林明溢

（莆田市國投安全咨詢有限公司，福建 莆田 351100）

漏電是起重機等電氣設(shè)備運行過程中常見的安全隱患，通常情況下，電力系統(tǒng)中都會存在漏電電流，如果電流值達到一定數(shù)值之后，就會產(chǎn)生安全隱患，影響設(shè)備的正常使用，其中起重機是建筑工程和污水處理廠中常見的設(shè)備，在使用過程中，需要針對漏電問題進行詳細的分析，以減少設(shè)備使用中的安全隱患。

1 起重機漏電保護裝置組成及原理

起重機主要是在室外使用，受外部環(huán)境因素的影響較為嚴重，在長期使用過程中，容易出現(xiàn)設(shè)備老化的問題，導(dǎo)致設(shè)備的絕緣層受到損傷，進而出現(xiàn)漏電的問題，對施工作業(yè)人員的生命安全造成嚴重的威脅。為有效解決漏電問題，可以在起重機設(shè)備上安裝漏電保護器，可以有效避免因漏電導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生相關(guān)安全隱患，可以對電氣設(shè)備產(chǎn)生保護作用，在使用起重機的過程中，必須嚴格按照國家規(guī)定的漏電保護器安裝標(biāo)準(zhǔn)進行安裝。

1.1 組成

根據(jù)漏電保護器的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)進行分析，漏電保護器主要是由檢測元件、中間環(huán)節(jié)、執(zhí)行系統(tǒng)、輔助電源以及實驗裝置組成。其中檢測元件是零序電流互感器，在漏電保護器中保護主電路的相線和中線構(gòu)成了互感器的一次線圈，繞組是纏繞在鐵心上的二次線圈，檢測元件的主要功能是針對起重機設(shè)備中出現(xiàn)的漏電電流信號轉(zhuǎn)化為電壓，并向中間環(huán)節(jié)輸出，而中間環(huán)節(jié)包括放大器、脫扣器以及比較器，可以收集電氣設(shè)備各個部分產(chǎn)生的漏電信號，執(zhí)行系統(tǒng)可以接收中間環(huán)節(jié)發(fā)出的各種指令信號，并判斷起重機是否存在漏電問題，如果存在漏電，執(zhí)行系統(tǒng)可以切斷出現(xiàn)故障的電源，而輔助性電源主要是為漏電保護器提供低壓電源，可以保證漏電保護器穩(wěn)定安全運行。

1.2 原理

漏電保護器在起重機中的應(yīng)用原理為漏電保護器可以針對起重機設(shè)備中的多余電流進行檢查，通常情況下，漏電保護器監(jiān)測的電流是被保護電路中相線和中線瞬時產(chǎn)生的電流代數(shù)和，起重機在運行的過程中，本身就會產(chǎn)生一定量的泄漏電流，設(shè)備運行出現(xiàn)故障時，也會產(chǎn)生接地故障電流，如果起重機設(shè)備在運行的過程中，被保護的電路處于正常的工作狀態(tài)中，并沒有漏電或觸電的問題出現(xiàn)，此時電流的相量和為零，如果被保護的電路出現(xiàn)漏電問題，會產(chǎn)生大量的漏電電流，漏電保護器中的線圈會出現(xiàn)電動勢，通過漏電保護器中間環(huán)節(jié)的處理，當(dāng)電流的信號達到一定值之后，漏電保護器會驅(qū)動起重機設(shè)備的主開關(guān)，實現(xiàn)自動跳閘，并在第一時間切斷設(shè)備電路的電源，實現(xiàn)對電路的保護。

2 起重機設(shè)備漏電因素

起重機設(shè)備在運行過程中，會出現(xiàn)不同程度的漏電現(xiàn)象，對使用者的生命安全造成嚴重威脅，結(jié)合目前設(shè)備中出現(xiàn)的漏電問題，需要保證合理用電，在強電壓和弱電壓等情況下都需要做好穩(wěn)定工作，進而實現(xiàn)起重機設(shè)備運行效率的提升，常見的設(shè)備漏電因素主要包括以下幾個方面。

2.1 電源載波頻率

起重機設(shè)備的電源載波率變化情況與帶布線電容容抗的變化屬于反比的關(guān)系，隨著設(shè)備的應(yīng)用頻率不斷增加，設(shè)備中會產(chǎn)生較大的電流，因此關(guān)于載波頻率的設(shè)計尤為重要，如果設(shè)計不到位或存在異常，將會出現(xiàn)設(shè)備漏電的問題，在針對起重機進行管理的過程中，管理人員需要針對該種問題在短時間內(nèi)進行修復(fù)，使其恢復(fù)到正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，在具體的調(diào)整階段，管理人員可以適當(dāng)降低載頻的頻率，并經(jīng)過預(yù)設(shè)操作，保證漏電的電流可以與載波頻率保持一致，在設(shè)計階段，設(shè)計人員需要充分掌握數(shù)值的具體變化情況，通常情況下，如果載波的頻率越大則表示漏電的電流越大。

2.2 容性電流

起重機設(shè)備在運行過程中受電力電容、電源布線等方面的影響較為嚴重，其中電容是導(dǎo)體中的元件，在使用的過程中，需要消耗電能，為減輕容性電流對起重機的影響，可以使用電容器作為設(shè)計的基礎(chǔ)，明確電源的能力，保證電源的設(shè)計可以符合設(shè)備安全穩(wěn)定運行的基本要求，以此來減少漏電問題的出現(xiàn)，在針對起重機設(shè)備進行通電之后，也有可能出現(xiàn)漏電的問題，此時需要進行合理的預(yù)設(shè)。

2.3 導(dǎo)線、開關(guān)等電氣元件的絕緣性

通常情況下，起重機設(shè)備中的開關(guān)、變壓器等部件都屬于絕緣部件，但仍可能存在不同程度的漏電問題，如果出現(xiàn)電流泄露，隨著時間的推移，會進一步地擴大，嚴重時可以導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)短路，接地區(qū)域出現(xiàn)異常。

3 漏電保護器原理在起重機中的應(yīng)用

3.1 漏電保護器的應(yīng)用

3.1.1 漏電保護器的類型

根據(jù)漏電保護器工作原理的不同，可以分成電壓動作、電流動作、直流動作交流脈沖等多種類型，目前，在起重機設(shè)備的設(shè)計中，常見的漏電保護器為電流動作形式，該種類型的漏電保護器具備較強的保護功能，可以實現(xiàn)對起重機設(shè)備整體系統(tǒng)的保護，同時也可以根據(jù)各支線的實際運行情況，采取分級保護的形式，在漏電保護器的組成方面，電流動作類型主要包括主開關(guān)、零序交流互感器、脫扣機構(gòu)等。

3.1.2 漏電保護器在起重機設(shè)備中的具體應(yīng)用

零序電流互感器可以作為一種檢測元件，主要是安裝在接地體和變壓器中性點之間，可以起到對設(shè)備整體電路網(wǎng)絡(luò)的保護，同時該元件也可以安裝在設(shè)備的支線中。對于TN-S 接地型式的起重機，可以選擇三相四線的漏電保護器，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，TN-C 接地型式的起重機在安裝漏電保護器時需要結(jié)合具體的漏電防護措施，針對設(shè)備外露中的可接近導(dǎo)體獨立接地，此時設(shè)備的局部可以形成TT 系統(tǒng)，由于TN-C 接地型式起重機中性線和接地線是合一的，因此，需要將TN-C 系統(tǒng)改造為TN-C-S 系統(tǒng)或局部TT 系統(tǒng)。在正式安裝漏電保護器之前，技術(shù)人員需要明確漏電保護器的基本原理，嚴格按照使用說明完成各條線路的安裝。技術(shù)人員需要保證中性線和保護地線始終處于分開的狀態(tài)中，其中保護接地線不能接入漏電保護器中。對于IT 系統(tǒng)的起重機，如果起重機設(shè)備上無單相電氣設(shè)備或單相電氣設(shè)備使用隔離變壓器進行單獨供電時，可以選擇三相三線漏電保護器。如果起重機設(shè)備上存在單相電氣設(shè)備，則需要使用三相四線漏電保護器，此時中性線需要接入到保護器中，輸出側(cè)的中線性需要對地絕緣，避免在工作過程中出現(xiàn)誤動作。此外，如果起重機設(shè)備的不同支電路選擇分別設(shè)置漏電保護器，技術(shù)人員需要注意兩個漏電保護器輸出側(cè)的中性線和相線不能連接。采取TT 系統(tǒng)時，需要針對漏電保護器加裝切斷電源的設(shè)備，避免出現(xiàn)電擊事故，漏電保護器之后的中性線不能重復(fù)接地，避免出現(xiàn)漏電問題時，電流通過中性線進入到電源中，導(dǎo)致保護器出現(xiàn)拒動作。

3.2 漏電保護器的選用

3.2.1 漏電保護系統(tǒng)分析及保護器的電路連接

起重機設(shè)備的漏電保護工作一直是設(shè)備安全管理的重點內(nèi)容，結(jié)合目前安全管理工作的開展情況，還需要進一步明確漏電保護系統(tǒng)的類型，并開展針對性的保護措施，進而達到理想的漏電保護效果。

（1）TN 漏電保護系統(tǒng)。TN 漏電保護系統(tǒng)屬于接零保護的形式，通常情況下，起重機設(shè)備的接地系統(tǒng)并不帶電，但是如果設(shè)備外殼的絕緣層受損，此時設(shè)備的接地系統(tǒng)就會出現(xiàn)帶電的情況，針對該種漏電問題，可以將零線與設(shè)備中的金屬部件連接，設(shè)備會出現(xiàn)單向的短路情況，此時短路產(chǎn)生的電路會驅(qū)使漏電保護系統(tǒng)開啟保護模式。在應(yīng)用TN 漏電保護系統(tǒng)時，需要重點考慮到阻抗值，如果設(shè)備中性線的距離與接地距離相距較遠，技術(shù)人員可以通過多次接地的方式，實現(xiàn)平衡電位的目的，提升TN 漏電保護系統(tǒng)的安全性，如果在應(yīng)用過程中，中性線路斷開，會導(dǎo)致起重機出現(xiàn)漏電的問題，此時零線自身可能會帶電，設(shè)備的使用會存在較大的安全隱患，因此，在開展漏電保護工作時，應(yīng)避免中性線出現(xiàn)斷開的問題。圖1為漏電保護器在TN-C 供電系統(tǒng)中的接線方法，指電源側(cè)中性線直接接地，而電氣設(shè)備的金屬外殼通過接中性線而接地，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的保護。

圖1 漏電保護器在TN-C 系統(tǒng)中的接線

（2）TT 漏電保護系統(tǒng)。TT 漏電保護系統(tǒng)是將起重機電氣設(shè)備金屬外殼直接接地的保護系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備處于運行狀態(tài)中時，一旦中性線的絕緣層受到損傷，起重機就會出現(xiàn)漏電的問題，此時需要將設(shè)備中的金屬與接地體直接相連，同時需要保證接地體并不屬于漏電保護系統(tǒng)的范圍中，可以有效達到漏電保護的目的，技術(shù)人員在使IT 保護系統(tǒng)的過程中，需要將電氣設(shè)備金屬外殼中的電壓值控制在50 V 以下，保證其處于安全電壓的范圍中，同時需要科學(xué)控制電阻值，接地的電阻值不能很低，主要目的是防止產(chǎn)生的電流過小，導(dǎo)致設(shè)備中的斷路器無法正常使用，如果起重機設(shè)備長期處于漏電的狀態(tài)中，且并沒有采取有效的控制手段，將會產(chǎn)生較大的安全風(fēng)險，例如，起重機的接地電壓會出現(xiàn)問題，人一旦與設(shè)備出現(xiàn)接觸就會造成觸電事故，而TT 漏電保護系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，需要安裝漏電開關(guān)，在保護系統(tǒng)中形成一個完整的漏電保護回路。圖2 為漏電保護器在TT 供電系統(tǒng)中的接線方法，其中電源側(cè)中性線直接接地，起重機中電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，當(dāng)起重機設(shè)備出現(xiàn)漏電問題時，只要存在漏電的電流，漏電保護器就會檢測到電流值，并立即切斷電源，實現(xiàn)設(shè)備的保護。

圖2 漏電保護器在TT 系統(tǒng)中的接線

（3）IT 漏電保護系統(tǒng)。IT 漏電保護系統(tǒng)是將起重機設(shè)備中未帶電的金屬元件和接地體進行連接，兩臺或兩臺以上的設(shè)備同時使用時，如果設(shè)備的絕緣層出現(xiàn)損壞，就會產(chǎn)生接地的電流。

3.2.2 漏電保護器的選用原則

漏電電流是漏電保護器使用中的主要參數(shù)，通常情況下，漏電保護器中的動作電流需要控制在20 mA以下，漏電保護器包括保護裝置和電源開關(guān)組，其中電源設(shè)備可以實現(xiàn)對起重機設(shè)備的短路保護、漏電保護以及過載保護等，漏電保護器在安裝過程中，安裝的流程和基本步驟也可以適當(dāng)?shù)睾喕ｊP(guān)于漏電保護器的動作時間，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在100～500 ms 之間設(shè)定，其中100 ms 用于人身安全防護，200～500 ms則用于漏電保護器上下級之間的選擇性脫扣關(guān)系。如果漏電斷路器自身防護性能不足，出現(xiàn)跳閘等問題，技術(shù)人員需要重點檢查出現(xiàn)斷路問題的根本原因，并重點排查保護器中的觸頭等部件是否存在損壞的現(xiàn)象。

4 漏電保護系統(tǒng)運行中的注意事項

無論是施工階段還是日常的使用階段，都需要針對起重機設(shè)備漏電保護系統(tǒng)的運行情況進行檢查，并定期開展維護管理工作，技術(shù)人員可以施工試驗檢測的方式針對漏電保護系統(tǒng)的各種主線、支線進行檢測，嚴格按照漏電保護系統(tǒng)的運行要求進行檢查，例如，檢修人員可以觀察顯示屏的原色，顯示屏的漏電保護系統(tǒng)出現(xiàn)漏電跳閘時，顯示屏為紅色，如果跳閘后顯示屏變成紅色，證明電路中有漏電情況發(fā)生，此時檢修人員需要先檢查電路的主線，將分支線路甩去，使用兆歐表進行搖測絕緣，如果是漏電故障且直接送電不會造成不良影響，可以直接送電，完成主線的檢查之后，在針對故障分支進行阻隔排除，最后找到故障點，修復(fù)后送電試運行，保證漏電保護系統(tǒng)在一段時間內(nèi)可以處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)中。

5 結(jié)論

總之，起重機設(shè)備的漏電保護對設(shè)備的正常運行至關(guān)重要，在開展漏電保護工作的過程中，需要明確漏電保護器的組成和工作原理，根據(jù)起重機設(shè)備運行的實際需求選擇漏電保護系統(tǒng)，充分發(fā)揮漏電保護系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，定期針對漏電保護系統(tǒng)的運行情況進行檢查，提高設(shè)備應(yīng)用的安全性。