浅谈农村电网中剩余电流动作保护器的应用

　　在当前我国农村低压电网的具体条件下，安装剩余电流动作保护器作为安全技术措施的重要后备保护措施，对防止人身触电伤亡事故、防止电气设备损坏事故和接地故障引起的电气火灾事故效果是明显的，因此，是目前农村电网安全用电不可缺少的安全保护措施。

　　剩余电流动作保护器（RCD）即人们通常所称的漏电保护器，作为农村低压电网及电气设备的安全技术保护装置，因它能防止电气设备绝缘损坏或其他原因造成的漏电，有效避免或减少触电伤亡事故，故在农村地区广泛推广和使用。装设剩余电流动作保护器的低压电网必须是电源中性点直接接地系统（TT系统），即网络内所有受电设备的外露可导电部分用保护接地线（PE线）接至电气上与电力系统的接地点无直接关联的接地极上。农村低压电网基本上采用的是配变低压侧中性点直接接地，根据TT系统保护器的设置要求，应在低压配电室设置总保护，在受电设备处装设剩余电流动作末级保护，对于供电范围较大或有重要用户的低压网络可酌情增设中级保护。

　　触电大体上可分为直接触电和间接触电。直接触电顾名思义是指人员直接接触了带电体而造成的触电。危险性比较大，多发生于电气工作人员。但在农村有所不同，由于具体条件和环境的不同，非电气人员也可能触电。间接接触触电是由于电气设备内部的绝缘故障，而造成其外露可导电部分（金属外壳）可能带有危险电压，当人员误接触到设备的外露可导电部分时，便可能发生触电。也就是说，在看似没有带电的地方，由于破损老化的缘故，也可能导致触电。由于目前在生产领域里各种电气化的工具、设备被广泛应用；生活电器品种多，数量大且已普及应用，这些设备、电器的操作人员多为非电气人员，一旦电气设备或生活电器的绝缘故障损坏，使其外露可导电部分带有电压，在没有保护措施的情况下，极易造成人员触电伤亡事故。所以，在安全用电工作中的首要重点，应是防止人身间接接触触电事故。设备内部绝缘故障时，在设备外露可导电部分接地的情况下，还可能造成单相对地短路损坏设备。另外，电气设备和电气线路（特别是室内电气线路）由于绝缘损坏故障引起的单相接地故障。当接地故障长期存在，局部发热、使温度升高，以致烤燃了其周围的易燃物而引起火灾事故（电气火灾发生的原因很多，如设备或线路运行过负荷、绝缘损坏而造成相间短路、导体接触不良、易发热设备安装不合理等），因此，防止电气火灾事故亦为安全用电工作的重点。在有关的国际标准（ISO）及我国的国家标准中，为保证安全用电都制订了防止发生触电事故的措施。

　　防止直接接触触电的安全措施：

　　--防止无意地触及带电体，设置临时阻挡物；

　　--防止与带电体接触，将带电体绝缘起来；

　　--保持一定距离，防止人员活动时接触带电体；

　　--在带电体外，加装遮栏和外护物；

　　--在低压系统（220V／380V）安装动作电流不超过30mA、快速动作型的漏电保护器。

　　防止间接接触触电的安全措施：

　　--自动切断电源，以保证发生人身触电事故时能及时脱离电源；

　　--做好电气设备的接地保护，降低接地装置的接地电阻，以限制接触电压；

　　--一些电器特别是家用小电器和手持式电动工具选用增强绝缘型，即双重绝缘型；

　　--在各种建筑物内实施等电位连接；

　　--在特殊环境条件下作业，如地下、沟道等，使用安全低电压（50V以下）的电器。

　　--在重要用电场所或环境恶劣场所，使用隔离变压器，改变供电制式为不接地型；

　　上述各项措施可根据电网和用电单位的具体情况选用。在我国目前农村电网的低压用电系统中，防止触电伤亡事故基本的措施是能及时、迅速地切断电源。在低压电气系统中，自动切断电源的实现，主要靠各种型式的过电流保护系统，如过流脱扣、熔丝保险。而电流保护系统的关键是在发生故障时，要能形成一个故障电流回路，形成故障回路的主要条件是电气设备要有完善的保护接地系统。

　　IEC国际电工委员会对配电网接地方式分为：TT系统、TN系统、IT系统

　　1）、TT系统

　　TT系统为三相四线制中性点直接接地，电源系统与电气装置的外露可导电部分分别直接接地的系统。它的中性线在电源侧接地后引出，并只做工作零线，用电端的电气装置外露可导电部分在现场直接接地。

　　（2）、TN系统

　　TN系统即电源系统有一点直接接地，负载设备的外露导电部分通过保护线连接到此接地点的系统。根据中性线和保护线的布置，TN系统的形式有以下三种：

　　（一）、TN-C系统

　　TN-C系统为三相四线制中性点直接接地，整个系统的中性与保护线是合一的系统，

　　此系统系目前许多高压用户在低压电网中采用的系统。

　　（二）、TN-S系统

　　TN-S系统为三相五线制中性点直接接地，整个系统的中性线和保护线是分开的系统，此系统安全可靠性高，目前正在逐步推广采用

　　其特点是：电源变压器中性点接地，保护零线（ＰＥ）与工作零线（Ｎ）共用。

　　（三）、TN-C-S系统

　　TN-C-S系统为三相四线制中性线直接接地，整个系统中有一部分中性线与保护线是合一的的系统。此系统目前在高压用户的低压电网中广泛采用。它由两个接地系统组成，部分是ＴＮ-Ｃ系统，第二部分是ＴＮ-Ｓ系统，其分界面在Ｎ线与ＰＥ线的连接点。

　　（3）、IT系统

　　IT系统为三相三线中性点不接地，或经足够大的阻抗（约1000Ω）接地，电气设备的外露导电部分接地的系统。一般用于不准停电的场所，以及适用于环境不良、易发生单相接地或火灾爆炸的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂，也可用于农村地区，近几年逐步应用于重要建筑内的应急电源、医院手术室等重要场所的动力和照明系统。

　　无论在哪一种接地保护型式下，发生设备单相接地事故或人身接触了故障情况下的电气设备外露可导电部分时，电流保护切断电源的首要条件是故障短路电流值要大于保护设备的动作电流值。而故障短路电流的大小，在TN系统中接地故障短路电流取决于故障点距保护装置的距离，故障电流通过导线和保护线的截面、材质；在TT系统中接地故障短路电流除取决于故障点距保护装置的距离和故障电流通过导线的截面、材质外，还取决于电源接地点和设备保护接地点的接地电阻值，同时还要考虑电流保护动作的动作时间。运行实践证明：在一些发生间接接触触电的事故中，由于线路距离过长，接地故障的阻抗大或系统的电流保护的动作电流大，故障电流不足以使保护动作及时切断电源或切断电源的时限过长，而造成伤亡事故。特别是在TT系统中，发生间接接触触电或单相故障接地时，故障电流的大小受各接地点接地电阻的影响，更难以在发生间接接触触电时，使电流保护迅速动作切断电源。在我国农村低压电网中普遍采用TT系统，上述问题更为突出。

　　为了解决系统的电流保护在单相接地短路故障时，不能迅速动作切断电源的问题，经过多年的研究和实践应用的经验，使剩余电流动作保护器这个问题基本得以解决，为保证用电安全发挥了重要作用。

　　剩余电流动作保护器切断电源的动作原理不是决定于接地故障电流的大小，而是靠系统中发生接地短路故障时或人员触电时，系统各线间电流形成不平衡的差值来动作脱扣，切断电源。通过接在线路上的零序互感器可以得到电流不平衡的差值，这个差值可以到毫安级，剩余电流动作保护器通过高灵敏度的电磁继电器或电子电路可以使其脱扣时间控制在0.1s以内。目前，农村低压电网的保护接地系统普遍采用TT系统，即用户电气设备的外露可导电部分采用独立接地的措施。在TT系统中，过流保护动作的基本条件是，保护接地点接地装置的接地电阻值决定故障电流值。在农村低压电网发生触电事故时，靠TT系统的过电流保护装置动作切断电源，往往因接地电阻值大，无法迅速切断电源，而酿成伤亡事故。在农村低压电网具体条件下，也不可能投入大量资金、金属材料用以改善接地电阻，并造成巨大的浪费。而安装剩余电流动作保护装置，其动作不需要决定于接地电阻的大小，甚至在安装剩余电流动作保护器后，可以适当放宽对电气设备保护接地装置接地电阻的要求。所以在电网中认真执行防止间接接触触电的各项技术措施的同时，安装剩余电流动作保护器作为各项技术措施的后备保护是不可缺少的。应该强调的是：不能因为安装了剩余电流动作保护器而削弱或放弃其他技术措施，剩余电流动作保护器和各项技术措施是不能互相代替的。实践证明：自80年代中期以来，在用电设备上安装使用剩余电流动作保护器对防止单相接地短路故障（人员触电事故、电气设备接地烧毁事故、电气线路剩余电流造成的电气火灾事故等）起了一定的保护作用，特别是大大降低了人员间接接触触电伤亡事故，在农电系统中效果尤为明显。在农网中安装剩余电流动作保护器一般宜按分级保护方式，即农网的终端（用户负荷端）及电源端装设漏电保护器。电源端装设剩余电流动作保护器后，不但可防止架空线路上的故障造成人员触电伤亡事故，还可监测架空线路的运行绝缘水平和泄漏电流。

　　当前，农网改造工程正紧张地进行，在农电管理体制改革各项工作进行的同时，尤其要做好农电安全用电工作。根据有关用电安全方面的国家标准，在用电中防止发生人身触电伤亡事故有多项技术措施，其中包括从对设备的要求、操作要求、安全设施、改进系统条件等。在目前具体条件下，推广使用剩余电流动作保护器仍是防止人身触电事故、设备损坏事故和防止电气火灾事故，保证安全用电的有效措施之一。

　　在农电系统推广使用剩余电流动作保护器，应认真贯彻执行国家标准GB13955《漏电保护器的安装和运行》，做好下列几项工作：

　　1　根据国标要求，在用电范围内，下列场合应装设漏电电流动作保护器

　　（1） 属于防电击保护绝缘等级I类的移动式电气设备和手持式电动工具。（电气产品按防电击保护绝缘等级可分为0、I、II、III四类。I类为产品的防电击保护，不仅依靠设备的基本绝缘，而且还包含一个附加的安全预防措施。其方法是可能触及的可导电的零件与已安装的固定线路中的保护线连接起来，以使可触及的可导电的零件在基本绝缘损坏的事故中不成为带电体。）

　　（2） 安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣环境场所的电气设备；

　　（3） 建筑施工的电气施工设备；

　　（4） 暂设临时用电的电器设备；

　　（5） 各种民用建筑物内的插座回路；

　　（6） 其他需要安装剩余电流动作保护器的场所。

　　2　正确选用严格把好剩余电流动作保护器的质量关

　　（1） 为了简化低压网络的电气接线，保护器应选用总保护、中级保护及三相动力电源末级保护并应选用具有漏电、短路及过负荷性能的剩余电流动作断路器，总保护器的动作电流带有可调档值，以满足低压电网的安全运行需要。

　　（2） 在选用时，还必须考虑到被保护回路正常的泄露电流，如果剩余电流动作保护器的额定剩余动作电流小于正常的泄露电流，或者正常泄露电流大于额定剩余动作电流的50%，则供电回路将无法正常运行，即使能投入运行也会因误动作而影响供电可靠性。

　　（3） 可根据被保护线路或电气设备具体情况及要求，选用带有附加功能的剩余电流动作保护器，如过电压保护、过负荷保护、三相缺相保护等。

　　3　做好剩余电流动作保护器的运行维护和管理

　　由于剩余电流动作保护器是涉及到人身安全的重要电气产品，因此在日常工作中要按照国家有关剩余电流动作保护器运行的规定，做好运行维护工作，发现问题及时处理。

　　剩余电流动作保护器投入运行后，应每年对保护系统进行普查，普查重点项目有：①测试漏电动作电流值是否符合规定；②测量电网和设备的绝缘电阻；③测量中性点漏电流，消除电网中的各种漏电隐患；④检查变压器和电机接地装置有无松动和不良接触。