漏電斷路器在路燈配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、漏電斷路器在路燈配電系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要:以前,路燈低壓配電線路的接地故障一般采用接地保護(hù)或接零保護(hù),但其可靠性均較差。近年來,我們按照新規(guī)范的要求,用漏電斷路器來保護(hù)路燈低壓配電線路,取得了較好的效果。關(guān)鍵詞:道路照明;接地保護(hù);漏電保護(hù)器1 路燈配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀濮陽市的路燈供電電壓是交流380/ 220V 低壓電纜供電系統(tǒng),配電方式為220V 單相三線配電,其中設(shè)專用保護(hù)地線PE ,即接地保護(hù)為TN - S 系統(tǒng),在線路的始末端、中間分支等處設(shè)重復(fù)接地極。在這種系統(tǒng)中一般用斷路器和熔斷器的組合做短路或過載保護(hù),線路出現(xiàn)以上故障時可自動切斷電源。但對接地故障,由于線路較長,故障電流較小,常規(guī)的斷

2、路器和熔斷器保護(hù)裝置就無法切斷或無法很快的切斷故障線路。我們知道,路燈低壓配電系統(tǒng)大多位于人行道旁邊,且具有配電半徑長、用電負(fù)荷分散、行人觸及的可能性大等特點,如果發(fā)生單相短路,行人一旦接觸,發(fā)生電擊的危險性就很大。下面將濮陽市的接地保護(hù)現(xiàn)狀分析如下。在濮陽市的TN - S 接地系統(tǒng)中,過去都采用接零保護(hù),即將金屬燈柱及座箱等與系統(tǒng)的PE 線相接。此時若發(fā)生接地故障,其接地電流Id = V/ Zo ,式中Zo 為“相一零回路”阻抗。對于路燈常用的小截面電纜,其值一般為1/ km 左右,故理論上計算Id 可達(dá)到上百安培。但實際上接地故障處往往不是金屬性連接,而是存在一定的接觸電阻,實際的接地電流

3、要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述計算值。這樣,線路的保護(hù)裝置也就很難可靠動作,燈柱及座箱上就會長時間帶有危險電壓,并且這種電壓還可能通過PE 線傳到該系統(tǒng)的所有燈柱和座箱。從某種意義上講,這種 情況下的危害性會更隱蔽、范圍更廣。2 新規(guī)范對接地故障保護(hù)提出了新的要求為了防止發(fā)生人身電擊,1996 年出版的低壓配電設(shè)計規(guī)范(中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50054- 95 - 以下稱新規(guī)范,參照國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC479 - 1 的規(guī)定和一些先進(jìn)國家的規(guī)定,對防間接電擊保護(hù)(即用于防止觸及故障情況下帶電的電氣線路和設(shè)備外殼引起的傷亡事故的保護(hù)) 作出了更為嚴(yán)格的規(guī)定。新規(guī)范規(guī)定“正常環(huán)境,人身電擊安全電壓限值(U

4、1) 為50V”?！芭潆娋€路的接地故障保護(hù),其切斷故障回路的時間不宜大于5S”。顯然原來常用的斷路器和熔斷器就很難滿足上述要求,而只有采用漏電斷路器才有可能做到這些要求。以濮陽市所在的中原地區(qū)為例,土壤電阻率平均為120 ,單極接地電阻Rd 實測平均值為50 左右,設(shè)接地電阻為4 ,若沒有漏電保護(hù)而發(fā)生單相接地故障時,其接觸電壓第 1 頁 共 3 頁接地電阻接近相電壓,這顯然是十分危險的。假如漏電斷路器額定漏電脫扣電流( I n) 為200mA ,系統(tǒng)的接地電阻Rd 為200 ,則接觸電壓這時的接觸電壓值在規(guī)定的電壓范圍。3 漏電斷路器的選用原則首先了解一下漏電保護(hù)器的種類:漏電斷路器作為一種

5、安全電器,其主要功能是提供間接接觸保護(hù)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時,可降低燈桿接觸電壓,對保護(hù)人身安全是有利的。在線路上采用漏電斷路器后,還能防止因漏電電流長時間存在而造成電纜過熱、使用壽命縮短以及漏電電弧電流燒損電氣設(shè)備。目前廣泛采用的漏電斷路器都是電流動作型的。正常時通過漏電斷路器各相電流的向量和為零(理論上講為零,實際上為一數(shù)值很小的正常泄漏電流) 。當(dāng)線路發(fā)生接地故障時、設(shè)備因絕緣損壞而漏電時或人體觸及帶電體時,漏電斷路器檢測到的各相電流向量和就不為零,此值只要大于斷路器的額定漏電脫扣電流,斷路器就會很快斷開故障回路,使故障范圍縮小或消除。漏電斷路器按結(jié)構(gòu)又有電磁式和電子式之分,二者各有優(yōu)缺

6、點。按極數(shù)分,通常有單極二線,二極三線及三級四線。其額定電流Io 一般為663A ,預(yù)定漏電電流Io 目前國內(nèi)有30mA、100 mA、300mA 三種。其動作時間為百分之幾秒到十分之幾秒,以前濮陽市路燈供電系統(tǒng)只有短路和過載保護(hù)而沒有漏電保護(hù),無法實現(xiàn)新規(guī)范提出的要求。后來在中原路新建路燈工程中嘗試使用了漏電斷路器,總結(jié)了選用漏電斷路器的幾個原則。第一,根據(jù)有關(guān)規(guī)程的規(guī)定和漏電斷路器的有關(guān)資料,應(yīng)選擇具有“動作電流三檔可調(diào)”功能的漏電斷路器。因其額定漏電動作電流分為三檔可調(diào)且范圍較大,所以能夠滿足漏電動作電流的選擇及條件;第二, 工作人員應(yīng)在安裝漏電總保護(hù)的低壓電力網(wǎng)送電之前,使用1000V

7、 兆歐表,分別測量各相及中性線對地的絕緣電阻,其絕緣阻值應(yīng)達(dá)到要求并基本平衡,若相差懸殊,則應(yīng)查找原因并進(jìn)行處理;第三,工作人員應(yīng)在安裝漏電總保護(hù)的低壓供電系統(tǒng)送電之后(不帶負(fù)載) ,使用毫安表測量供電系統(tǒng)的正常泄漏電流;第四,根據(jù)現(xiàn)場所測的正常泄漏電流Izo ,按照Izo 0. 5I D( I D 為漏電總保護(hù)的額定漏電動作電流) 這一規(guī)定,選取漏電斷路器的額定漏電動作電流。4 選用漏電斷路器應(yīng)注意的幾個問題首先,一定要選用質(zhì)量較好的漏電斷路器。目前國內(nèi)市場上漏電斷路器的產(chǎn)品很多,有國產(chǎn)的,有合資的,也有進(jìn)口的,在選用時一定要注意。其次,漏電斷路器的額定脫扣電流( Io) 一般選為大于等于正

8、常動作電流的1. 3 倍為宜(此時即可躲過氣體放電燈的起動過程) 。第三,漏電斷路器的額定漏電不動作電流( Io) 一般要大于系統(tǒng)正常泄漏電流的2倍。因為一般漏電斷路器的額定漏電不動作為015o 。根據(jù)資料介紹和實際測量,路燈控制箱分支回路的正常泄漏電流一般為十幾毫安。所以目前選用的漏電斷路器,其Io 可從2A 63A , Io 為第 2 頁 共 3 頁100mA。這里需特別提清注意的是,對Io = 30mA的產(chǎn)品由于系統(tǒng)正常泄漏電流已接近或超過0. 5Io ,運行中易誤動,建議不要采用。第四,選擇正確的安裝部位。在路燈控制箱內(nèi)安裝漏電斷路器應(yīng)裝在各分支回路上,千萬不要裝在總干線上。因為在總干

9、線上的正常泄漏電流是各分支回路的和,其數(shù)值較大,將使漏電斷路器無法正常工作。再則各分支回路有漏電保護(hù)后,總干線也沒有必要再設(shè)漏電 保護(hù)。第五,接線要正確。漏電斷路器選擇正確只是第一步,如果施工時接線錯誤,也將無法投運。具體要注意以下幾點: (1) 不論是TN 系統(tǒng)還是其他接地系統(tǒng),凡是帶電載流導(dǎo)體(N 線為載流導(dǎo)體) 必須穿過漏電斷路器,而保護(hù)線PE 則不允許穿過。(2)經(jīng)過漏電斷路器的N 線必須對地和PE 線絕緣良好。(3) 相鄰回路的零線千萬不要接錯,否則無法投運。第六,對TN 系統(tǒng)建議不設(shè)專用PE 線,而采取 局部TT 系統(tǒng)的方式。即象TT 系統(tǒng)一樣,在每根燈柱處做接地,而不設(shè)專用保護(hù)線

10、PE 將所有燈柱連接起來再做接地。這樣一方面可節(jié)省投資,另一方面也更安全可靠。在使用漏電斷路器過程中,還曾出現(xiàn)拒動作與誤動作的情況,導(dǎo)致一些人對在路燈系統(tǒng)中使用漏電斷路器能否穩(wěn)定運行產(chǎn)生爭議,這里一并提出供同行參考。漏電斷路器的拒動作主要原因有以下幾種; (1) 在TN - S 系統(tǒng)中,由于施工安裝人員把N線接入開關(guān),如果在N 線斷路,在L 線出現(xiàn)漏電時,由于檢測電路不會檢測到漏電信號,漏電斷路器會出現(xiàn)拒動作; (2) 在安裝使用時,由于漏電斷路器靈敏度選擇過低,而實際產(chǎn)生的漏電值沒有達(dá)到規(guī)定值,也將拒動作。漏電斷路器的誤動作主要原因有以下幾種: (1)漏電保護(hù)器附近有大功率電器,當(dāng)電器開合時

11、產(chǎn)生電磁干擾會引起誤動作; (2) 相線與零線的絕緣電阻太低,部分電流經(jīng)漏電處泄露大地,使電路正常時通過零序電流互感器的電流矢量和不為零而引起誤動作; (3) 用電設(shè)備外殼的PE 線與工作中性線相連時,引起誤動作; (4) 經(jīng)過三相漏電保護(hù)器的三相電源線未按照同一方向通過零序互感器,導(dǎo)致誤動作;(5) 在安裝使用時,由于漏電斷路器靈敏度選擇過高,也將誤動作。5 安裝后的現(xiàn)場檢測安裝后的現(xiàn)場檢測,是漏電 斷路器作為漏電保護(hù)投運前一項必不可少的重要環(huán)節(jié),只有經(jīng)檢測并全部合格的漏電斷路器才能夠安全可靠的運行。(1) 考核該漏電斷路器抗沖擊電流的能力是否滿足使用的條件及要求;(2) 通過試驗按鈕模擬人體觸電情況,檢測該漏電斷路器動作的可靠性;(3) 在現(xiàn)場各項實地參數(shù)的基礎(chǔ)上,通過使用試驗電阻接地,檢測該漏電斷路器動作的可靠性?？傊?只要正確選擇和安裝,漏電斷路器是完全可以應(yīng)用