剩余电流动作断路器安装与使用中的问题

目前我们大都选用四级剩余电流动作断路器作为总保护。在安装使用的过程中，由于部分剩余电流动作断路器频繁的误动作而无法正常供电。那么，是什么原因造成剩余电流动作断路器频繁的误动作，笔者通过调查分析，认为存在的主要原因有：安装使用的环境及条件达不到要求；额定剩余动作电流及分断时间选配不合理；保护方式不完善及其它原因。下面就存在的问题及其原因进行分析，并提出应采取的措施。
　　
　　1安装使用的环境及条件达不到要求
　　
　　生产厂家提供剩余电流动作保护器的《使用说明书》中，对安装使用的环境及条件作了明确规定："剩余电流动作保护器安装场所的周围空气温度，最高为+40℃，最低为-5℃，海拔不超过2000m，对于高海拔及寒冷地区装设的剩余电流动作保护器可与制造厂家协商定制。""剩余电流动作保护器的安装位置，应避开强电流电线和电磁器件，避免磁场干扰。""剩余电流动作断路器安装场所附近的外磁场在任何方向不超过地磁场的5倍。"
　　
　　根据目前掌握的情况看，剩余电流动作断路器安装使用的环境及条件达不到上述要求，主要原因是：
　　
　　(1)现选用的剩余电流动作断路器，并非是按照我国北方气候条件与制造厂家协商定制的。我国北方冬季气候寒冷，气温低且持续时间长。低温使剩余电流动作断路器的制造材料变硬发脆，使机械性能和电性能变坏，特别是电子元件可能失去原有性能，导致误动或拒动。
　　
　　(2)有部分低压线路与60kV或10kV线路交叉；有大部分的剩余电流动作断路器是与计费电能表(还有一部分与补偿电容器)安装在同一箱内。位于强载流导体附近剩余电流动作断路器中的零序电流互感器会形成磁分路，从而打破了原有的磁平衡状态；变压器等电磁器件是用高导磁材料制成的，所以靠近该器件的剩余电流动作断路器中的零序电流互感器，同样会丧失磁平衡状态，而导致误动作。
　　
　　(3)"两线一地制"供电，由于目前我地区还有利用大地作为一相导体，因此三相导体的几何位置极不对称，就产生了较大的不平衡电磁场，从而对剩余电流动作断路器中的零序电流互感器产生电磁感应和静电感应，导致剩余电流动作断路器的误动作。
　　
　　针对以上存在的问题，应采取的措施：
　　
　　①与制造厂协商定制能够在-20℃及以下气温条件下正常工作的剩余电流动作断路器；
　　
　　②与制造厂协商定制具有抗磁场干扰功能的剩余电流动作断路器(加装屏蔽装置)；
　　
　　③现场施工人员可在安装剩余电流动作断路器之前，用磁针判断拟定的安装位置所受外磁场干扰的程序，以便调整。
　　
　　2额定剩余动作电流及分断时间选配的不合理
　　
　　(1)额定剩余动作电流选配不合理：
　　
　　"安装剩余电流动作保护器作总保护的低压电力网，其剩余动作电流不应大于保护器额定剩余动作电流的50%，达不到要求时应进行整修。"
　　
　　根据规定可知，要躲过电力网的正常剩余动作电流，还要使这一电流不大于总保护器额定动作电流的50%，是选择总保护器额定动作电流的关键。电力网的正常泄漏电流，系指非故障情况下各相对地以及其它因素形成的电流，它是由容性泄漏电流和阻性泄漏电流所组成。
　　
　　①容性泄漏电流。对于低压电力网而言，由于电压低,且网络短，各相对地的分布电容相差不大，故容性泄漏电流可忽略不计。
　　
　　但是，对于采用"两线一地制"供电、所产生的容性泄漏电流则必须认真对待。由于"两线一地制"的工作接地与穿过剩余电流动作断路器的零序电流互感器的中性线(N线)，使用同一个接地装置，所以这一容性电流，可使剩余电流动作断路器中的零序电流互感器感应出容性泄漏电流，从而导致剩余电流动作断路器误动作。
　②阻性泄漏电流。就低压电力网而言，相对地的绝缘电阻，由于受气候条件和空气导电尘埃的影响，阻值波动较大，且三相相差悬殊，特别是单、三相混合供电的TT系统及TN-C系统，尤为显著。
　　
　　可见，由容性泄漏电流和阻性泄漏电流形成的电力网正常泄漏电流，是一个受多种因素影响、不断变化的量。而部分工作人员，在选择额定动作电流时，却忽视了这种情况的存在，故导致剩余电流动作断路器频繁的误动作。针对这一问题，认为应采取以下措施：
　　
　　建议选择具有"动作电流可调"功能的剩余电流动作断路器。其额定剩余动作电流分为三档可调,且范围较大，能够满足选择要求；
　　
　　工作人员应在安装总保护的低压电力网送电之前，使用兆欧表测量各相及中性线对地的绝缘电阻，其绝缘阻值应达到要求并基本平衡，若相差悬殊，则应查找原因并进行处理；
　　
　　工作人员应在安装总保护的低压电力网送电之后(不带负载)，使用毫安表测量电力网的正常电流；
　　
　　根据现场所测的正常泄漏电流IZO，按照IZO≤0.5IΣD(IΣD-总保护的额定动作电流)选取剩余电流动作断路器的额定动作电流。
　　
　　(2)分断时间选配不合理：
　　
　　在合理选配总保护额定动作电流的同时，还应根据确定的保护方式合理选配分断时间。各级保护器动作时间的配合应按照0.2s这个阶梯增加，而不应该选择统一的动作时间，这样可达到：
　　
　　能将事故设备就近从电网中切除，以免影响其它正常设备的用电；
　　
　　防止越级跳闸，扩大事故面；
　　
　　还可作为下一级保护器的后备保护。
　　
　　3保护方式不完善
　　
　　目前，部分地区采用的分级保护方式为：装设总保护和末级保护(保护的范围仅限于居民照明的单相供电网络)，而未装设中级保护。这种不完善的保护方式，对于单、三相混合供电的低压电力网来说，存在着以下死角和弊端：
　　
　　(1)如前所述，总保护的额定动作电流是按照躲过正常泄漏电流确定的，故额定动作电流较大。由于部分用电设备未装设末级保护，所以当发生人身触电事故时，总保护极有可能拒动。 (2)当未装设末级保护的任一用电设备发生接地故障时，总保护都会无选择的动作，这无疑扩大了事故停电的范围，同时也不利于事故点的查找。
　　
　　针对目前存在的这个问题，应采取的措施是：完善末级保护，增设中级保护(视网络实际情况而定)，不留死角、消除弊端。
　　
　　4导致总保护误动、拒动或不动作的其它原因
　　
　　(1)保护器在安装使用过程中若遭受剧烈碰撞或震动，会造成整体结构松动,操作机构失灵，导致误动作。
　　
　　(2)保护器负载侧的中性线与保护线混用，或重复接地，会使正常工作电流经接地点分流入地，导致保护器误动作；
　　
　　(3)三极剩余电流动作断路器，误用于三相四线供电网络中，由于中性线中的正常工作电流不流经零序电流互感器，所以当启动单相负载时，剩余电流动作断路器就会动作。
　　
　　(4)当人体同时触及负载侧的两条相线或相线与中性线时，剩余电流动作断路器不能提供安全保护。
　　
　　(5)通过宣传让广大用户知道，即使安装使用了剩余电流动作断路器，不能认为万无一失，而产生麻痹大意的思想。
　　
　　5安装后的现场检测
　　
　　安装后的现场检测，其主要目的：
　　
　　(1)考核保护器抗冲击电流的能力是否满足使用的条件及要求；
　　
　　(2)通过试验按钮模拟人体触电情况，检测该保护器动作的可靠性；
　　
　　(3)在现场各项实际参数的基础上，通过使用试验电阻接地、检测保护器动作的可靠性。
　　
　　安装保护器是一项利国利民、保证用电设备及人身和安全的重要技术措施，正确的安装使用保护器固然重要；处理解决目前存在的问题,不留死角消除隐患的工作也同样重要，并应引起我们的高度重视。否则，电力企业可能要承担事故的责任。