浅谈漏电保护与漏电断路器

　　
　　摘要：漏电保护在电气安全领域尚属比较新的技术。漏电保护器(简称rcd)是现时有效防止接地故障引起人身电击和电气火灾的保护电器。
　　关键字：漏电保护，漏电保护器，电气火灾
　　漏电保护在电气安全领域尚属比较新的技术。近三十年来，随着电子技术的发展，高灵敏度、快速动作型漏电保护装置获得了极大的发展。德国、法国、英国、美国、日本等国乃至国际电工委员会都先后建立和修订了漏电保护装置的产品标准及其关联标准和法规。在我国漏电保护装置生产厂家众多，产品品种繁多，国家制订了国家标准《漏电电流动作保护器》（GB6829-86），该标准对漏电保护器的特性、分类、工作条件和安装条件、结构与性能要求、试验方法、检验规则等方面作出了明确的规定。
　　目前,我们大都选用DZ20L系列四级漏电断路器作为漏电总保护。在安装使用的过程中，由于部分漏电断路器频繁的误动作而无法正常供电，工作人员因此拆除了其内部的漏电脱扣器，使漏电断路器丧失了漏电保护的功能。
　　国际电工委员会标准IEC4.79(电流通过人体的效应)确定，通过人体的交流50Hz电流不超过30mA时，人体不会因发生心室纤维性颤动而死亡，它与人体潮湿程度、接触电压高低无直接关系。因此，国际电工标准在所有防人身电击的条文中，都规定采用动作电流不大于30mA的rcd。据此在医院手术室、浴室等电击危险大的场所都可装用动作电流为30mA的rcd来防人身电击。
　　近几年来，全国火灾事故数量呈上升趋势。从上世纪八十年代起，电气火灾便逐渐成为各类火灾中的“主角”。有关资料显示，到1999年，全国发生的电气火灾比10年前翻了一番，高达1万次，占各类火灾事故的30％以上。而到了2002年，已占各类火灾事故的35％以上。在农村火灾原因中，电气列第二位；在城市火灾原因中，电气则被排在了第一的位置。频频发生的电气火灾原因何在？
　　接地电弧性短路——最危险且多发的电气火灾隐患
　　电气短路可分为相间短路和单相接地短路。相间短路一般能够产生较大的短路电流，该短路电流使过流保护装置动作，及时切断电源，较少发生电弧性短路。单相接地短路可分为金属性短路和电弧性短路。金属性短路起火的危险并不大。主要因为短路电流大，过流保护装置在短路电流的作用下短时间内切断电源。而电弧性短路由于故障点接触不良，未被熔融而迸发出电弧或电火花。由于发生电弧性短路的故障点阻抗较大，它的短路电流并不大，断路器难以动作（保险丝一般不会被熔断），从而使电弧持续存在。据测，仅略大于0.5A的电流产生的电弧温度即可高达2000℃--3000℃，足以引燃任何可燃物，而且电弧的维持电压低至20V时仍可使电弧连续稳定存在，难以熄灭。这种短路电弧常成为电气火灾的点火源。因此，接地电弧性短路是最危险且多发的电气火灾起因。
　　要防止电弧性接地短路，应大力推广使用带漏电保护功能的断路器，漏电保护器(简称rcd)是现时有效防止接地故障引起人身电击和电气火灾的保护电器。就一般建筑而言，除线路末端装设30mA的漏电保护器（rcd）外，进线处应装设带漏电保护功能的三相四线断路器，漏电动作电流可选300mA或500mA，带0.15－0.3秒延时。带漏电保护功能的断路器其延时功能可与第二级30mA的RCD配合，实现选择性保护，而且500mA以下电弧能量尚不足以引燃起火，因此，如果我国能在楼房的电源进线上装设带漏电保护功能的断路器，就可有效地消除接地电弧产生的隐患，从而大幅度降低我国单相接地短路引发的火灾。
　　在线路短路中大部分是接地故障，即相线与大地、电气设备外壳、金属结构管道之间的短路。接地故障既能引起人身电击事故，也比相间短路、单相短路容易引起电气火灾。我国《低压配电设计规范》(GB50054－95)规定，配电线路都应有接地故障保护，而rcd是最有效的接地故障保护电器。当发生电弧性接地故障起火时，因电弧电流小，断路器、熔断器往往不能在火灾发生前切断电源，而rcd则能立即动作切断电源。因此，除在手握式、移动式设备终端线路上安装30mA瞬动rcd外，还应在电源总干线上安装带少许延时的漏电保护功能的断路器，如图1所示。它主要用于防接地故障引起的电气火灾和线路对地电位升高事故，保护范围无死区。

两级漏电保护示意图
　　图中rcd1和rcd2的动作应有选择性，以避免越级跳闸扩大停电面。选择性不能靠rcd动作电流的大小来提供。如果rcd1和rcd2的动作电流差2～3倍，但如果都是瞬时动作，当线路末端发生故障电流为几十安的接地故障时，故障电流都超过动作电流的百倍以上，两级rcd都瞬时动作，无法保证选择性。因此各个级次rcd间的动作选择性只能靠动作时间的长短不同来保证，即图1中的rcd2的动作应带有适当的延时，例如图中所示rcd1的动作时间t1≤0.04s，rcd2的动作时间t2=0.3s。
　　漏电保护的检验
　　现时施工验收时常用揿按rcd试验按钮或模拟接地故障的办法来检验rcd是否能动作，这两种方法不十分可靠。因前者只能说明rcd本身能动作，不能说明安装是否正确，保证发生接地故障时也肯定能动作；而后者只是定性检测而非定量检测。随着我国电气技术的发展，我国已生产出能测定rcd的动作电流、动作时间以及线路和设备正常泄漏电流的仪表，使用这种仪表检测得出的结果将更为可靠和准确。
　　当发生人体单相触电事故时（这种事故在触电事故中几率最高），即在漏电保护器负载侧接触一根相线（火线）时它能起到很好的保护作用。如果人体对地绝缘，此时触及一根相线一根零线时，漏电保护器就不能起到保护作用。由于漏电保护器的作用是防患于未然，电路工作正常时反映不出来它的重要，往往不易引起大家的重视。有的人在漏电保护器动作时不是认真地找原因，而是将漏电保护器短接或拆除，这是极其危险的，也是绝对不允许的。漏电保护器的安全运行要靠一套行之有效的管理制度和措施来保证。除了做好定期的维护外，还应定期对漏电保护器的动作特性（包括漏电动作值及动作时间、漏电不动作电流值等）进行试验，做好检测记录，并与安装初始时的数值相比较，判断其质量是否有变化。在使用中要按照使用说明书的要求使用漏电保护器，并按规定每月检查一次，即操作漏电保护器的试验按钮，检查其是否能正常断开电源。在检查时应注意操作试验按钮的时间不能太长，一般以点动为宜，次数也不能太多，以免烧毁内部元件。漏电保护器一旦损坏不能使用时，应立即请专业电工进行检查或更换。如果漏电保护器发生误动作和拒动作，其原因一方面是由漏电保护器本身引起，另一方面是来自线路的缘由，应认真地具体分析，不要私自拆卸和调整漏电保护器的内部器件。
　　安装后的现场检测
　　安装后的现场检测，是漏电断路器作为漏电保护投运前一项必不可少的重要环节。为此，《农村低压电力技术规程》第4.6.4条做出了明确规定：“保护器安装后应进行如下检测：带负荷分、合开关3次，不得误动作；用试验按钮试验3次，应正确动作；各相用试验电阻接地试验3次，应正确动作。”
　　进行安装后的现场检测，其主要目的：
　　(1)考核该漏电断路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，检测该漏电断路器动作的可靠性；
　　(3)在现场各项实地参数的基础上，通过使用试验电阻接地，检测该漏电断路器动作的可靠性。
　　因由此可见，只有完成以上的检测项目并全部合格后，投运的漏电断路器方能够安全可靠的运行。
　　漏电保护是一项利国利民、保证用电设备及人身及安全的重要技术措施，正确的安装使用漏电保护器固然重要，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主要责任、部分责任或连带责任。
　　