒng)中發(fā)生接地短路故障時(shí)或人員觸電時(shí),系統(tǒng)各線間電流形成不平衡的差值來(lái)動(dòng)作脫扣,切斷電源。通過(guò)接在線路上的零序互感器可以得到電流不平衡的差值,這個(gè)差值可以精確到毫安級(jí),剩余電流動(dòng)作保護(hù)器通過(guò)高靈敏度的電磁繼電器或電子電路可以使其脫扣時(shí)間控制在0.1s以內(nèi)。目前,農(nóng)村低壓電網(wǎng)的保護(hù)接地系統(tǒng)普遍采用TT系統(tǒng),即用戶電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分采用獨(dú)立接地的措施。在TT系統(tǒng)中,過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的基本條件是,保護(hù)接地點(diǎn)接地裝置的接地電阻值決定故障電流值。在農(nóng)村低壓電網(wǎng)發(fā)生觸電事故時(shí),靠TT系統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作切斷電源,往往因接地電阻值大,無(wú)法迅速切斷電源,而釀成傷亡事故。在農(nóng)村低壓電網(wǎng)具體條件下,也不可能投入大量資金、金屬材料用以改善接地電阻,并造成巨大的浪費(fèi)。而安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置,其動(dòng)作不需要決定于接地電阻的大小,甚至在安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器后,可以適當(dāng)放寬對(duì)電氣設(shè)備保護(hù)接地裝置接地電阻的要求。所以在電網(wǎng)中認(rèn)真執(zhí)行防止間接接觸觸電的各項(xiàng)技術(shù)措施的同時(shí),安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器作為各項(xiàng)技術(shù)措施的后備保護(hù)是不可缺少的。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是:不能因?yàn)榘惭b了剩余電流動(dòng)作保護(hù)器而削弱或放棄其他技術(shù)措施,剩余電流動(dòng)作保護(hù)器和各項(xiàng)技術(shù)措施是不能互相代替的。實(shí)踐證明:自80年代中期以來(lái),在用電設(shè)備上安裝使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器對(duì)防止單相接地短路故障(人員觸電事故、電氣設(shè)備接地?zé)龤鹿省㈦姎饩€路剩余電流造成的電氣火災(zāi)事故等)起了一定的保護(hù)作用,特別是大大降低了人員間接接觸觸電傷亡事故,在農(nóng)電系統(tǒng)中效果尤為明顯。在農(nóng)網(wǎng)中安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器一般宜按分級(jí)保護(hù)方式,即農(nóng)網(wǎng)的終端(用戶負(fù)荷端)及電源端裝設(shè)漏電保護(hù)器。電源端裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器后,不但可防止架空線路上的故障造成人員觸電傷亡事故,還可監(jiān)測(cè)架空線路的運(yùn)行絕緣水平和泄漏電流。
  當(dāng)前,農(nóng)網(wǎng)改造工程正緊張地進(jìn)行,在農(nóng)電管理體制改革各項(xiàng)工作進(jìn)行的同時(shí),尤其要做好農(nóng)電安全用電工作。根據(jù)有關(guān)用電安全方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),在用電中防止發(fā)生人身觸電傷亡事故有多項(xiàng)技術(shù)措施,其中包括從對(duì)設(shè)備的要求、操作要求、安全設(shè)施、改進(jìn)系統(tǒng)條件等。在目前具體條件下,推廣使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器仍是防止人身觸電事故、設(shè)備損壞事故和防止電氣火災(zāi)事故,保證安全用電的有效措施之一。
  在農(nóng)電系統(tǒng)推廣使用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器,應(yīng)認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13955《漏電保護(hù)器的安裝和運(yùn)行》,做好下列幾項(xiàng)工作:
  1 根據(jù)國(guó)標(biāo)要求,在用電范圍內(nèi),下列場(chǎng)合應(yīng)裝設(shè)漏電電流動(dòng)作保護(hù)器
 ?。?) 屬于防電擊保護(hù)絕緣等級(jí)I類的移動(dòng)式電氣設(shè)備和手持式電動(dòng)工具。(電氣產(chǎn)品按防電擊保護(hù)絕緣等級(jí)可分為0、I、II、III四類。I類為產(chǎn)品的防電擊保護(hù),不僅依靠設(shè)備的基本絕緣,而且還包含一個(gè)附加的安全預(yù)防措施。其方法是可能觸及的可導(dǎo)電的零件與已安裝的固定線路中的保護(hù)線連接起來(lái),以使可觸及的可導(dǎo)電的零件在基本絕緣損壞的事故中不成為帶電體。)
 ?。?) 安裝在潮濕、強(qiáng)腐蝕性等惡劣環(huán)境場(chǎng)所的電氣設(shè)備;
 ?。?) 建筑施工的電氣施工設(shè)備; 來(lái)源:http://tede.cn
 ?。?) 暫設(shè)臨時(shí)用電的電器設(shè)備;
 ?。?) 各種民用建筑物內(nèi)的插座回路;
 ?。?) 其他需要安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的場(chǎng)所。
  2 正確選用嚴(yán)格把好剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的質(zhì)量關(guān)
 ?。?) 應(yīng)選用技術(shù)條件符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,并已檢測(cè)合格,具有國(guó)家認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品,其技術(shù)額定值應(yīng)與被保護(hù)線路或設(shè)備的技術(shù)參數(shù)相配合。
 ?。?) 選用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器時(shí)要考慮到:供電方式、電氣設(shè)備的使用環(huán)境、被保護(hù)線路或設(shè)備的正常泄漏電流大小及被保護(hù)設(shè)備的具體情況及要求,以確定選用的型式及動(dòng)作參數(shù)。
 ?。?) 可根據(jù)被保護(hù)線路或電氣設(shè)備具體情況及要求,選用帶有附加功能的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器,如過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、三相缺相保護(hù)等。
  3 做好剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的運(yùn)行維護(hù)和管理
  剩余電流動(dòng)作保護(hù)器安裝后,應(yīng)有運(yùn)行記錄。運(yùn)行中應(yīng)定期試驗(yàn)其動(dòng)作的完好性(運(yùn)行中用試驗(yàn)按鈕進(jìn)行)。發(fā)現(xiàn)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器拒動(dòng)或故障應(yīng)認(rèn)真分析原因,及時(shí)處理。

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