漏電保護(hù)器頻繁跳閘原因分析

■ 福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 林智泉

漏電保護(hù)器具有動(dòng)作靈敏、切斷時(shí)間迅速的優(yōu)點(diǎn)，是高校實(shí)驗(yàn)室安全用電的保障，但若漏電保護(hù)器頻繁跳閘會(huì)影響上課和做實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重的將影響到教學(xué)和科研生產(chǎn)的進(jìn)程，所以研究漏電保護(hù)器頻繁跳閘原因有其必要。

1 漏電保護(hù)器的工作原理

目前廣泛應(yīng)用的是電流型漏電保護(hù)器，該漏電保護(hù)器是由零序電流互感器、放大器、斷路器以及脫扣裝置組成。正常情況下，三相負(fù)荷電流和對(duì)地漏電流基本平衡，流過(guò)互感器一次線圈電流的矢量和約為零，此時(shí)零序互感器二次線圈無(wú)輸出。當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)，觸電電流通過(guò)大地形成回路，負(fù)載側(cè)有對(duì)地泄載電流，零序電流互感器的矢量和不為零，零序電流互感器二次繞組中便產(chǎn)生互感電壓，使二次線圈輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、比較元件判斷，如達(dá)到預(yù)定動(dòng)作值，即發(fā)送執(zhí)行信號(hào)給脫扣器，接通電磁脫扣器電源，電磁脫扣器吸合，使斷路器跳閘，從而達(dá)到漏電保護(hù)器的作用。

2 高校實(shí)驗(yàn)室漏電保護(hù)器頻繁跳閘原因分析

2.1 漏電保護(hù)器本身有一定的局限性

(1)目前的漏電保護(hù)器 ，不論是電磁型還是電子型均采用磁感應(yīng)電壓互感器拾取用電設(shè)備主回路中的漏電流，三相或三相四線在磁環(huán)中不可能布置完全均衡，在實(shí)驗(yàn)室有較多的單相負(fù)荷，三相電流不可能完全平衡，會(huì)在有很高導(dǎo)磁率磁環(huán)中感應(yīng)出一定的電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)大到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)器跳閘。又由于額定電流越大的漏電保護(hù)器采用相對(duì)較大的磁環(huán)，產(chǎn)生的漏電磁通也相對(duì)較大 ，而且漏電流要克服磁環(huán)本身的磁化力 ，導(dǎo)致實(shí)際使用的漏電保護(hù)器額定電流越大，靈敏度越低，誤動(dòng)率也越大。

(2)漏電保護(hù)器在額定漏電動(dòng)作電流和額定漏電不動(dòng)作電流之間有一段動(dòng)作不確定區(qū)域，漏電保護(hù)器的漏電電流在此區(qū)域內(nèi)波動(dòng)時(shí)，可能導(dǎo)致漏電保護(hù)器無(wú)規(guī)律跳閘。

2.2漏電保護(hù)器選型不合理

(1) 末級(jí)開關(guān)箱內(nèi)使用的額定漏電動(dòng)作電流超過(guò)了30mA或者是超過(guò)用電設(shè)備額定漏電電流兩倍以上的漏電保護(hù)器，或是選用了帶延時(shí)型的漏電保護(hù)器，由于額定漏電動(dòng)作電流的提高或保護(hù)靈敏度的下降，發(fā)生漏電故障時(shí)，末級(jí)漏電保護(hù)器沒(méi)有動(dòng)作，上級(jí)漏電保護(hù)器就可能動(dòng)作，造成停電范圍的擴(kuò)大。

(2)高校實(shí)驗(yàn)室需要電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的設(shè)備比較多，如搖床、離心機(jī)等，還有像空調(diào)器、電冰箱等起動(dòng)時(shí)電流也都比較大，如果漏電保護(hù)器按設(shè)備的額定電流選用，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的大電流可能會(huì)使漏電保護(hù)器跳閘，對(duì)于這類用電設(shè)備一般應(yīng)選用對(duì)浪涌過(guò)電壓、過(guò)電流不太敏感的電磁型漏電保護(hù)器，實(shí)驗(yàn)室漏電保護(hù)器容量的選擇：多臺(tái)異步機(jī)總電流應(yīng)是最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍加上其余電動(dòng)機(jī)額定電流，還要加上其它電器的額定電流。

(3)末級(jí)漏電保護(hù)的上級(jí)漏電保護(hù)額定漏電動(dòng)作電流和額定漏電不動(dòng)作電流選擇過(guò)小，沒(méi)有考慮漏電保護(hù)器后的配電線路上可能有相對(duì)較大的正常泄漏電流。一般推薦上一級(jí)漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流大于或等于下一級(jí)漏電保護(hù)器中最大的一臺(tái)漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流的1.5倍。

2.3漏電保護(hù)器的接線問(wèn)題

(1)使用單相負(fù)載，而中性線未穿過(guò)漏電保護(hù)器。

(2)中性線穿過(guò)漏電保護(hù)器后，直接接地或通過(guò)用電設(shè)備等接地，漏電保護(hù)器將保護(hù)跳閘；中性線對(duì)地絕緣不良或接地不良，似接非接，導(dǎo)致漏電保護(hù)器無(wú)規(guī)律跳閘。

(3)中性線穿過(guò)漏電保護(hù)器后 ，同其他漏電保護(hù)器的中性線或與其他沒(méi)有裝設(shè)漏電保護(hù)器的中性線連在一起。

(4)選用三相四線或四極的電子式漏電保護(hù)器用于三相或雙相負(fù)載，中性線未引入漏電保護(hù)器或雖引入但虛接，致使漏電保護(hù)器控制回路無(wú)電源而拒動(dòng)。一旦發(fā)生漏電事故，引起上級(jí)漏電保護(hù)器動(dòng)作。

(5)三相負(fù)載如電動(dòng)機(jī)一般不接中性線，使用四芯電纜 ，其中有一芯應(yīng)接PEN保護(hù)線和電動(dòng)機(jī)外殼，但在有些情況下，這根 PEN保護(hù)線接在了PE中性線上，在只有三相負(fù)載或有雙相負(fù)載，但三相平衡時(shí)系統(tǒng)能正常運(yùn)行，在有單相負(fù)載或負(fù)載不平衡，中性點(diǎn)發(fā)生偏移時(shí)，就會(huì)使上級(jí)漏電保護(hù)器跳閘，如果中性線電阻較大時(shí)，可能造成漏電保護(hù)器無(wú)規(guī)律跳閘。

(6)漏電保護(hù)器后的負(fù)載沒(méi)有平均分配。漏電保護(hù)器后的電動(dòng)機(jī)線路對(duì)地漏電流矢量和不為零，對(duì)于末級(jí)保護(hù)的上級(jí)漏電保護(hù)，如果各個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備接線極不平衡 ，就會(huì)使通過(guò)它的漏電流增加 ，同時(shí)使中性線對(duì)地電位抬高，增加了上級(jí)漏電保護(hù)器跳閘機(jī)率。在用電設(shè)備和線路發(fā)生漏電故障或漏電電流增加時(shí)，會(huì)造成上級(jí)漏電保護(hù)先于末級(jí)漏電保護(hù)或兩漏電保護(hù)同時(shí)跳閘。

(7)中性線斷線或接觸不良，致使中點(diǎn)電位偏移零電位，增加了中性線漏電和引發(fā)其他故障的幾率。

2.4用電設(shè)備及用電線路漏電

有的實(shí)驗(yàn)室用電設(shè)備新舊參差不齊，舊的設(shè)備漏電電流比較大，容易造成漏電保護(hù)器跳閘，像烘干箱、電爐等都比較容易漏電，是造成漏電保護(hù)器頻繁跳閘的直接原因。有些線路使用了質(zhì)量低劣的絕緣導(dǎo)線或通過(guò)穿管后磨破了絕緣層，還有線路接頭包扎不好等，產(chǎn)生漏電，造成了末級(jí)漏電保護(hù)器跳閘，如果末級(jí)漏電保護(hù)器損壞或末級(jí)漏電保護(hù)器退出，將造成上級(jí)漏電保護(hù)器的頻繁跳閘。

2.5 其它的原因

(1)雷電過(guò)電壓。雷擊時(shí)正逆變換過(guò)程引起的過(guò)電壓通過(guò)架空線路、絕緣電線、電纜和電氣設(shè)備的對(duì)地電容，產(chǎn)生對(duì)地泄漏電流，足以使剩余電流保護(hù)器發(fā)生動(dòng)作，甚至直接損壞。對(duì)于雷電過(guò)電壓干擾引起跳閘的原因，除在架空線路上安裝避雷器或擊穿間隙外，并在總配電箱處安裝 150mA、0．2s的延時(shí)型漏電斷路器。

(2)中性點(diǎn)位移過(guò)壓。中性點(diǎn)過(guò)電壓過(guò)高時(shí)將造成保護(hù)器的電源及電子電路的損壞 ；過(guò)低時(shí)會(huì)引起電磁開關(guān)因吸跳動(dòng)率不足而拒動(dòng)。為了防止中性點(diǎn)位移過(guò)電壓損壞或降低漏電斷路器的靈敏度 ，應(yīng)調(diào)整負(fù)載，使之盡可能均勻地分布在三相線上 ，調(diào)換分支線相序，減小三相絕緣電阻不平衡電流，交換中性線 ，使導(dǎo)線截面不小于各相線的導(dǎo)線截面。

(3)實(shí)驗(yàn)室有照明線路亂拉亂接現(xiàn)象，導(dǎo)線老化、線路和用電設(shè)備絕緣電阻比較低甚至接地，致使保護(hù)器頻繁動(dòng)作或不能投入運(yùn)行。

(4)線路排列混亂，當(dāng)大型設(shè)備起動(dòng)時(shí)瞬時(shí)大電流會(huì)使線路與大地間產(chǎn)生分路電容，而當(dāng)電流恢復(fù)正常時(shí)，電容放電而使漏電開關(guān)誤動(dòng)作。

(5)一臺(tái)漏電保護(hù)器控制多個(gè)回路時(shí)，多個(gè)微小的漏電流積累在一起，就可能引起剩余電流保護(hù)器動(dòng)作 。

(6)剩余電流保護(hù)器受環(huán)境條件的影響，比如夏季出現(xiàn)的高溫，潮濕，或保護(hù)器附近安裝有強(qiáng)烈振動(dòng)的電器機(jī)械設(shè)備等，使保護(hù)器的元件產(chǎn)生銹蝕，以致引起保護(hù)器的誤動(dòng)作。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，漏電保護(hù)器頻繁跳閘是各種因素綜合作用的結(jié)果，最主要的是要合理布置漏電保護(hù)器，正確選擇漏電保護(hù)器和接線，使每個(gè)范圍內(nèi)的二或三級(jí)漏電保護(hù)器處于有效保護(hù)狀態(tài)；另一方面就是要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室用電器的管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)的維護(hù)，減少漏電保護(hù)器的跳閘，給正常的教學(xué)和科研生產(chǎn)創(chuàng)造較好的供電條件。

(1)辛長(zhǎng)平.電工實(shí)用技術(shù)問(wèn)答 [M]電子工業(yè)出版社，北京.2004、5：63.

(2)林智泉.低壓配電系統(tǒng)中漏電保護(hù)器的設(shè)置[J] 電氣時(shí)代，2006(6):139