線路的對(duì)地電容對(duì)漏電保護(hù)器的影響

1、電氣設(shè)備和線路的對(duì)地電容對(duì)漏電保護(hù)器的影響彭聃田陽(yáng)縣電力有限責(zé)任公司摘 要：詳細(xì)敘述了漏電保護(hù)器對(duì)電氣設(shè)備和線路的漏電保護(hù)作用原理和對(duì)地電容對(duì)漏電保護(hù)器的影響。關(guān)鍵詞：漏電保護(hù)器 對(duì)地電容 原理 影響近年來(lái)，漏電保護(hù)器廣泛地用于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)，工業(yè)和民用建筑的電氣設(shè)備和線路的漏電保護(hù)。這對(duì)保護(hù)用電設(shè)備和防止觸電傷亡起了積極的作用。漏電保護(hù)器對(duì)電氣設(shè)備和線路的漏電保護(hù)作用原理是：電氣設(shè)備和線路由于某種原因引起絕緣下降或損壞，通過(guò)接地的設(shè)備金屬外殼或金屬配線管，造成電流對(duì)大地泄漏。使漏電保護(hù)器內(nèi)的零序互感器中的剩余電流不為零。當(dāng)泄漏電流超過(guò)漏電保護(hù)器的臨界剩余動(dòng)作電流值時(shí)，漏電保護(hù)器將跳閘，切斷電源

2、。漏電保護(hù)器對(duì)人身的觸電保護(hù)是當(dāng)人接觸帶電設(shè)備或電氣線路的導(dǎo)電體時(shí)，人體與大地構(gòu)成通路，電流通過(guò)人體向大地流散。當(dāng)電流超過(guò)漏電保護(hù)器的臨界剩余動(dòng)作電流值，小于或等于30mA時(shí)，漏電保護(hù)器跳閘，斷開(kāi)電源。由此可見(jiàn)，漏電保護(hù)器保護(hù)的是設(shè)備、人身對(duì)大地的漏電、觸電保護(hù)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生相間短路，過(guò)負(fù)荷等非接地故障時(shí)，漏電保護(hù)器的漏電保護(hù)機(jī)構(gòu)將不起作用。這時(shí)將由漏電保護(hù)器的短路或過(guò)負(fù)荷裝置進(jìn)行保護(hù)。同樣，當(dāng)人觸及經(jīng)漏電保護(hù)器保護(hù)的線路上的兩根相線或相線、零線時(shí)，漏電保護(hù)器將不起保護(hù)作用。這是因?yàn)椋@些故障在漏電保護(hù)器的零序互感器中產(chǎn)生的是大小相等方向相反的電流，它們的差值為零，沒(méi)有剩余電流或很小，不能引起漏

3、電保護(hù)器的漏電保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作而跳閘。在實(shí)際工作中，除了上述常見(jiàn)的漏電情形外，還有一種被人們忽視的漏電現(xiàn)象，這就是電氣設(shè)備、電子設(shè)備、電氣線路的電纜線路、穿管敷設(shè)線路的對(duì)地電容引起的漏電。雖然它不影響設(shè)備和人身的安全，但是如果處理不當(dāng)，它能影響漏電保護(hù)器的工作。當(dāng)發(fā)生漏電保護(hù)器跳閘時(shí)，人們還不易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在而大傷腦筋。電容的概念人們是比較熟悉的。就是彼此絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體間就形成了電容。在同一種介質(zhì)里，這個(gè)電容的電容量大小與兩個(gè)導(dǎo)電體的相對(duì)面積成正比，與它們之間的距離成反比。比如，電氣設(shè)備的導(dǎo)電繞組與接地的金屬外殼之間，電纜內(nèi)的相線與接地保護(hù)線，接地的金屬外皮之間，鋼管內(nèi)穿線與接地的鋼管之間等都形成

4、了電容。并且隨著電氣設(shè)備的增加，管線的增長(zhǎng)，其對(duì)地電容的電容量也增加。實(shí)際上，由于電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電氣線路中的線間距離不易測(cè)量，采用公式法不易計(jì)算出這些電容量。目前，我們多采用數(shù)字電容表等儀器就可較精確地測(cè)量出這些電容量。下面是實(shí)測(cè)的一些設(shè)備和管線的對(duì)地電容量，可供參考：名 稱 規(guī) 格單 位對(duì)地電容量3×BV2.5mm2線穿PVC16管100米0.004uF2×BV2.5mm2線穿SC15管100米0.006uF3×2.5+1×1.5橡套電纜100米0.01uF3×6mm2橡套電纜100米0.012uF微型計(jì)算機(jī)臺(tái)0.022uF對(duì)地電容的

5、性質(zhì)和其它電容器件的性質(zhì)一樣，對(duì)工頻交流電都存在著容抗。容抗的大小按下式計(jì)算：式中： Xc容抗 單位 F頻率 單位 HzC電容 單位 F當(dāng)它接上一定的交流電壓時(shí)，就會(huì)有電流通過(guò)電容，這個(gè)電流叫做容流。它的大小按下式計(jì)算：式中： Ic容流 單位 A U電壓 單位 V Xc容抗 單位 我們首先討論對(duì)地電容對(duì)二極漏電保護(hù)器的影響。二極漏電保護(hù)器接線原理見(jiàn)圖一：圖中虛線電容C1表示配電線路相線的對(duì)地電容，C2表示電氣設(shè)備的導(dǎo)電體對(duì)接地金屬外殼的對(duì)地電容。這兩個(gè)電容相當(dāng)于在相線與地之間接了一個(gè)電容負(fù)載。當(dāng)通電時(shí)，相線的電流將分為二路，一路通過(guò)電容流向PE線進(jìn)入大地，另一路通過(guò)負(fù)載經(jīng)零線流回。所以，通過(guò)相

6、線的電流大于通過(guò)零線的電流。這個(gè)電流差就是漏電保護(hù)器的零序互感器中的剩余電流。當(dāng)通過(guò)電容的電流大于漏電保護(hù)器的臨界剩余動(dòng)作電流值時(shí)，漏電保護(hù)器將跳閘。三極漏電保護(hù)器的接線原理圖見(jiàn)圖二：圖中虛線電容C1、C2、C3表示配電線路相線的對(duì)地電容。C4、C5、C6表示三相用電設(shè)備的導(dǎo)電體對(duì)接地金屬外殼的對(duì)地電容。由于三相配電線路和三相用電設(shè)備的結(jié)構(gòu)是三相對(duì)稱的，所以，各相的對(duì)地電容是一樣的。這就相當(dāng)于在用電設(shè)備上并聯(lián)了一組星形連接的電容器。由于三相平衡對(duì)稱，其瞬時(shí)相量和為零，星點(diǎn)與接地點(diǎn)之間沒(méi)有電位差，所以沒(méi)有電流流向PE線，零序互感器中沒(méi)有剩余電流或相當(dāng)小。漏電保護(hù)器不會(huì)跳閘。四極漏電保護(hù)器接三相用

7、電設(shè)備的情形與三極漏電保護(hù)器相同。但是，當(dāng)四極漏電保護(hù)器接單相負(fù)載時(shí)，由于這些單相負(fù)載的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等不同，因而各相的對(duì)地電容也不同。這種差別將導(dǎo)致各相的對(duì)地容流不同，其星點(diǎn)將不是零電位。星點(diǎn)與接地點(diǎn)的PE線中將有不平衡電流。當(dāng)這個(gè)電流超過(guò)漏電保護(hù)器的臨界剩余動(dòng)作電流值時(shí)，漏電保護(hù)器將跳閘。下面介紹PE線中不平衡電流的計(jì)算方法。例：有一380220V中性點(diǎn)直接接地的施工用電配電線路，采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，總漏電保護(hù)器為四極漏電開(kāi)關(guān)當(dāng)全部用電設(shè)備接入線路后，測(cè)得各相線對(duì)地電容為：CA=0.44uF、CB=0.14uF、CC=0.22uF。根據(jù)式（一）、式（二）計(jì)算出各相線對(duì)地電容的電流為：IC

8、A=30mA、 ICB=10mA、ICC=15mA，相量圖見(jiàn)圖三中粗實(shí)線。用平行四邊形畫法先畫出ICA和ICB的相量和IOD，再畫出IOD和ICC的相量和IOE。用余弦定理可求出：用正弦定理可求出ICAOIOD：用平行四邊形內(nèi)角和定理可求出IOEICCO：用余弦定理可求出IOE：我們也可用圖解法求出IOE，此略。應(yīng)該注意：這個(gè)電流的大小將隨著用電設(shè)備的增減、變更、接用相線的變化而變化。下面，我們?cè)俜治鲆粋€(gè)實(shí)例，說(shuō)明對(duì)地電容對(duì)漏電保護(hù)器的影響。有一棟教學(xué)樓微機(jī)室，內(nèi)裝了40臺(tái)微機(jī)，分兩路由兩只C45L-32A的漏電開(kāi)關(guān)各帶20臺(tái)供電。漏電保護(hù)器的額定漏電動(dòng)作電流是30mA。經(jīng)測(cè)試，臨界漏電動(dòng)作電流是23mA。通電時(shí)，兩路均合不上閘。經(jīng)檢查，線路接線正確，各相、地間，零、地間的絕緣電阻均在200M以上。由此排除了接線錯(cuò)誤和絕緣不良漏電的影響。使在場(chǎng)人員不知所措，于是便把PE線從配電箱的接地端子上取下，各路方能合閘。但是不接接地線是不允許的。后經(jīng)用數(shù)字電容表測(cè)量每臺(tái)微機(jī)的相、地端子間的電容為0.022uF。20臺(tái)微機(jī)的對(duì)地電容并聯(lián)值是0.44uF。按式（一）、式（二）計(jì)算可知IC=30mA，這個(gè)電流已超過(guò)漏電保護(hù)器的臨界剩余動(dòng)作電流值23mA。所以，漏電保護(hù)器是合不上閘的。為了減小對(duì)地電容對(duì)漏電保護(hù)器的影響，把40臺(tái)微機(jī)分為四路，每路10臺(tái)，由4只