浅谈漏电保护技术的研究与发展

浅谈漏电保护技术的研究与发展

作者：陈玉龙

来源：《科学与信息化》2018年第14期

摘要触电漏电保护装置已为世界各国普遍接受并积极投入到该项技术的研究当中，大量的新型产品不断涌现，如漏电断路器、漏电继电器、漏电插座、综合保护装置等。人们又在漏电保护装置的选择性、灵敏性、可靠性等多方面进行了不断的研究和实践，并取得了丰硕的成果特别是随着PLC和单片机等计算机技术的应用，使漏电保护装置在保护性能等诸多方面都得到了长足的发展。

关键词安全用电；触电；漏电保护

1 漏电保护装置的诞生及其动作原理

1.1 漏电保护装置的诞生

安全用电技术源于19世纪末，触电漏电保护器出现于20世纪初，当时的典型产品是电压动作型漏电断路器。自法国在1930年制造出世界上第一台电流动作型漏电断路器以后，德国、英国、美国等发达国家对漏电保护技术也进行了广泛的研究。到20世纪60年代，德、法、英、美、日等国在安装漏电保护器方面建立了相应的法规和规定，国际电工委员会（IEC）也发表了剩余电流动作保护器的保护方式等。

1.2 漏电保护装置的动作原理

附加直流电源经灵敏继电器、千欧表、零序电抗器、三相电抗器、线路绝缘电阻和接地电阻形成回路，由于电抗器、千欧表等器件的直流电阻相对稳定，直流电流大小反应三相电网对地的绝缘水平，因此当电网绝缘电阻下降到一定程度或电网发生漏电故障时，继电器动作，驱动开关跳闸，实现漏电保护。

当然，这种漏电保护装置的工作原理仍属于电流型漏电保护原理的扩展，一般来说，它们只适用于无选择性的漏电保护[1]。

2 选择性漏电保护

漏电保护是在供电线路的对地绝缘发生损坏或出现人身触电现象时迅速切断电源，从而保证人身安全的技术措施，是供电安全性的保证；而供电的可靠性也是对供电系统的基本要求之一，是保证各种用电设备特别是重要负荷能够稳定运行的前提条件。

就我国来说，低压电网的漏电保护方式已从过去的全网单一总保护发展到末端保护，形成了现在的四种漏电保护方式：一种是只在电源处（电源中性点接地线上、总电源线上、各条引

出干线上）装设保护器的全网单一总保护；第二种时对于移动式电力设备、临时用电设备和家庭等安装末级保护；第三种是现在的三级保护方式；第四种是对保护器动作切断电源会造成事故或重大经济损失的用户采取漏电报警方式。这些漏电保护方式是针对不同用户、系统的大小和对供电的可靠性、安全性的不同要求逐步发展起来的。

在三级保护中，上一级保护作为下一级保护的后备保护，即形成整个系统的纵向选择性，而在一条干线（或母线）上连接的各分支线之间还应具有良好的选择性，即系统的横向选择性纵向选择性是通过合理选择保护器的类型（末级选择快速型，上级选择延时型等）和调整漏电动作电流和漏电动作时间等参数实现的。但在运行中发现，不同供电系统因所处环境、线路材料、用电设备类型等的不同使系统的泄漏电流出现较大差别，这给参数整定工作带来较大困难：另外，随着系统绝缘材料的老化，泄漏电流也不断变化，这也影响着保护器的动作灵敏性和动作可靠性。针对这些情况，近年来又研制出了交流脉冲型、鉴幅鉴相型等多种产品，使漏电保护的选择性得到很大提高。

对于TT、TN等中性点接地系统来说，如果接线正确、参数整定合理基本都能够满足横向选择性要求，但对于IT系统，由于中性点不接地，当系统发生接地故障或人身触电事故时，难以形成对中性点的零序电流，这使得在IT系统中应用漏电保护技术复杂化，实现漏电保护的选择性也更加困难[2]。

3 漏电保护技术在煤矿井下供电系统中的应用

3.1 漏电对煤矿安全生产的影响

（1）产生过电压或造成相间短路

（2）造成人身触电

（3）提前引爆雷管

（4）引爆瓦斯

3.2 导致漏电的原因

（1）电缆、电气设备自身的原因。①电缆在井下长期运行中，绝缘老化、受潮，导致绝缘性能下降。②电动机工作时，绕组绝缘受热膨胀，停机后的绕组绝缘冷却收缩，长期使用的结果是绝缘材料出现缝隙，潮气容易侵入，导致对地绝缘电阻降低。

（2）操作、维修不当。①釆掘机械迁移时，对电缆防护不周，导致电缆受到挤、压等外力，影响其绝缘性能。②向检修后的电气设备送电时，由于内部残留有多余的零部件或遗留金属工具，导致带电部分和外壳之间的电气距离过小或二者直接接触。③过载保护的动作值整定不适，导致过载长期存在而使绝缘受损。

（3）施工、安装不当。①电缆与设备连接时，相线与地线接反。②电缆冷补或热补时，操作工艺有误或使用的材质低下，影响绝缘性能。③将电气设备安设在有淋水或其他易使设备受潮的地方。

（4）管理不当。①购入并使用质量低劣的设备、电缆，其绝缘性能不能满足要求。②电缆长期浸泡在水中或埋压，没有及时处理。

3.3 漏电保护技术的应用

我国从20世纪50年代末开始研究漏电保护技术在井下供电系统的应用，到目前为止，已经形成了漏电闭锁、有选择性漏电保护和无选择性漏电保护的漏电保护系统。因此，漏电保护已成为保证煤矿井下安全供电的三大保护（过流保护、漏电保护和保护接地）之一，并且是防止人身触电的重要保护措施。《煤矿安全规程》还规定，矿井变电所的高压馈电线上应该装设选择性的检漏保护装置；井下低压馈电线上应该设有漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置，如果没有这两种装置，必须装设自动切断漏电馈电线的检漏装置无选择性漏电保护主要装于馈电总开关，作为分路馈电开关漏电保护的后备保护，它主要由附加直流电源原理构成。常用的有JY82型、J82型、JJKB30型检漏继电器等[3]。

4 结束语

漏电保护技术从其诞生开始，就处在不断的发展之中。本文在简单回顾漏电保护装置诞生过程的同时，分别从漏电保护装置的工作原理、类型和选择性等方面，对我国漏电保护技术的研究和发展历程进行了归纳，总结了漏电保护技术在煤矿井下供电系统中的应用、研究及发展。进行归纳和总结的目的在于系统地认识和了解漏电保护装置的性能和特点，希望能对广大同仁在漏电保护装置的研究和选用方面有所帮助。

参考文献

[1] 劳动部培训司组织编写.安全用电[M].北京：劳动人事出版社，1988：77-78.

[2] 曲世惠.电工作业[M].北京：气象出版社，2001：211.

[3] 宋建成，翟生勤，范世民，等.矿井低压电网漏电保护技术的发展[J].电网技术，2001，25（10）：58-62.