張妍飛

【關鍵詞】漏電；保護裝置；技術

漏電保護裝置由國家電力部門認可并得到普及，但在這推廣及普及的十幾年來，它的誤動作在配電線路中一直存在，這種誤動作不但嚴重影響了保護器的使用效果，而且影響了供電的可靠性、連續(xù)性，使得漏電保護裝置在日常的生產(chǎn)和生活中沒有發(fā)揮出其本來應有的作用。希望通過本文介紹，能讓人們充分認識到漏電保護裝置在日常生活中的重要作用，通過了解漏電保護裝置在配電線路中的應用原理，能正確的加以使用，減少其誤動作帶來的不良影響和嚴重后果，希望能引起人們的廣泛重視。

一、漏電保護裝置的背景及意義

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電的應用日益廣泛，但用電的危險性也隨之大幅度的增加，如何安全使用電力能源是擺在我們面前的大問題。本文根據(jù)各種場合觸電事故頻繁發(fā)生的多種原因，提出了使用漏電保護裝置的重要性，闡述了保護裝置的作用、分類以及特點，介紹了漏電裝置在配電線路中的原理及應用，給出了選用參數(shù)及數(shù)據(jù)。同時，提出了漏電保護裝置的選擇、安裝以及使用的方法，但若選用不當，會對人身安全及家用電器帶來危險，目前我國對漏電保護裝置的認知尚有很多不完善之處，還有很多工作需要進一步深入[1]。

與電相關聯(lián)的事故統(tǒng)稱為電氣事故。但從勞動保護的角度來講，電氣事故是指電對人體的傷害事故，主要包括電擊事故、電磁場人體效應事故、雷電事故、靜電事故等。

（一）電擊事故

電擊的發(fā)生一共有兩種形式：一是正常狀態(tài)電擊，所謂的正常狀態(tài)電擊，是指人體直接接觸電擊（即所謂的一定電壓的帶電體）；二是故障狀態(tài)電擊，是指人體觸及絕緣層劣化、破損或導電介質沖入隔離帶的一般非帶電的帶電體，（即所謂的間接接觸電擊）。

1、單線電擊

由人體溝通一相導體與導電性地面或接地體，由加在人體上的對地接觸電壓造成的電擊成為單線電擊。

2、兩線電擊

人體離開接地導體，但人體某兩部位觸及兩相導體時，由于接觸電壓造成的電擊稱為兩線電擊[2]。

3、跨步電壓電擊

人體進入地面帶電的區(qū)域時，兩腳承受的電壓稱為跨步電壓。由跨步電壓造成的電擊稱為跨步電壓電擊。

（二）電磁場人體效應事故

當人體處在超過一定量的電磁場中，可能產(chǎn)生直接的機體熱效應、化學效應，甚至機械效應等。如人體處在超過一定量的微波輻射中，會促使機體的熱效應。除了直接的機體效應以外，目前科學界已經(jīng)證實電磁輻射能造成人體生理功能改變，并對心血管、性機能等有影響。電磁場造成人體生理功能改變稱之為人體間接效應。“直接”和“間接”造成的人體傷害統(tǒng)稱為電磁場人體效應事故。

（三）雷電事故

雷電事故是一種自然災害。它一般分為直擊雷、感應雷、球雷三種。它們均可能造成電力設施、建筑等的毀壞，傷及人、畜等，還可能引起火災和爆炸。因此防止雷電災害也是十分重要的。

（四）靜電事故

靜電事故是由宏觀范圍內(nèi)相對靜止的正、負電荷形式的能量造成的事故。其靜電是隨著某些物料或物件之間的相對運動、快速接觸與分離等過程中積累起來的正、負電荷形式[3]。

二、漏電保護裝置的發(fā)展簡史

19世紀末開始，自從人類的生活和生產(chǎn)領域有了電力以來，我們就在開始不斷地與觸電事故和漏電事故斗爭。在20世紀初才有了只能用于間接漏電保護的電壓動作型漏電斷路器。從根本上解決漏電保護的基礎理論問題，是德國人在1928年根據(jù)電力系統(tǒng)的差動保護的基本原理，分析了剩余電流動作型漏電方法。

世界上最早的一臺剩余電流動作型漏電斷路器是根據(jù)漏電保護電器的基本原理，由法國人在1930年首次制造成功。不過漏電斷路器自始至終都沒有進入生產(chǎn)生活的實用階段，對人類社會生產(chǎn)的幫助不大，這和當時的經(jīng)濟技術水平比較落后有很大的關系，經(jīng)濟技術水平的發(fā)展?jié)M足不了當時的社會生產(chǎn)力。這就會使漏電斷路器常常不能正常動作。只能對間接的漏電保護起作用，動作電流在300-3000mA之間的電流動作型漏電斷路器，是法國和德國經(jīng)過不斷的實驗，終于在20世紀50年代研制出來。一直到1958年，才實現(xiàn)了動作電流為35mA的電流動作型漏電保護器大規(guī)模的上產(chǎn)。

漏電保護器在我國的研發(fā)也并非一帆風順，盡管經(jīng)過科學的無數(shù)次實驗。但還是走了很多的彎路。蘇州金閭電器廠早在1966年就生產(chǎn)了電壓動作型漏電繼電器，但是數(shù)量不多。浙江省水利電力部等在20世紀70年代后半期，相繼研制成功電磁式和電子式電流動作型漏電保護器。到了20世紀80年代，隨著改革開放經(jīng)濟的發(fā)展，漏電保護器在社會上被迫切需要，這時又先后研制出了DZ5-20L、DZ15L、DZ16L、JD1和JCB1型的漏電保護器。在20世紀80年代后期我國已經(jīng)有了超過200家的漏電保護電器的生產(chǎn)廠家，每年漏電保護電器的年產(chǎn)量超過600萬臺。隨后，我國從一些先進的國家引入了他們的技術產(chǎn)品，生產(chǎn)和仿制了數(shù)量非常之多的漏電保護器。

三、現(xiàn)狀與存在問題分析

一個國家或地區(qū)漏電事故的發(fā)生，往往是以每消耗一億度電造成死亡的人數(shù)來表示。把它當作用電安全的重要指標，能很好地反映某個國家或地區(qū)的用電安全水平。自從改革開放到現(xiàn)在，我國用電安全水平有所提高，漏電、觸電的事故發(fā)生率大大降低，但也存在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)與經(jīng)濟落后地區(qū)、城市與農(nóng)村地區(qū)的不平衡?？傊?，要將每消耗一億度電造成死亡的人數(shù)控制在一人以下，才能達到經(jīng)濟發(fā)達國家的安全用電水平。

（一）漏電事故的現(xiàn)狀分析

1、農(nóng)村漏電事故多于城市的原因

從全國來看，觸電和漏電事故在農(nóng)村的發(fā)生率明顯多于城市，一般有六倍之多。分析其主要的原因主要有以下幾點：

（1）農(nóng)村的供用電線路很長，用電分季節(jié)性負荷比較小而且相對比較分散。

（2）農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展雖然速度很快，但是在各方面的建設發(fā)展上沒有規(guī)劃，而且不管布局還是施工相對來說都不合理，并且都存在有一定的缺陷，問題相對比較多。

（3）農(nóng)村電工相對不穩(wěn)定，而且專業(yè)水平也不理想，管理層的水平也需要提高。對于設備來說老化嚴重，設備的質量跟不上用電的速度。

（4）農(nóng)電很大一部分是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的一些企業(yè)還有農(nóng)民灌溉和生活用電，這些人對安全用電的知識了解比較少，這也影響了用電的安全性。

近年來一些省區(qū)的有關部門針對農(nóng)村觸、漏電保護器的安裝、使用情況調查來看，農(nóng)村的安裝、使用率遠遠低于城市。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國380v以下觸、漏電事故率，20年來總的呈下降趨勢，但農(nóng)村所占的比例始終在85%以上。農(nóng)村發(fā)展的各種局限性致使農(nóng)村的觸電和漏電事故的發(fā)生相對于城市而言比率加大，所以這就應該引起重視，加大農(nóng)村觸、漏電保護器的安裝，最大限度地減少農(nóng)村觸、漏電事故的發(fā)生。

2、觸、漏電事故有明顯的地區(qū)性及氣候季節(jié)性

我國的國土面積大，地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、技術水平、自然環(huán)境有很大區(qū)別，氣候特點也極不一樣，它們對觸、漏電事故的發(fā)生率有較大的影響。從地區(qū)生產(chǎn)企業(yè)差別來說，比如，有的地區(qū)多井下采掘企業(yè)，有的地區(qū)卻幾乎沒有，如長江三角、珠江三角地區(qū)。井下采掘型企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境決定了它是觸、漏電事故高發(fā)型的企業(yè)，此類企業(yè)多的地區(qū)，其觸、漏電事故的發(fā)生率必然受到此類企業(yè)的影響。觸、漏電事故發(fā)生率較高的企業(yè)類型除了上述井下采掘型企業(yè)外，還包括化工、建筑施工、冶煉、軋鋼、造船、港口、造紙等企業(yè)，發(fā)配電企業(yè)此類事故并不高。

除此以外，比空氣較潮濕的地區(qū)更容易發(fā)生觸電、漏電事故，相對空氣比較干燥的地區(qū)就會好上很多。漏電和觸電事故的發(fā)生也會反映在季節(jié)上，不同的季節(jié)濕度不同，造成的觸電和漏電發(fā)生的頻率也不同。夏季天氣比較熱，人體容易出汗，皮膚的電阻值降低，而且夏天皮膚外露比較多，這樣觸電的概率就會大大增加，從而就會引起漏電和觸電事故的發(fā)生。

3、單相觸、漏電事故及電氣連接部位的觸、漏電事故發(fā)生較多

觸電和漏電事故在我國主要發(fā)生在380V以下的低壓電網(wǎng)中，而且單相的漏電和觸電事故比兩相的觸電和漏電事故多得多。這主要是由于我國的電網(wǎng)電壓大部分是中性點直接接地，觸電和漏電事故所產(chǎn)生的后果十分嚴重。因此，防止觸電、漏電事故的技術措施應該主要放在單相觸電和漏電事故上。

人體的漏電事故一般發(fā)生在電氣連接部位、電氣設備外層破損部位，因為人體只有通過這些部位才能直接或通過介質接觸到帶電體。這些部位包括支線、接戶線、地爬線、接線端子、壓頭線、電纜接頭、電線接頭、燈頭、插頭插座等。

四、漏電保護裝置的結構原理

漏電保護是指對低壓電網(wǎng)發(fā)生對地漏電到一定程度時可能引起的種種危害而采取的有效技術防范措施[5]。因而，漏電保護的目的應是能夠有效地防止各種因電網(wǎng)漏電可能造成的危害后果的發(fā)生，對于電網(wǎng)的漏電，一方面，我們應努力把漏電電流限制在最小范圍之內(nèi)，使其不至于造成危害，另一方面，一旦出現(xiàn)了足以造成危害的漏電電流時．應能夠采取有效的技術措施，使之不至于產(chǎn)生危害的后果。

漏電保護裝置（如圖表1）主要由檢測元件、中間環(huán)節(jié)、執(zhí)行機構和試驗裝置四大部分組成，一般和過載、斷路保護元件組裝在一起，成為一種多用途的組合電器。

圖1 漏電保護裝置構成圖

（一）檢測元件

零序電流互感器是檢測元件的一個核心元件，它在整個檢測元件里起著非常重要的作用，被保護電路的相線電流流過一次繞組，漆包線均勻繞制成了二次繞組，一二次繞組和封閉的環(huán)形鐵芯組成了漏電電流互感器?；ジ衅鞯闹饕饔镁褪前褭z測到的漏電電流信號包括觸電電流信號，變換為中間環(huán)節(jié)可以接受的電壓或功率信號。

（二）中間環(huán)節(jié)

中間環(huán)節(jié)主要有放大器、比較器和脫扣器，如果中間環(huán)節(jié)是電子式的時候，那么就需要輔助電源來提供工作電路所需要的電源。那么中間環(huán)節(jié)的主要作用就是對漏電信號進行放大、變換和比較。并把這種最終的處理結果輸送給執(zhí)行機構。

（三）執(zhí)行機構

執(zhí)行機構的主要作用就是把從中間環(huán)節(jié)接收過來的一些指令信號實施和動作，從而可以自動切斷故障電路的電源。

（四）試驗裝置

試驗裝置由試驗按鈕和電阻組成，在漏電保護電器投入運行前，按下試驗按鈕，人為產(chǎn)生一些模擬故障信號，送入檢測元件和執(zhí)行元件的脫扣器線圈中，以便檢驗漏電保護裝置能否正常動作，機構是否靈敏可靠。

五、漏電保護裝置的動作參數(shù)

（一）動作電流和動作電壓

我國標準規(guī)定電流型漏電保護裝置額定動作電流可分為6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15個等級（15、50、75、200mA不推薦優(yōu)先采用）。

我國有關標準還規(guī)定用于防火的漏電報警裝置的額定動作電流宜設計為25、50、100、200、400和800mA。動作電流不可調者，動作電流不應超過200mA，最小的動作電流可調不應超過200mA，最大的動作電流可調不應超過1000mA。

漏電動作電壓即為漏電時能使漏電保護裝置動作的最小電壓。電壓型漏電保護裝置的動作電壓原則上不應超過安全電壓。我國所規(guī)定的的最高的安全電壓為42V，一旦超過安全電壓，人體電阻就會隨之下降，就會導致人的觸電致死。

（二）動作時間

漏電保護裝置的動作時間指最大分斷時間。該動作時間應在所限定的范圍內(nèi)?？焖傩吐╇姳Ｗo裝置動作時間與動作電流的乘積不應超過30mA·s。

我國標準規(guī)定漏電保護裝置的動作時間見表1。表戶額定電流＞40A的一欄指適用于組合型漏電保護裝置。

延時型漏電保護裝置延時時間的優(yōu)選值為0.2、0.4、0.8 、1 、1.5和2s。采用3級保護，最上一級動作時間也不宜超過1s。

表1 漏電保護裝置的動作時間

（三）接通分斷能力

漏電保護開關的額定接通分斷能力應符合表2（取自《農(nóng)村安全技術用電手冊》）的規(guī)定。

漏電保護裝置經(jīng)過壽命試驗、分斷能力試驗、平衡特性試驗、漏電短路電流試驗、抗?jié)裥阅茉囼灥仍囼灪螅鋭幼魈匦匀詰霞夹g條件的要求。

表2 漏電保護開關的分斷能力

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電的應用日益廣泛，但用電的危險性也隨之大幅度的增加，如何安全地使用電力能源是擺在我們面前的大問題，漏電保護裝置可以在其他保護措施失效時，提供直接接觸的補充保護，為用電器具提供安全保障，因此漏電保護裝置應在平時的工作和生活中廣泛應用與推廣。

目前我國對漏電保護裝置的認知尚有很多不完善之處，還有很多工作需要進一步深入進行探索，本文簡短地對漏電保護裝置進行了分析，讓人們通過對漏電保護的了解，能更好地利用漏電保護裝置去減少漏電和觸電事故的發(fā)生，讓漏電保護裝置在社會的生產(chǎn)和生活中得到廣泛的推廣和使用。