漏電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)

1、談起重機(jī)漏電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)摘要： 通過(guò)對(duì)起重機(jī)低壓漏電保護(hù)裝置的分析，探討漏電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)方法關(guān)鍵詞：漏電保護(hù)裝置 工作原理 檢驗(yàn)方法起重機(jī)械工作環(huán)境惡劣，尤其露天用起重機(jī)械經(jīng)風(fēng)吹日曬，電氣設(shè)備容易老化絕緣降低，造成漏電，易發(fā)生人身觸電事故。低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器(剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，簡(jiǎn)稱RCD)是防止電擊事故的有效措施之一，也是防止漏電引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。在起重機(jī)檢驗(yàn)規(guī)程中要求起重機(jī)必須安裝漏電保護(hù)器，但在檢驗(yàn)方法中都沒(méi)有涉及如何對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，想撰文探討該項(xiàng)目的檢驗(yàn)方法。在探討漏電保護(hù)器檢驗(yàn)方法之前，有必要先概述一下漏電保護(hù)裝置的類型、組成、工作原理和不同

2、供電系統(tǒng)的安裝要求。1、類型、組成和工作原理1.1類型所謂漏電保護(hù)器是指當(dāng)電路中的漏電電流超過(guò)允許值時(shí)，能夠自動(dòng)切斷電源或報(bào)警的漏電保護(hù)裝置，包括各類漏電斷路器、帶漏電保護(hù)的插頭(座)、漏電保護(hù)繼電器、漏電火災(zāi)報(bào)警器、帶漏電保護(hù)功能的組合電器等。按反映信號(hào)的種類，漏電保護(hù)器可分為電壓型和電流型兩大類。目前，國(guó)內(nèi)外廣泛使用的是電流型漏電保護(hù)裝置。根據(jù)漏電流動(dòng)作保護(hù)器GB682986 分類規(guī)定，按極數(shù)和線數(shù)可分為：?jiǎn)螛O二線漏電保護(hù)器；二極漏電保護(hù)器：二極三線漏電保護(hù)器；三極漏電保護(hù)器；三極四線漏電保護(hù)器；四極漏電保護(hù)器。按過(guò)電流保護(hù)分類：不帶過(guò)電流保護(hù)的漏電保護(hù)器，典型的產(chǎn)品有FIN(電磁式)、D

3、ZL18(電子式)等；帶過(guò)流保護(hù)的漏電保護(hù)器；帶短路保護(hù)的漏電保護(hù)器；帶過(guò)載和短路保護(hù)的漏電保護(hù)器，典型產(chǎn)品有DZ15L系列、AB62型、FI/LS型(電磁式)和DZ10L型、S-L系列(電子式)等。1.2 漏電保護(hù)裝置的組成其構(gòu)成主要有三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即檢測(cè)元件、中間環(huán)節(jié)(包括放大元件和比較元件)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其次，還具有輔助電源和試驗(yàn)裝置，見(jiàn)圖1   圖1 漏電保護(hù)裝置方框圖（1） 檢測(cè)元件。它是一個(gè)零序電流互感器，被保護(hù)主電路的相線和中性線穿過(guò)環(huán)行鐵心構(gòu)成了互感器的一次線圈N1，均勻纏繞在環(huán)行鐵心上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈 N2。檢測(cè)元件的作用是將漏電電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電

4、壓或功率信號(hào)輸出給中間環(huán)節(jié)。 （2） 中間環(huán)節(jié)。其功能是對(duì)檢測(cè)到的漏電信號(hào)進(jìn)行處理。中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器(或繼電器)等。不同型式的漏電保護(hù)裝置在中間環(huán)節(jié)的具體構(gòu)成上型式各異。 （3） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號(hào)，實(shí)施動(dòng)作，自動(dòng)切斷故障處的電源。執(zhí)行機(jī)構(gòu)多為帶有分勵(lì)脫扣器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)或交流接觸器。 （4） 輔助電源。當(dāng)中間環(huán)節(jié)為電子式時(shí)，輔助電源的作用是提供電子電路工作所需的低壓電源。 （5) 試驗(yàn)裝置。這是對(duì)運(yùn)行中的漏電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查時(shí)所使用的裝置。通常是用一只限流電阻和檢查按鈕相串聯(lián)的支路來(lái)模擬漏電的路徑，以檢驗(yàn)裝置能否正常動(dòng)作。1.3電流型漏電保護(hù)器的

5、工作原理電流型漏電保護(hù)器所檢測(cè)到的是剩余電流既被保護(hù)電路內(nèi)相線和中性線電流瞬時(shí)值的代數(shù)和（其中包括中性線的三相不平衡電流和諧波電流），此電流既為正常時(shí)的泄露電流和故障時(shí)的接地故障電流（見(jiàn)圖2）。在被保護(hù)電路工作正常、沒(méi)有發(fā)生漏電或觸電的情況下，由克希荷夫定律可知，通過(guò)TA一次側(cè)電流的相量和等于零。即 IL1+IL2+IL3+IN0此時(shí)，TA二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作，系統(tǒng)保持正常供電。 當(dāng)被保護(hù)電路發(fā)生漏電或有人觸電時(shí)，由于漏電電流的存在，通過(guò)TA一次側(cè)各相負(fù)荷電流的相量和不再等于零，即IL1+IL2+IL3+IN0產(chǎn)生了剩余電流，TA二次側(cè)線圈就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，此

6、信號(hào)經(jīng)中間環(huán)節(jié)進(jìn)行處理和比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，使主開(kāi)關(guān)分勵(lì)脫扣器線TL通電，驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)GF自動(dòng)跳閘，迅速切斷被保護(hù)電路的供電電源，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 圖2 電流型漏電保護(hù)器工作原理圖2、不同的供電系統(tǒng)對(duì)漏電保護(hù)的安裝要求造成漏電保護(hù)裝置的誤動(dòng)和拒動(dòng)的因素很多，排除選型和裝置本身的原因外，大多原因是安裝和接線錯(cuò)誤，使中性線不經(jīng)漏電保護(hù)裝置或中性線直接與保護(hù)地線連接，導(dǎo)致 RCD誤動(dòng)作。2.1用于TN供電系統(tǒng)的要求所謂TN供電系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。TN系統(tǒng)中根據(jù)中性線與保護(hù)線的連接方式可分為TN-S、TN-C、TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)

7、是指整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開(kāi)的；TN-C系統(tǒng)是指整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)是合一的；TN-C-S系統(tǒng)是指系統(tǒng)中有一部分線路的中性線與保護(hù)線是合一的。漏電保護(hù)器安裝和運(yùn)行 中規(guī)定“在TN系統(tǒng)中，當(dāng)電路發(fā)生絕緣損壞故障，其故障電流值小于過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值時(shí)，需裝漏電保護(hù)器”；起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)內(nèi)容要求與方法中對(duì)塔式起重機(jī)要求“整體金屬結(jié)構(gòu)的接地型式應(yīng)采用TN-S接地系統(tǒng)，并設(shè)漏電保護(hù)器”。漏電保護(hù)器用于TN系統(tǒng)時(shí)的接線方法如圖3（a）和圖3（b）所示。圖3（a） 漏電保護(hù)器用于TN-S系統(tǒng)時(shí)的接線方法圖3（b）漏電保護(hù)器用于TN-C-S系統(tǒng)時(shí)的接線方法TN-S系統(tǒng)的中性線必須和相線一起穿過(guò)R

8、CD的電流互感器，但TN-S系統(tǒng)的PE線則不得穿過(guò)，如果穿過(guò)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，相線和PE線的故障電流在電流互感器中感應(yīng)的電磁場(chǎng)互相抵消，RCD將檢測(cè)不出故障電流而不動(dòng)作。 在TN-C供電系統(tǒng)中，工作零線N和保護(hù)零線PE公用一根零線，通過(guò)了RCD， 當(dāng)接零負(fù)載設(shè)備漏電時(shí)，出現(xiàn)相零短路電流使熔斷器熔斷，動(dòng)作靈敏的RCD卻沒(méi)有動(dòng)作，這是接線錯(cuò)誤造成的。正確地安裝方法應(yīng)該是，在三相四線制進(jìn)戶線處，首先對(duì)零線重復(fù)接地；從重復(fù)接地處拉出一根專用保護(hù)零線PE，和工作零線N相互獨(dú)立，改進(jìn)戶線為三相五線制供電既TN-C-S系統(tǒng)；中性線穿入RCD，PE線直接接設(shè)備的外露導(dǎo)電部分，這時(shí)RCD才

9、能檢測(cè)出接地故障電流，RCD后的中性線不應(yīng)接地或接另一回路。 在采用漏電保護(hù)器的TN系統(tǒng)中，使用的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可根據(jù)電擊防護(hù)措施具體情況，采用單獨(dú)接地，形成局部TT系統(tǒng)，見(jiàn)圖3（a）和圖3（b）中的方框部分。2.2 用于TT供電系統(tǒng)的要求TT供電系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)接地線接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無(wú)關(guān)的接地極。TT系統(tǒng)的電氣線路或電氣設(shè)備，應(yīng)優(yōu)考慮裝設(shè)漏電保護(hù)器，作為防電擊的保護(hù)措施。起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)內(nèi)容要求與方法中對(duì)橋架型起重機(jī)要求“采用TT接地系統(tǒng)時(shí)，起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的接地電阻與漏電保護(hù)器動(dòng)作電流的乘積應(yīng)不大于50V”，TT系統(tǒng)是三相四線供電系統(tǒng)

10、，屬保護(hù)接地，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，其外殼沒(méi)有接零保護(hù)的三相不平衡電流和電壓。漏電保護(hù)器用于TT系統(tǒng)時(shí)的接線方法如圖4所示。圖4 漏電保護(hù)器用于TT系統(tǒng)時(shí)的接線方法2.3 用于IT供電系統(tǒng)的要求IT供電系統(tǒng)是指變壓器中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)主要用于存在爆炸性危險(xiǎn)混合物的環(huán)境，如煤礦井下供電的供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)必須裝設(shè)漏電保護(hù)器，才能確保安全。該檢漏繼電器的檢測(cè)元件與TN漏電保護(hù)器不同，其檢測(cè)元件為三相電抗器和零序電抗器組成。目前所接觸到的起重機(jī)的供電都是采取TN或TT系統(tǒng)，為篇幅所限，用于IT供電系統(tǒng)漏電保護(hù)器不再此論述。3、漏電保護(hù)器的檢驗(yàn)3.1檢驗(yàn)時(shí)，首先應(yīng)確認(rèn)漏電保護(hù)器選型是否正確，具體如下

11、：檢查漏電保護(hù)器銘牌、合格證和使用說(shuō)明書是否一致；確認(rèn)起重機(jī)設(shè)備的供電型式，檢查其選型是否符合下列要求；a.三相三線式380V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用三級(jí)式漏電保護(hù)器；b.三相四線式380V電源供電的電氣設(shè)備，或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路，應(yīng)選用三級(jí)四線式，四級(jí)四線式漏電保護(hù)器。. 確認(rèn)漏電保護(hù)器的額定電壓、額定電流、短路分?jǐn)嗄芰?、額定漏電動(dòng)作電流、分?jǐn)鄷r(shí)間應(yīng)滿足被保護(hù)供電線路和電氣設(shè)備的要求。a.選擇漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流值時(shí)，應(yīng)充分考慮到被保護(hù)線路和設(shè)備可能發(fā)生的正常泄漏電流值，必要時(shí)可通過(guò)實(shí)際測(cè)量取得被保護(hù)線路或設(shè)備的泄漏電流值。b.選用的漏電保護(hù)器的額定漏電不動(dòng)作電流，應(yīng)不小

12、于電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流的最大值的2倍。檢查選用漏電保護(hù)器是否符合電氣設(shè)備的環(huán)境要求。a.漏電保護(hù)器的防護(hù)等級(jí)應(yīng)與使用環(huán)境條件相適應(yīng)；b.對(duì)電源電壓偏差較大的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器；c.在高溫或特低溫環(huán)境中的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器；d.雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)的電氣設(shè)備應(yīng)選用沖擊電壓不動(dòng)作型漏電保護(hù)器；e.安裝在電磁干擾強(qiáng)烈的地方如電加工車間、無(wú)線電發(fā)射周圍，應(yīng)優(yōu)先選用電磁式漏電保護(hù)器。f.安裝在沖擊振蕩強(qiáng)烈的地方如操作力較大的接觸器旁應(yīng)優(yōu)先選用電子式漏電保護(hù)器。g. 安裝在易燃、易爆、潮濕或有腐蝕性氣體等惡劣環(huán)境中的漏電保護(hù)器，應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用特殊防護(hù)條件的漏電保護(hù)器

13、，否則應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。3.2檢查漏電保護(hù)器安裝的正確性。漏電保護(hù)器的接線必須正確,輸入端和輸出端,相線和零線不得反接或接錯(cuò)。a.必須嚴(yán)格區(qū)分中性線和保護(hù)線，三級(jí)四線式或四級(jí)式漏電保護(hù)器的中性線應(yīng)接入漏電保護(hù)器。經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器的中性線不得作為保護(hù)線，不得重復(fù)接地或接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分，因?yàn)槿糁行渣c(diǎn)上設(shè)置重復(fù)接地，則部分不平衡電流經(jīng)重復(fù)接地點(diǎn)大地電源中性點(diǎn)形成閉合回路，這時(shí)將引起漏電保護(hù)器發(fā)生誤動(dòng)作。保護(hù)線不得接入漏電保護(hù)裝置。否則會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)器誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。b同樣，檢驗(yàn)時(shí)要特別注意的是，TT系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)和不裝設(shè)漏電保護(hù)的設(shè)備不能共用一個(gè)接地裝置。否則有可能造成漏電保護(hù)器不動(dòng)作。事

14、故發(fā)生過(guò)程如圖5所示。圖5 TT系統(tǒng)中不正確的漏電保護(hù)接線方法假設(shè)電動(dòng)機(jī)M1絕緣損壞，該設(shè)備外殼上出現(xiàn)對(duì)地電壓Ue，由于M1與M2共用一接地裝置，M2的外殼上也會(huì)出現(xiàn)對(duì)地電壓。若作業(yè)人員接觸到M2的外殼，將可能發(fā)生觸電事故。電流通路為：電流沿著A1M1的外殼M2的外殼接觸人大地返回電源中性點(diǎn)。此時(shí)雖然M2上裝設(shè)了漏電保護(hù)器，而漏電電流卻未經(jīng)過(guò)M2的漏電保護(hù)器，故漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作。3.3 TT系統(tǒng)漏電保護(hù)器動(dòng)作電壓的檢驗(yàn)采用TT接地系統(tǒng)的，起重機(jī)檢規(guī)中要求計(jì)算漏電保護(hù)器的動(dòng)作電壓值，其具體計(jì)算過(guò)程如下：（1） 首先檢驗(yàn)負(fù)載側(cè)的對(duì)地電阻值R();（2） 查對(duì)漏電保護(hù)器動(dòng)作電流I0(A);（3）

15、計(jì)算動(dòng)作電壓值U（V）U= I0×RU50V為合格，否則需要采取措施降低接地電阻值。接地電阻可以用接地電阻儀來(lái)測(cè)量。3.4、其他接地系統(tǒng)漏電保護(hù)器動(dòng)作電壓的檢驗(yàn)對(duì)于其他接地系統(tǒng)，檢規(guī)沒(méi)有規(guī)定具體的動(dòng)作電壓。根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，一般遵循以下幾個(gè)原則：（1）當(dāng)特種設(shè)備金屬外殼的對(duì)地電阻在500以下時(shí)，可選用3050mA，0.1s以內(nèi)動(dòng)作的漏電保護(hù)裝置。（2）當(dāng)特種設(shè)備金屬外殼的對(duì)地電阻在100以下時(shí)，可選用200500mA的漏電保護(hù)裝置。（3）處于易導(dǎo)電環(huán)境中的設(shè)備，應(yīng)選用10mA的的漏電保護(hù)裝置。（4）用于直接接觸保護(hù)的漏電保護(hù)裝置必須具有小于0.1s的快速動(dòng)作性能。（5）對(duì)于較重要的設(shè)備，為減少瞬間的停電事故，可選用動(dòng)作時(shí)間為0.2s的延時(shí)型保護(hù)裝置。3.5操作漏電保護(hù)器試驗(yàn)按鈕,確認(rèn)漏電保護(hù)器