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電氣設(shè)備漏電保護方式研究

更新時間：2021-03-24點擊次數(shù)：723
霍麗麗
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
  摘要：電氣設(shè)備漏電故障可能對無防范意識人員產(chǎn)生觸電危害，輕者灼傷人體接觸位置，重者危及人員生命，甚至?xí)a(chǎn)生漏電火花引起火災(zāi)，給企業(yè)帶來不可估計的損失。文中淺談電氣設(shè)備漏電危害性及漏電保護方式，意指總結(jié)行業(yè)經(jīng)驗提出全新的解決思路
  關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備；漏電保護；危害分析；解決策略
  0引言
  國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國2019年接報火災(zāi)23.3萬起，直接財產(chǎn)損失36.12億元，傷亡共計2172人，其中有52%事故系電氣原因引起。雖然各大公共場所火災(zāi)防控較之2018年成效顯著，但占比今年電氣火災(zāi)事故總數(shù)仍呈多發(fā)之勢；诖耍斜匾獙矆鏊姎饣馂(zāi)成因以及防范對策進行探究分析，對于維護人民生命財產(chǎn)有重要現(xiàn)實意義。
  1電氣設(shè)備漏電保護方式探討
  1.1有效的保護接地的方法
  有效的接地漏電保護方法接是將電氣設(shè)備內(nèi)電阻降至0.8Ω以下，這樣設(shè)備直接接地電阻會小于3Ω，即使電氣設(shè)備漏電所產(chǎn)生的電壓也會降至36V以內(nèi)，通過人體的電流也不會大于25mA，這樣的小改動不僅不會增加設(shè)備生產(chǎn)成本，還對使用人員的生命有所保障，即使是在較為惡劣的工作環(huán)境下，電氣設(shè)備也可以達到預(yù)期漏電保護效果［1］。
  1.2保護接零方法
  保護接零的基礎(chǔ)工作原理是將電氣設(shè)備的金屬外殼接入點，與電源電路中的零線連接在一起，促使電氣設(shè)備金屬外殼與電源電路形成簡單的回路，空開保護器在感知到大電流通過時，會緊急跳閘，進而切斷路線電源達到漏電保護的作用，這種方法的優(yōu)勢就是在于反應(yīng)速度快，造價成本低廉，但是在采取接地系統(tǒng)時，電氣接零保護措施時要加以慎重。
  1.3剩余電流保護器
  剩余電流保護器是當(dāng)下較為常見漏電保護裝置之一，其可以當(dāng)做電氣設(shè)備漏電保護裝置主要代表之一，那么，只采用剩余電流保護器是否能夠*杜絕電氣設(shè)備漏電現(xiàn)象呢？令人遺憾這也是不可能的，因為剩余電流保護器內(nèi)部也屬于一個完整的電氣電路閉環(huán)，它只有在狀態(tài)良好的條件下才能夠正常工作，但它也會出現(xiàn)老化、損壞的現(xiàn)象，進而使漏電功能失靈。
  在漏電保護器安裝過程中，設(shè)備安裝人員可能會因為拒動作、誤動作協(xié)調(diào)動作，拒動作產(chǎn)生的原因在于漏電動作電流選擇不當(dāng)，使用的保護器過載電流過大，而實際的電流點漏電值沒有規(guī)定值，致使保護器失去應(yīng)有功能；誤動作產(chǎn)生的原因就會比舉動作多一些，，像誤將保護線與中性線反接、錯誤的使用漏電保護裝置、其他大功率電磁設(shè)備的干擾等等。
  1.4火災(zāi)電氣監(jiān)控系統(tǒng)
  火災(zāi)電氣監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)下，一種較為流行的電氣火災(zāi)保護裝置，它在通過對保護線路中的探測參數(shù)值的檢測確定線路運行狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時發(fā)出信號，并控制相應(yīng)設(shè)備對部位進行處理，進而 電氣消防隱患，火災(zāi)電氣檢測系統(tǒng)一般是由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測設(shè)備共同組成。
  在電氣設(shè)備電流溫度參數(shù)發(fā)生變化時，處理系統(tǒng)會通過剩余電流互感器和溫度傳感器，對電路狀態(tài)進行檢測，而這兩種感應(yīng)器會利用電磁場感應(yīng)原理以及溫度效應(yīng)變化采集消防火災(zāi)信息，在完成檢測后將信號輸送到處理系統(tǒng)之中，然后在經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換元件、CPU的單片機對變化線路溫度幅值進行分析、處理。并會主動與消防監(jiān)控人員溫度設(shè)定值額定數(shù)值進行對比，一旦溫度變化超出額定數(shù)值則會發(fā)出，同時將信號輸送到監(jiān)控系統(tǒng)之中，再經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)進一步識別，當(dāng)確認出現(xiàn)的火焰或煙霧， 處理系統(tǒng)就會發(fā)出高級別的火災(zāi)信號，點亮建筑物內(nèi)全部火災(zāi)指示燈，發(fā)出刺耳的火災(zāi)音響，同時在樓道或是大廳液晶顯示屏上滾動播出火災(zāi)信息
  傳統(tǒng)保護開關(guān)在電流過載或者是小型電器短路時執(zhí)行保護方法，進而防止金屬短路故障和電流過載發(fā)熱或短路故障，避免漏電問題引發(fā)建筑電氣火災(zāi)，但這種方法是屬于被動預(yù)防電氣火災(zāi)預(yù)防方法，已經(jīng)無法滿足當(dāng)下人們對用電需求。對于線間端子發(fā)熱問題和電流泄漏增，沒有控制能力，可能會引發(fā)金屬性短路或過載故障，無法做到早發(fā)現(xiàn)、早防范、早控制、早解決。出現(xiàn)這種問題主要原因是傳統(tǒng)保護開關(guān)是因為在一個額定參數(shù)下完成工作，如果漏電電流達不到預(yù)定設(shè)計的閾值，電路漏電保護開關(guān)就不會主動切斷電路。此外，還有部分施工項目使用的保護開關(guān)質(zhì)量不達標，加大電氣故障風(fēng)險，持續(xù)降低電器運轉(zhuǎn)性。為此，監(jiān)管部門加大建筑工程電路施工質(zhì)量監(jiān)管，強化監(jiān)理責(zé)任意識，使其認識漏電保護工作的重要性。
  1.5漏電保護插座
  現(xiàn)階段部分高新電器裝置內(nèi)部設(shè)置漏電保護開關(guān)，通過內(nèi)部感應(yīng)器和單片機檢測火線和零線的電流失衡量判斷電路狀態(tài)，在發(fā)生漏電問題時，內(nèi)設(shè)裝置會將部分電流直接導(dǎo)入大地，控制電器內(nèi)部電流平衡差異？刂菩酒瑱z測到這種電流失衡的差異后，就會觸發(fā)脫扣，斷開電源。
  2電氣設(shè)備漏電保護的措施
  無論是上文所述的接地漏電防護、設(shè)備保護接零保護、還是漏電保護開關(guān)、漏電插座、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)等，都是為了減少燒損電氣、設(shè)備短路事故、人身觸電時對工作人員產(chǎn)生的危害，確保用電。以下場所需采取漏電保護及監(jiān)控的措施：交流電氣裝置及設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分做接地處理［4］：①高壓電氣裝置以及傳動裝置的外露可導(dǎo)電部分；②電纜溝和電纜隧道內(nèi)，以及地上各種電纜金屬支架等；③附屬于高壓電氣裝置的互感器的二次繞組和控制電纜的金屬外皮；④配電、控制和保護用的柜（箱）等的金屬框架；⑤配電變壓器的變壓器、低電阻部分以及中性點，接地系統(tǒng)的中金屬設(shè)備外露部分可導(dǎo)致漏電問題的發(fā)生；⑥電氣、配電變壓器和高壓電器等的底座和金屬外殼；⑦電纜保護線盒、終端盒的外殼金屬部分，電纜金屬保護套層和屏蔽層，穿線過程使用的鋼管以及電纜橋架等等；⑧預(yù)裝式變電站、干式變壓器和環(huán)網(wǎng)柜的金屬箱體等；⑨發(fā)電機中性點柜的外殼、發(fā)電機出線柜、母線槽的外殼等。
  下文所述電氣設(shè)備配電線路應(yīng)將額定剩余動作電流值控制在30mA左右，并利用額定剩余電流保護器進行保護：①人工手持式電氣過電設(shè)備；②人體觸電無法逃離的固定電氣設(shè)備；③室外公共場所的露出用電設(shè)備；④日常家用電器上的回路裝置與插座回路裝置
  其中室外公共場所的露出用電設(shè)備是指非維護工作人員可接觸到的設(shè)備應(yīng)設(shè)置不大于30mA的剩余電流保護器，比如下列這些設(shè)備設(shè)置在室外普通人不能到達的地方：室外冷卻塔.水泵.空調(diào)外機等這些用電設(shè)備配電線路可不設(shè)置30mA的剩余電流保護器。
  下列建筑物（場所）應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)：⑴一類高層民用建筑；⑵室外消防用水儲存量高于25L/s的特定建筑；⑶建筑整體高于50m以上的標準乙、丙類廠房或是倉庫，整體室外用水大于30L/s的倉庫。⑷野外民用機場航站樓，各地區(qū)、二級汽車客運站或中轉(zhuǎn)站，、二級海上停泊港口運輸站或是客運站；⑸建筑占地總面積高于13000m2的公共使用建筑；⑹任何一層建筑面積高于4500m2，總建筑面積高于8000m2的商場、商超；⑺總體座位數(shù)超過1700座次大型電影院、歌劇院、彩排劇場；總體座位數(shù)高于3800座次以上的體育館；座位數(shù)高于2500座次的會議大廳、大堂、展覽園；總體座位高于23000座次的國民體育場；⑻總藏書高于120萬冊的省市圖書館；⑼省級以上的大型博物館、文物館，或是展覽面積高于12000m2的公共展覽建筑；（10） 乙等到甲等的各地區(qū)大型醫(yī)院門診、病房樓、制藥局；（11）建筑占地總面積高于2800m2的歌舞廳、K歌廳、卡拉OK、或是含有卡拉OK功能的各種餐廳、游戲廳、電子游藝廳、大型浴室、網(wǎng)吧等娛樂性較強公共場所；（12）設(shè)區(qū)市級及以上電力調(diào)度樓、電信樓、郵政樓、防災(zāi)指揮調(diào)度樓、廣播電視樓、檔案樓；（13）單體建筑面積高于45000m2的獨立建筑，或建筑高度超過60m的公共使用性建筑；（14）文物保護單位的磚木或木結(jié)構(gòu)的古建筑；（15）城市軌道交通、一類交通隧道工程；（16）使用面積超過1000m2地下人員密集場所；（17）300床以上托兒所、幼兒園；（18）建筑總面積大于1000m2的老年人建筑。
  3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型
  安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實現(xiàn)時間的排查和治理，達到潛在電氣火災(zāi)隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。
  用戶可以利用PC、平板電腦等多種終端實現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實時數(shù)據(jù)、報記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。
 
  本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：
 
 
3.1硬件配置：
  平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標準購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
  *硬件配置：（如申請阿里云可忽略）
 
  現(xiàn)場硬件配置
  方案一：100A以下回路，開口式互感器
 
  方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量
 
  方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路
 
  配置針對1個回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。
3.2運行條件
  1）瀏覽器運行設(shè)備：
  臺式電腦（WindowsXP以上），安卓系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)（android或IOS4.0及以上版本）。
  2）瀏覽器端運行環(huán)境：
  Windows系統(tǒng)下使用瀏覽器訪問。
3.3主要技術(shù)指標 
  數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘
  通信方式：RS485、2G/3G/4G
  并發(fā)訪問量：>=10000
  歷史數(shù)據(jù)存儲：>=3年4
4結(jié)束語
  結(jié)合上文所述，用電使用者對電氣設(shè)備的漏電保護措施加以關(guān)注。要時刻明白電氣設(shè)備的不因素一直都是存在的，任何的保護手段或者是漏電保護器都有一定的局限性，因此，結(jié)合建筑性質(zhì)及規(guī)模，采取多種漏電保護方法，進而做到全面防護，此外，建筑內(nèi)電氣設(shè)備和電路配置也要采用局部分階段漏電保護方法，即使一個位置發(fā)生漏電事故，也不妨礙上級以及整體的用電使用。
 
參考文獻：
[1]何仁輝.電氣設(shè)備漏電保護方式研究[J].
[2]杜秀忠，王飛.雙排樁支護在某水利基坑中的應(yīng)用［J］.巖土工程學(xué)報.2012（S1）
[3]張洪，易發(fā)成.基坑支護形式及支護技術(shù)發(fā)展分析與研究［J］.山西建筑.2010（31）
 
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.
 
作者簡介：
 
 霍麗麗，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電氣火災(zāi)的現(xiàn)狀問題和防控對策。