漏电保护器安全使用问答

漏电保护器安全使用问答

一、漏电保护器的作用

1.什么是漏电保护器?

答:漏电保护器(漏电保护开关)是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中,当发生漏电和触电时,且达到保护器所限定的动作电流值时,就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。

2.漏电保护器的结构组成是什么?

答:漏电保护器主要由三部分组成:检测元件、中间放大环节、操作执行机构。 ①检测元件。由零序互感器组成,检测漏电电流,并发出信号。

②放大环节。将微弱的漏电信号放大,按装置不同(放大部件可采用机械装置或电子装置),构成电磁式保护器相电子式保护器。

③执行机构。收到信号后,主开关由闭合位置转换到断开位置,从而切断电源,是被保护电路脱离电网的跳闸部件。

3.漏电保护器的工作原理是什么?

答:

①当电气设备发生漏电时,出现两种异常现象:

一是,三相电流的平衡遭到破坏,出现零序电流;

二是,正常时不带电的金属外壳出现对地电压(正常时,金属外壳与大地均为零电位)。(见图3-1)

②零序电流互感器的作用漏电保护器通过电流互感器检测取得异常讯号,经过中间机构转换传递,使执行机构动作,通过开关装置断开电源。

电流互感器的结构与变压器类似,是由两个互相绝缘绕在同一铁心上的线圈组成。当一次线圈有剩余电流时,二次线圈就会感应出电流。

③漏电保护器工作原理

将漏电保护器安装在线路中,一次线圈与电网的线路相连接,二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。

当用电设备正常运行时,线路中电流呈平衡状态,互感器中电流矢量之和为零(电流是有方向的矢量,如按流出的方向为“+”,返回方向为“-”,在互感器中往返的电流大小相等,方向相反,正负相互抵销)。由于一次线圈中没有剩余电流,所以不会感应二次线圈,漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。

当设备外壳发生漏电并有人触及时,则在故障点产生分流,此漏电电流经人体—大地—工作接地,返回变压器中性点(并未经电流互感器),致使互感器申流入、流出的电流

出现了不平衡(电流矢量之和不为零),一次线圈申产生剩余电流。因此,便会感应二次线圈,当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时,自动开关脱扣,切断电源。

(见图3-2)

4.漏电保护器的主要技术参数有哪些?

答:主要动作性能参数有:额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有:电源频率、额定电压、额定电流等。

①额定漏电动作电流

在规定的条件下,使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器,当通入电流值达到30mA时,保护器即动作断开电源。

②额定漏电动作时间

是指从突然施加额定漏电动作电流起,到保护电路被切断为止的时间。例如30mA×0.1s的保护器,从电流值达到30mA起,到主触头分离止的时间不超过0.1s。

③额定漏电不动作电流

在规定的条件下,漏电保护器不动作的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器,在电流值达到15mA以下时,保护器不应动作,

否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。

④其他参数如:电源频率、额定电压、额定电流等,在选用漏电保护器时,应与所使用的线路和用电设备相适应。

漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压,若波动太大,会影响保护器正常工作,尤其是电子产品,电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。

漏电保护器的额定工作电流,也要和回路中的实际电流一致,若实际工作电流大于保护器的额定电流时,造成过载和使保护器误动作。

5.漏电保护器的主要保护作用是什么?

答:漏电保护器主要是提供间接接触保护,在一定条件下,也可用作直接接触的补充保护,对可能致命的触电事故进行保护。

6.什么是直接接触和间接接触保护?

答:当人体接触带电体有电流通过人体时,就叫人体触电。按照人体触电的原因可分为直接触电和间接触电。

直接触电,是指人体直接触及带电体(如触及相线),导致的触电。

间接触电,是指人体触及正常情况下不带电,故障情况下带电的金属导体(如触及漏电设备的外壳),导致的触电。

根据触电的原因不同,对触电所采取的防触电措施也分为:直接接触保护相间接接触保护。直接接触保护一般可采用绝缘、防护罩、围栏、安全距离等措施;间接接触保护一

般可采用保护接地(接零)、保护切断、漏电保护器等措施。

7.人体触电时的危险是什么?

答:人体触电时,通入人体的电流越大相电流持续的时间越长就越危险。其危险程度大致可以划分为三个阶段:感知-摆脱-室颤。

①感知阶段。由于通入电流很小,人体能有感觉(一般大于0.5mA),此时对人不构成危害;

②摆脱阶段。指手握电极触电时,人能摆脱的最大电流值(一般大于10mA),此电流虽有一定危险,但可以自己摆脱,所以基本也构不成致命的危险。当电流增大到一定程度,触电者将因肌肉收缩,发生痉挛导致抓紧带电体,不能自己摆脱。 ③室颤阶段。随电流加大和触电时间延长(一般大于50mA和ls),将导致发生心室颤动,如果不立即断开电源,将会导致死亡。

由此可以看出,心室颤动是人体触电致死的最主要原因。所以,对人的保护,常用不引起心室颤动,作为确定电击保护特性的依据。

8.“30mA·s”的安全性是什么?

答:通过大量的动物试验和研究表明,引起心室颤动不

仅与通过人体的电流(I)有关,而且与电流在人体中持续的时间(t)有关,即由通过人体的安全电量Q=I·t来确定,一般为50mA·s。就是说当电流不大于50mA,电流持续时间在ls以内时,一般不会发生心室颤动。但是,如果按照

50mA·s控制,当通电时间很短而通人电流较大时(例如500mA×0.1s),仍然会有引发心室颤动的危险。虽然低于50mA·s不会发生触电致死的后果,但也会导致触电者失去知觉或发生二次伤害事故。

实践证明,用30 mA·s作为电击保护装置的动作特性,无论从使用的安全性还是制造方面来说都比较合适,与50 mA·s相比较有1·67倍的安全率

(K=50/30=1.67)。从“30mA·s”这个安全限值可以看出,即使电流达到

100mA,只要漏电保护器在0.3s之内动作并切断电源,人体尚不会引起致命的危险。故30mA·s这个限值也成为漏电保护器产品的选用依据。

9.哪些用电设备需安装漏电保护器?

答:《施工现场临时用电安全技术规范》中规定,“施工现场所有用电设备,除作保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护装置。”以上规定讲了三个方面:

①施工现场所有用电设备都要装设漏电保护器。因为建筑施工露天作业、潮湿环境、人员多变,再加上设备管理环节薄弱,所以用电危险性大,要求所有用电设备包括动力及照明设备、移动式和固定式设备等。当然不包括使用安全电压供电和隔离变压器供电的设备。

②原有按规定进行的保护接零(接地)措施仍按要求不变,这是安全用电的最基本的技术措施不能拆除。

③漏电保护器安装在用电设备负荷线的首端处。这样做的目的,对用电设备进行保护的同时,也对其负荷线路进行保护,防止由于线路绝缘损坏造成的触电事故。 10·为什么进行了保护接零(接地)后,还要加装漏电保护器?

答:无论保护接零还是接地措施,其保护范围都是伺限的。

例如“保护接零”,就是把电气设备的金属外壳与电网的零线连接,并在电源侧加装熔断器。当用电设备发生碰壳故障(某相与外壳碰触)时,则形成该相对零线的单相短路,由于短路电流很大,迅速将保险熔断,断开电源进行保护。其工作原理是把“碰壳故障”改变为“单相短路故障”,从而获取大的短路电流切断保险。(见图-10)

然而,工地的电气碰壳故障并不频繁,经常发生的是漏电故障,如设备受潮、负荷过大、线路过长、绝缘老化等造成的漏电,这些漏电电流值较小,不能迅速切断保险,因此,故障不会自动消除而长时间存在。但这种漏电电流对人身安全已构成严重的威胁。所以,还需要加装灵敏度更高的漏电保护器进行补充保护。

二、漏电保护器的选择

11.漏电保护器的种类有哪些?

答:漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型;按动作机构分,有开关式和继电器式;按极数和线数分,有单极二线、二极、二极三线等等。下面按动作灵敏度和按动作时间分类: ①按动作灵敏度可分为:

高灵敏度:漏电动作电流在30mA以下;

中灵敏度:30~1000mA;

低灵敏度:1000mA以上。

②按动作时间可分为:

快速型:漏电动作时间小于0.ls;

延时型:动作时间大于0.1s,在0.1-2s之间;

反时限型:随漏电电流的增加,漏电动作时间减小。当额定漏电动作电流时,动作时间为0.2~1s;1.4倍动作电流时为0.1,0.5s;4.4倍动作电流时为小于0.05s。

12.电子式与电磁式漏电保护器有何不同?

答:漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类:

①电磁脱扣型漏电保护器,以电磁脱扣器作为中间机 构,当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。

这种保护器缺点是:成本高、制作工艺要求复杂。优点 是:电磁元件抗干扰性强和抗冲击(过电流和过电压的冲击)能力强;不需要辅助电源;零电压和断相后的漏电特性不变。

②电子式漏电保护器,以晶体管放大器作为中间机构,当发生漏电时由放大器放大后传给继电器,由继电器控制开关使其断开电源。

这种保护器优点是:灵敏度高(可到5mA);整定误差小,制作工艺简单、成本低。缺点是:晶体管承受冲击能力较弱,抗环境干扰差;需要辅助工作电源(电子放大器一般需

要十几伏的直流电源),使漏电特性受工作电压波动的影响;当主电路缺相时,保护器会失去保护功能。

13.漏电断路器有哪些保护功能?

答:漏电保护器主要是当用电设备发生漏电故障时提供保护的装置,安装漏电保护器时,应另外安装过流保护装置。当采用熔断器作为短路保护时,其规格的选用应与漏电保护器的通断能力相适应。

目前广泛采用了将漏电保护装置与电源开关

(自动空气断路器)组装在一起的漏电断路器,这种新型的电源开关具有短路保护、过载保护、漏电保护和欠压保护的效能。安装时简化了线路,缩小了电箱的体积和便于管理。

漏电断路器铭牌型号其含义如下:

使用时应注意,因为漏电断路器具有多重防护性能,当发生跳闸时,应具体分清故障原因:

当漏电断路器因短路分断时,须开盖检查触头是否有烧损严重或凹坑;

当因线路过载跳闸时,不能立即重新闭合。由于断路器装有热继电器作为过载保护,当出现大于额定电流时,双金属片弯曲使触头分开,必须待双金属片自然冷却恢复

原状后,方可使触头重新闭合。

当因漏电故障造成的跳闸时,必须查明原因排除故障后,方可重新合闸,严禁强行合闸。

漏电断路器发生分断跳闸时,L般手柄处于中间位置,当重新闭合时,需先将操作手柄向下扳动 (分断位置),使操作机构重扣合,再向上进行合闸。

漏电断路器可用于容量较大(大于4.5kw)的动力线路不频繁操作的开关电器。

14.如何选用漏电保护器?

答:选择漏电保护器应按照使用目的和根据作业条件选用:

按保护目的选用:

①以防止人身触电为目的。安装在线路末端,选用高灵敏度,快速型漏电保护器。

②以防止触电为目的与设备接地并用的分支线路,选用中灵敏度、快速型漏电保护器。

③用以防止由漏电引起的火灾和保护线路、设备为目的的干线,应选用中灵敏度、延时型漏电保护器。

按供电方式选用:

①保护单相线路(设备)时,选用单极二线或二极漏电保护器。

②保护三相线路 (设备)时,选用三极产品。

③既有三相又有单相时,选用三极四线或四极产品。 (见图-14)

在选定漏电保护器的极数时,必须与被保护的线路的线数相适应。保护器的极数是指内部开关触头能断开导线的根数,如三极保护器,是指开关触头可以断开三根导线。而单极二线、二极三线、三极四线的保护器,均有一根直接穿过漏电检测元件而不断开的中性线,在保护器外壳接线端子标有"N"字符号,表示连接工作零线,此端子严禁与PE线连接。

应当注意:不宜将三极漏电保护器用于单相二线(或单相三线)的用电设备。也不宜将四极漏电保护器用于三相三线的用电设备。更不允许用三相三极漏电保护器代替三相四极漏电保护器。

15.按照分级配电的要求,电箱应该有几种设置?

答:施工现场一般按三级配电,所以电箱也应按分级设置,即在总配电箱下,设分配电箱,分配电箱以下设开关箱,开关箱以下就是用电设备。

配电箱是配电系统中,电源与用电设备之间送电和配电的中枢环节,是专门用作分配电力的电气装置,各级配电都是经过配电箱进行的。总配电箱控制整个系统的配电,分配电箱控制每一支路的配电。开关箱是配电系统的最末端,再往下就是用电设备,每台用电设备由自己专用的开关箱控制,实行一机一闸。不得几台设备合用一个开关箱,防止误操作事故;也不要把动力与照明控制合置在一个开关箱内,防止因动力线路故障影响照明。开关箱上接电源下接用电设备,操作频繁、危险性大,必须引起重视。

电箱内各电器元件的选择,必须与线路和用电设备相适应。电箱安装垂直、牢固,周围留有操作空间,地面无积水、无杂物,附近无热源、无振动,电箱应防雨、防尘。开关箱距离被控制的固定设备不应超过3m。

16.为什么要采用分级保护?

答:因为低压供配电一般都采用分级配电。如果只在线路末端(开关箱内)安装漏电保护器,虽然发生漏电时,能断开故障线路,但保护范围小;同样,若只在分支干线(分配箱内)或干线(总配电箱内)安装漏电保护器,虽然保护范围大,如果某一用电设备漏电跳闸时,将造成整个系统全部停电,既影响无故障设备的正常

运行,又不便查找事故,显然这些保护方式都有不足之处。因此,应接线路和负载等不同要求,在低压干线、分支线路和线路末端,分别安装具有不同漏电动作特性的保护器,形成分级漏电保护网。

分级保护时,各级选用保护范围应相互配合,保证在末端发生漏电故障或人身触电事故时,漏电保护器不越级动作;同时要求,当下级保护器发生故障时,上级保护器动作,补救下级失灵的意外情况。

实行分级保护,可使每台用电设备均有两级以上的漏电防护措施,不仅对低压电网所有线路末端的用电设备创造了安全运行条件和提供了人身安全的直接接触与间接接触的多重防护,而且可以最大限度地缩小发生故障时停电的范围,且容易发现和查找故障点,对提高安全用电水平和降低触电事故、保障作业安全有着积极的作用。

17.采用分级保护时,如何选择漏电保护器?

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①二级保护

按二级保护时,可将电网的干线与分支线路作为第一级,线路末端作为第二级。 第一级漏电保护:

该级漏电保护范围大,停电后影响面也大,所以漏电保护器灵敏度不要太高,漏电动作时间和漏电动作电流应该选择大于后面的第二级保护器。这一级漏电保护主要用以 消除事故隐患为目的的间接接触防护和防止漏电引起的火灾为主。一般可选动作电流200~300mA,动作时间可选大于0.1s的延时型漏电保护器,其动作特性参数控制在30mA·s以内。

当现场用电量较小时,可将第一级保护器安装在总配电箱;当用电量较大时可安装在分配电箱(防止因总配电箱中 的漏电保护器参数过小而产生误动作),或改用三级保护。

第二级(末级)漏电保护:

这一级保护器设置在开关箱内,保护区域小,主要提供间接接触和直接接触保护,以防止有致命危险的人身触电事故。要求设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。按照作业条件,一般可选30 mA×0.1s的保护器;当作业条件比较潮湿(如蛙夯机、磨石机等),应选15mA·0.1s的保护器;当用电设备负荷较大时(如钢筋对焊机、中型塔机、混凝土泵车等),为避免保护器误动作,可选50~75mA×0.1s的漏电保护器。

②三级保护

当电网容量大,供电的区域广,二级保护不能适应分级保护要求时,可在二级保护的基础上再增加一级漏电保护。

第一级漏电保护:

设置在总配电箱。考虑这一级停电后造成的影响大,并应大于施工现场正常的最大泄漏电流值,漏电保护器应选中灵敏度(300~50 mA),动作时间选>0.2s的延时型保护器。

第二级漏电保护:

设置在分配电箱。这一级主要提供间接接触防护,同时作为线路末端漏电保护器的补充防护。第二级保护器的动作参数选在第一级与第三级之间,且不应大于30mA·s限值,可选动作电流为中灵敏度100~200mA,动作时间0.ls的漏电保护器。

第三级漏电保护:

设置在开关箱中,选择高灵敏度、快速型漏电保护器。

以上各级漏电保护器的参数选择,应满足分级保护时,各级之间的漏电保护进行协调配合,各级漏电保护器不会发生上下级之间同时动作或越级动作,从而保证整个系统工作的稳定和协调性。

18.三级保护中各级漏电保护器的动作特性参数是如何具体考虑和选择的?

答:在实行分级保护时,为使各级漏电保护器的漏电动作特性之间能协调配合,

①第一级

是设在电网进线端漏电保护的监测,停电后影响范围大。考虑干线触电机率小,应配置较大容量中灵敏度、延时型漏电保护器;动作参数不能小于正常的最大泄漏电流值。

一般来说,线路有电,就存在泄漏电流,只是随漏电回路阻抗而定,电网的漏电值与线路的绝缘质量有关。根据规定,低压电网绝缘导线的对地绝缘电阻值,必须保证在使用电压下的泄漏电流不超过最大供电电流的1/1000~1/3000。计算漏电保护器的动作电流整定值时,可按1/2000考虑,并以此作为漏电保护器的不动作电流值。

例如:施工现场单台变压器容量为400KVA

则变压器的额定电流I1=

因此,漏电保护器的不动电流≥300mA

可选择这一级漏电保护器动作电流为500mA

现场供电回路电流越大,供电线路会越长,分支路也多,因而泄漏电流就大;如用电量小,则泄漏电流相对也少。例如当变压器较小容量为200KVA时,计算每相允许最大泄漏电流为150mA,此时设置漏电动作电流在300mA以下的漏电保护器即可(此时也可实行二级保护)。

②第二级

是设在分支线路上的漏电保护器,这一级保护器的参数应大于第三级,主要提供间接接触防护。例如:分配电箱控制一搅拌机棚,棚内设置有三台搅拌机,每台搅拌机漏电保护器动作参数为30Ma×0.1s。按要求,动作电流为30mA的保护器,每项允许最大泄漏电流

其不动作电流为15mA,则三台保护器不动作电流为3×15=45mA。如果分配电箱中保护器的动作电流为 75mA,则45mA大于75mA的二分之一,就会发生越级动作,即第三级保护器不动作,第二级保护器发生的跳闸现象,所以这一级漏电保护器的动作电流可选择100~ 200mA。第二级保护器的动作电流不能太小,应大于正常泄漏电流值的两倍以上,否则会产生误动作,但不得超过 30mA·s。 ③第三级

是设在线路末端的漏电保护器,再下面就是用电设备。开关箱内电器操作使用频繁、危险性大,所以要求提供间接接触和直接接触防护,要设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。

一般情况下的直接接触防护应该是靠电气的绝缘等措施来解决,当这些措施失去防护时,漏电保护器起补充防护作用,但不能作为唯一的防护措施。

所谓直接接触,即人体与电源或相线等带电体的直接接触。此时在漏电保护器动作切断电源之前,通过人体的触电电流取决于人体的接触电压和触电时的人体电阻,并不取决于保护器的漏电动作电流。

所谓接触电压,就是当人体两个部位同时接触不同电位时,在人体内就会有电流流过,加在人体两部位的电位差即接触电压。预防人体触电措施,除考虑触电电流外,也要考虑触电电压。此电压值越大,触电的危险也越大,因为接触电压越高,人体的阻抗越低。

实际上,在触电过程屯人体电阻在触电电压的作用下是变化的,因而影响通过人体的触电电流也随之发生变化。如果把这一过程放大,开始时,皮肤在干燥无汗条件下,人体电阻最高。随触电时间增加,皮肤温度升高、出汗潮湿、电阻下降。由于触电电压影响人体阻抗发生变化,触电电流也随之加大,会将皮肤灼伤,使人体阻抗大大降低(完全失去表皮阻抗只剩内阻抗)。因此,直接接触时对人体造成的危险是更严重的。

例如:一般干燥条件下,取人体阻抗为1000Ω,当电流限制在50mA时(不会引起心室颤动),此时人体承受的安全电压为0.05×1000=50V,比较安全。若在潮湿条件下,人体阻抗降为500Ω,此时人体承受安全电压为0.05×500=25V,就是说,同样是50mA的电流,由于人体电阻的变化,所能承受的安全电压也必须由50V降为25V才安全,否则必须将电流限制在25mA以下方可不会引起心室颤动。因为漏电保护器的保护范围与触电时人体电阻的情况有直接关系,从以上举例可以看出,由于人体阻抗的变化,引起了保护范围发生了变化。所以,尽管安装了50mA动作电流的保护器,直接触电时还有可能会遇到50mA以上的电流。因此,预防直接触电时应采用高灵敏的漏电保护器。

同样,漏电动作时间对于防触电的作用也是非常重要的,如果触电持续时间超过一个心 脏博动周期,就容易引发心室颤动而带来危险,因此,必须采用漏电动作时间小于0.1s的漏电保护器。由于直接触电时,通过人体的触电电流可达数百毫安,因此要求漏电保护器应该有最小的动作时间,国家标准(GB6829)要求,在250mA电流通过漏电保护器时,其分断时间必须小于0.04s。也即预防直接触电时,应采用快速型的漏电保护器。

④当单台用电设备容量较大时可采用单独回路配电。

当施工现场有较大容量的用电设备(如塔吊、对焊机等)时,应单独敷设分支线路相设置专用分配电箱,其电箱中的漏电保护器一般选择漏电动作电流大于30mA,避免因计算负荷大、泄漏电流大造成的保护器误动作。

例如某高层建筑工地采用了自升式意大利塔吊E6026、 (120kw)和钢筋对焊机UN-75型(75KVA),分别选择漏电保护器。

一、塔吊

已知条件:塔吊容量P1=120kw

暂载率Jc=15%

功率因数C0Sϕ=0.7

需要系数K=0.6

计算负荷P=K·2P1·=0.6×2×120×=56kw

计算电流I=

= =120A

漏电保护器不动作电流为120×=60mA 可选用:100Ma×0.1s漏电保护器

二、对焊机

已知条件:对焊机容量S1=75KVA

暂载率Jc=0.65

功率因数C0Sϕ=0.5

需要系数K=0.5

计算负荷 P1=K·S1· ·C0Sϕ

=0.5×75× ×0.5=15kw

不对称负荷换算 P= ·P1= ×15=26 kw

计算电流I==79A

选用:漏电保护器50~75mA×0.1s

一般电焊机开始使用接通空载以及焊接工作时,会流过很大的冲击断续电流,其值往往达额定电流7倍以上,如果焊机容量大、焊机一次线路过长,会容易造成保护器的误动作。

“计算负荷”。计算负荷是作为选择导线截面、配电装置和电器的主要依据。在计算用电设备的电流时,应该使用计算负荷,不能一律使用设备铭牌上的额定容量。额定容量是设备的最大输出功率,计算负荷是一定时间内用电设备的实际最大负荷,计算负荷要依据现场实际负荷曲线来确定。

“暂载率”。是指在规定的时间内与通电工作时间之比。暂载率= ×100%。例如弧焊机暂载率JC=65%,即相当于规定时间周期为

5min,通电工作时间为3min。

“需要系数”。施工现场很多用电设备并不是都同时运行,运行时也不会都是满负荷,所以计算时要乘以系数进行折减。

“功率因数”。电功率分为视在功率、有功功率和无功功率,功率因数是有功功率与视在功率之比。功率因数越低,无功电能消耗越大。

"塔吊容量"。塔吊容量指塔吊总功率;塔吊工作机构有行走、变幅、回转、起升;各机构都设置电动机驱动,但工作时各机构并非同时连续进行。总功率是指备电动机功率的总和。

"不对称负荷换算"。施工现场用电设备有三相设备、单相设备(和二相设备),应尽量减少三相负载不平衡将单相设备均匀分散接到三相上;当单相设备总容量达到三相设备总容量的15%时;应对单相设备负荷进行换算(按三倍最大相负荷换算成三相等效对称负荷)。

三、漏电保护器的安装

19.漏电保护器安装之前应作哪些检查?

答:在安装漏电保护器之前应检查:

①漏电保护器是国家认证产品,必须有认证标志,并应有产品合格证,有试验装置0

②安装前,应检查漏电保护器的额定电压、额定电流、短路通断能力、漏电动作电流和漏电动作时间是否符合要求。

③安装前,应按安装条件使用漏电保护测试仪;对漏电动作电流;漏电动作时问及漏电不动作电流等参数进行测试。

④安装后投入使用乱应操作试验按钮,检验动作功能是否正常。

⑤用电设备及线路正常运行时的绝缘电阻不应小于0.5MΩ。

20.漏电保护器的试验按钮有什么作用?为什么还要使用漏电测试仪对保护器进行检测?

答:漏电保护器试验按钮装置是模拟二个接地故障讯号将电源中串入二个电阻进行限流,并将此电阻串入零序电流互感器中,模拟漏电电流,是为保护器检测正常工作性能设置的。在带电状态下,按动试验按钮,若开关机构灵敏跳闸,说明该保护器工作正常。

应当注意的是,试验按钮的试验只表明了漏电保护器机构连锁的可靠性,并不能确认保护器的动作电流和动作时间等参数的具体数值是否达到规定要求。为此,尚需使用专门的测试仪器,对保护器的漏电动作电流、漏电不动作电流以及漏电动作时间等主要参数进行测试,从而判断该保护器的可靠程度。

21.安装漏电保护器时对环境条件应注意什么?

答:漏电保护器性能受干扰的因素,除本身的故障和外部线路原因外,安装环境也是影响的重要原因。例如电压波动、机械振动、环境温度、落物频繁撞击以及粉尘浓度过大等,都有可能使漏电保护器产生误动作或拒动作,

①过电压

在低压配电系统中产生过电压的原因很多,如雷击,变压器的分合、电动机的起动、停止、熔断器熔断等,这些过电压的特点是变化快、频率高、时间短,其电流峰值要比正常时流过的漏电电流大的多,容易产生异常信号,特别对电子式保护器会因干扰产生误动作。可考虑采用较大漏电动作电流的保护器,对电源电压偏差较大的用电设备应优先选用电磁式漏电保护器。

②大电流、强磁场

在漏电保护器附近若有外部强磁场存在或有流过大电流的导线,因其铁心受磁场影响往往出现没有流过接地电流保护器也会动作,或流过接地电流虽比额定漏电动作电流值大反而不动作情况,应注意尽量远离免受干扰(例如安装漏电保护器时,与交流接触器和母线的距离应大于20cm,防止电磁干扰产生误动作)。 ③环境温度

环境温度过高或温差大突然降低等情况都对漏电保护器的使用带来影响,应优先选用电磁式漏电保护器。

漏电保护器是以额定电压和通过额定电流时的最高环境温度为40℃设计的,如果运行中超过设计温度,应对额定电流进行折减或选用大的额定电流。

如果安装在低温环境,特别温差大骤降到冰点以下时,往往因内部机构结冰而不动作,特别在潮湿环境,应注意检查和采取防护措施。

④粉尘

如粉尘过多会使内部触点接触不良,使绝缘性能降低,附着在触头之间使触头过热也会影响开闭操作和影响试验按钮的检验结果,应采用密闭的电箱和加强清扫工作。

22.安装漏电保护器时应注意什么?

答:安装漏电保护器时还应注意以下几点:

①安装带有短路保护的漏电保护器,必须保证在电弧喷出方向有足够的飞弧距离,其距离大小按漏电保护器说明书规定。

②漏电保护器标有负荷侧和电源侧时,应按规定接线,不得反接。

③露天使用的漏电保护器必须装在具有防雨措施的电箱内,否则应采用防溅型漏电保护器。

④在电箱内安装漏电保护器,应装设在电源隔离开关的负荷侧。开关箱内应符合“一机一闸”要求。

⑤漏电保护器应安装在垂直板面上,一般倾斜不应大于10°。

23.安装漏电保护器为什么应保持垂直方位?

答:一般漏电保护器应安装在垂直方位,除避免误动作外,还可防止由于安装方向的不同而影响其性能的变化。如具有过流脱扣特性的接地保护兼过载和短路保护的漏电保护器。因为电磁脱扣器的工作原理,是靠故障时电流增大产生的吸力将铁心吸合而使触头打开的。当安装角度变化时,会影响电磁铁心重力方向,使额定电流发生变化。

所以一般应相对垂直面,前后倾斜不大于10°,不得倾斜过大和安装在晃动的电箱内,严禁水平方向安装和使用。(见图-23)

24.为什么开关箱内不准多台用电设备共用一台漏电保护器?

答:用电规范规定:“每台用电设备应有各自专用的开关箱”,“必须实行一机一间制”,“开关箱中必须装设漏电保护器”。在执行以上规定时,出现了片面理解的情况,例如有的工地虽然按一机一闸的要求安装了控制开关,但没有设置专用的开关箱,而是多台开关电器装设在同一个开关箱内;更有甚者,将多台开关控制电器,只安装了一台漏电保护器,多台设备共用。

①容易发生误操作

多台开关电器安装在同一开关箱内,当由于操作人员的变化或注意力不集中时,容易发生误拉合闸事故,或当其中某台用电设备发生故障需迅速切断电源时,容易发生误操作事故。

②不符合安全操作距离的要求

用电规范规定,开关箱与被控制的固定设备水平距离不大于3m(一是在拉合闸时可以监护被控制的设备;二是在设备故障情况下可以迅速切断电源)。当多台用电设备的开关电器共用一个开关箱时,与各台设备的距离有远有近,不能同时满足不大于3m的距离要求。

③容易导致保护器误动作

在多路负载线路上共用』台漏电保护器,容易引起频繁动作。尤其露天作业,随施工用电设备的增多,几台设备都接在同一台漏电保护器上,由于线路增多,产生泄漏电流的可能性也相应增大;同样由于线路加长,漏电电流也相应上升,在原参数的漏电保护器情况下,就会引起保护器的频繁动作。

正确的作法,应该按“一机一闸”的要求,每台用电设备应有自己专用的开关箱,按一机一闸设置开关电器,并安装符合要求的漏电保护器。

漏电保护器安全使用问答

一、漏电保护器的作用

1.什么是漏电保护器?

答:漏电保护器(漏电保护开关)是一种电气安全装置。将漏电保护器安装在低压电路中,当发生漏电和触电时,且达到保护器所限定的动作电流值时,就立即在限定的时间内动作自动断开电源进行保护。

2.漏电保护器的结构组成是什么?

答:漏电保护器主要由三部分组成:检测元件、中间放大环节、操作执行机构。 ①检测元件。由零序互感器组成,检测漏电电流,并发出信号。

②放大环节。将微弱的漏电信号放大,按装置不同(放大部件可采用机械装置或电子装置),构成电磁式保护器相电子式保护器。

③执行机构。收到信号后,主开关由闭合位置转换到断开位置,从而切断电源,是被保护电路脱离电网的跳闸部件。

3.漏电保护器的工作原理是什么?

答:

①当电气设备发生漏电时,出现两种异常现象:

一是,三相电流的平衡遭到破坏,出现零序电流;

二是,正常时不带电的金属外壳出现对地电压(正常时,金属外壳与大地均为零电位)。(见图3-1)

②零序电流互感器的作用漏电保护器通过电流互感器检测取得异常讯号,经过中间机构转换传递,使执行机构动作,通过开关装置断开电源。

电流互感器的结构与变压器类似,是由两个互相绝缘绕在同一铁心上的线圈组成。当一次线圈有剩余电流时,二次线圈就会感应出电流。

③漏电保护器工作原理

将漏电保护器安装在线路中,一次线圈与电网的线路相连接,二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。

当用电设备正常运行时,线路中电流呈平衡状态,互感器中电流矢量之和为零(电流是有方向的矢量,如按流出的方向为“+”,返回方向为“-”,在互感器中往返的电流大小相等,方向相反,正负相互抵销)。由于一次线圈中没有剩余电流,所以不会感应二次线圈,漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。

当设备外壳发生漏电并有人触及时,则在故障点产生分流,此漏电电流经人体—大地—工作接地,返回变压器中性点(并未经电流互感器),致使互感器申流入、流出的电流

出现了不平衡(电流矢量之和不为零),一次线圈申产生剩余电流。因此,便会感应二次线圈,当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时,自动开关脱扣,切断电源。

(见图3-2)

4.漏电保护器的主要技术参数有哪些?

答:主要动作性能参数有:额定漏电动作电流、额定漏电动作时间、额定漏电不动作电流。其他参数还有:电源频率、额定电压、额定电流等。

①额定漏电动作电流

在规定的条件下,使漏电保护器动作的电流值。例如30mA的保护器,当通入电流值达到30mA时,保护器即动作断开电源。

②额定漏电动作时间

是指从突然施加额定漏电动作电流起,到保护电路被切断为止的时间。例如30mA×0.1s的保护器,从电流值达到30mA起,到主触头分离止的时间不超过0.1s。

③额定漏电不动作电流

在规定的条件下,漏电保护器不动作的电流值,一般应选漏电动作电流值的二分之一。例如漏电动作电流30mA的漏电保护器,在电流值达到15mA以下时,保护器不应动作,

否则因灵敏度太高容易误动作,影响用电设备的正常运行。

④其他参数如:电源频率、额定电压、额定电流等,在选用漏电保护器时,应与所使用的线路和用电设备相适应。

漏电保护器的工作电压要适应电网正常波动范围额定电压,若波动太大,会影响保护器正常工作,尤其是电子产品,电源电压低于保护器额定工作电压时会拒动作。

漏电保护器的额定工作电流,也要和回路中的实际电流一致,若实际工作电流大于保护器的额定电流时,造成过载和使保护器误动作。

5.漏电保护器的主要保护作用是什么?

答:漏电保护器主要是提供间接接触保护,在一定条件下,也可用作直接接触的补充保护,对可能致命的触电事故进行保护。

6.什么是直接接触和间接接触保护?

答:当人体接触带电体有电流通过人体时,就叫人体触电。按照人体触电的原因可分为直接触电和间接触电。

直接触电,是指人体直接触及带电体(如触及相线),导致的触电。

间接触电,是指人体触及正常情况下不带电,故障情况下带电的金属导体(如触及漏电设备的外壳),导致的触电。

根据触电的原因不同,对触电所采取的防触电措施也分为:直接接触保护相间接接触保护。直接接触保护一般可采用绝缘、防护罩、围栏、安全距离等措施;间接接触保护一

般可采用保护接地(接零)、保护切断、漏电保护器等措施。

7.人体触电时的危险是什么?

答:人体触电时,通入人体的电流越大相电流持续的时间越长就越危险。其危险程度大致可以划分为三个阶段:感知-摆脱-室颤。

①感知阶段。由于通入电流很小,人体能有感觉(一般大于0.5mA),此时对人不构成危害;

②摆脱阶段。指手握电极触电时,人能摆脱的最大电流值(一般大于10mA),此电流虽有一定危险,但可以自己摆脱,所以基本也构不成致命的危险。当电流增大到一定程度,触电者将因肌肉收缩,发生痉挛导致抓紧带电体,不能自己摆脱。 ③室颤阶段。随电流加大和触电时间延长(一般大于50mA和ls),将导致发生心室颤动,如果不立即断开电源,将会导致死亡。

由此可以看出,心室颤动是人体触电致死的最主要原因。所以,对人的保护,常用不引起心室颤动,作为确定电击保护特性的依据。

8.“30mA·s”的安全性是什么?

答:通过大量的动物试验和研究表明,引起心室颤动不

仅与通过人体的电流(I)有关,而且与电流在人体中持续的时间(t)有关,即由通过人体的安全电量Q=I·t来确定,一般为50mA·s。就是说当电流不大于50mA,电流持续时间在ls以内时,一般不会发生心室颤动。但是,如果按照

50mA·s控制,当通电时间很短而通人电流较大时(例如500mA×0.1s),仍然会有引发心室颤动的危险。虽然低于50mA·s不会发生触电致死的后果,但也会导致触电者失去知觉或发生二次伤害事故。

实践证明,用30 mA·s作为电击保护装置的动作特性,无论从使用的安全性还是制造方面来说都比较合适,与50 mA·s相比较有1·67倍的安全率

(K=50/30=1.67)。从“30mA·s”这个安全限值可以看出,即使电流达到

100mA,只要漏电保护器在0.3s之内动作并切断电源,人体尚不会引起致命的危险。故30mA·s这个限值也成为漏电保护器产品的选用依据。

9.哪些用电设备需安装漏电保护器?

答:《施工现场临时用电安全技术规范》中规定,“施工现场所有用电设备,除作保护接零外,必须在设备负荷线的首端处设置漏电保护装置。”以上规定讲了三个方面:

①施工现场所有用电设备都要装设漏电保护器。因为建筑施工露天作业、潮湿环境、人员多变,再加上设备管理环节薄弱,所以用电危险性大,要求所有用电设备包括动力及照明设备、移动式和固定式设备等。当然不包括使用安全电压供电和隔离变压器供电的设备。

②原有按规定进行的保护接零(接地)措施仍按要求不变,这是安全用电的最基本的技术措施不能拆除。

③漏电保护器安装在用电设备负荷线的首端处。这样做的目的,对用电设备进行保护的同时,也对其负荷线路进行保护,防止由于线路绝缘损坏造成的触电事故。 10·为什么进行了保护接零(接地)后,还要加装漏电保护器?

答:无论保护接零还是接地措施,其保护范围都是伺限的。

例如“保护接零”,就是把电气设备的金属外壳与电网的零线连接,并在电源侧加装熔断器。当用电设备发生碰壳故障(某相与外壳碰触)时,则形成该相对零线的单相短路,由于短路电流很大,迅速将保险熔断,断开电源进行保护。其工作原理是把“碰壳故障”改变为“单相短路故障”,从而获取大的短路电流切断保险。(见图-10)

然而,工地的电气碰壳故障并不频繁,经常发生的是漏电故障,如设备受潮、负荷过大、线路过长、绝缘老化等造成的漏电,这些漏电电流值较小,不能迅速切断保险,因此,故障不会自动消除而长时间存在。但这种漏电电流对人身安全已构成严重的威胁。所以,还需要加装灵敏度更高的漏电保护器进行补充保护。

二、漏电保护器的选择

11.漏电保护器的种类有哪些?

答:漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型;按动作机构分,有开关式和继电器式;按极数和线数分,有单极二线、二极、二极三线等等。下面按动作灵敏度和按动作时间分类: ①按动作灵敏度可分为:

高灵敏度:漏电动作电流在30mA以下;

中灵敏度:30~1000mA;

低灵敏度:1000mA以上。

②按动作时间可分为:

快速型:漏电动作时间小于0.ls;

延时型:动作时间大于0.1s,在0.1-2s之间;

反时限型:随漏电电流的增加,漏电动作时间减小。当额定漏电动作电流时,动作时间为0.2~1s;1.4倍动作电流时为0.1,0.5s;4.4倍动作电流时为小于0.05s。

12.电子式与电磁式漏电保护器有何不同?

答:漏电保护器按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类:

①电磁脱扣型漏电保护器,以电磁脱扣器作为中间机 构,当发生漏电电流时使机构脱扣断开电源。

这种保护器缺点是:成本高、制作工艺要求复杂。优点 是:电磁元件抗干扰性强和抗冲击(过电流和过电压的冲击)能力强;不需要辅助电源;零电压和断相后的漏电特性不变。

②电子式漏电保护器,以晶体管放大器作为中间机构,当发生漏电时由放大器放大后传给继电器,由继电器控制开关使其断开电源。

这种保护器优点是:灵敏度高(可到5mA);整定误差小,制作工艺简单、成本低。缺点是:晶体管承受冲击能力较弱,抗环境干扰差;需要辅助工作电源(电子放大器一般需

要十几伏的直流电源),使漏电特性受工作电压波动的影响;当主电路缺相时,保护器会失去保护功能。

13.漏电断路器有哪些保护功能?

答:漏电保护器主要是当用电设备发生漏电故障时提供保护的装置,安装漏电保护器时,应另外安装过流保护装置。当采用熔断器作为短路保护时,其规格的选用应与漏电保护器的通断能力相适应。

目前广泛采用了将漏电保护装置与电源开关

(自动空气断路器)组装在一起的漏电断路器,这种新型的电源开关具有短路保护、过载保护、漏电保护和欠压保护的效能。安装时简化了线路,缩小了电箱的体积和便于管理。

漏电断路器铭牌型号其含义如下:

使用时应注意,因为漏电断路器具有多重防护性能,当发生跳闸时,应具体分清故障原因:

当漏电断路器因短路分断时,须开盖检查触头是否有烧损严重或凹坑;

当因线路过载跳闸时,不能立即重新闭合。由于断路器装有热继电器作为过载保护,当出现大于额定电流时,双金属片弯曲使触头分开,必须待双金属片自然冷却恢复

原状后,方可使触头重新闭合。

当因漏电故障造成的跳闸时,必须查明原因排除故障后,方可重新合闸,严禁强行合闸。

漏电断路器发生分断跳闸时,L般手柄处于中间位置,当重新闭合时,需先将操作手柄向下扳动 (分断位置),使操作机构重扣合,再向上进行合闸。

漏电断路器可用于容量较大(大于4.5kw)的动力线路不频繁操作的开关电器。

14.如何选用漏电保护器?

答:选择漏电保护器应按照使用目的和根据作业条件选用:

按保护目的选用:

①以防止人身触电为目的。安装在线路末端,选用高灵敏度,快速型漏电保护器。

②以防止触电为目的与设备接地并用的分支线路,选用中灵敏度、快速型漏电保护器。

③用以防止由漏电引起的火灾和保护线路、设备为目的的干线,应选用中灵敏度、延时型漏电保护器。

按供电方式选用:

①保护单相线路(设备)时,选用单极二线或二极漏电保护器。

②保护三相线路 (设备)时,选用三极产品。

③既有三相又有单相时,选用三极四线或四极产品。 (见图-14)

在选定漏电保护器的极数时,必须与被保护的线路的线数相适应。保护器的极数是指内部开关触头能断开导线的根数,如三极保护器,是指开关触头可以断开三根导线。而单极二线、二极三线、三极四线的保护器,均有一根直接穿过漏电检测元件而不断开的中性线,在保护器外壳接线端子标有"N"字符号,表示连接工作零线,此端子严禁与PE线连接。

应当注意:不宜将三极漏电保护器用于单相二线(或单相三线)的用电设备。也不宜将四极漏电保护器用于三相三线的用电设备。更不允许用三相三极漏电保护器代替三相四极漏电保护器。

15.按照分级配电的要求,电箱应该有几种设置?

答:施工现场一般按三级配电,所以电箱也应按分级设置,即在总配电箱下,设分配电箱,分配电箱以下设开关箱,开关箱以下就是用电设备。

配电箱是配电系统中,电源与用电设备之间送电和配电的中枢环节,是专门用作分配电力的电气装置,各级配电都是经过配电箱进行的。总配电箱控制整个系统的配电,分配电箱控制每一支路的配电。开关箱是配电系统的最末端,再往下就是用电设备,每台用电设备由自己专用的开关箱控制,实行一机一闸。不得几台设备合用一个开关箱,防止误操作事故;也不要把动力与照明控制合置在一个开关箱内,防止因动力线路故障影响照明。开关箱上接电源下接用电设备,操作频繁、危险性大,必须引起重视。

电箱内各电器元件的选择,必须与线路和用电设备相适应。电箱安装垂直、牢固,周围留有操作空间,地面无积水、无杂物,附近无热源、无振动,电箱应防雨、防尘。开关箱距离被控制的固定设备不应超过3m。

16.为什么要采用分级保护?

答:因为低压供配电一般都采用分级配电。如果只在线路末端(开关箱内)安装漏电保护器,虽然发生漏电时,能断开故障线路,但保护范围小;同样,若只在分支干线(分配箱内)或干线(总配电箱内)安装漏电保护器,虽然保护范围大,如果某一用电设备漏电跳闸时,将造成整个系统全部停电,既影响无故障设备的正常

运行,又不便查找事故,显然这些保护方式都有不足之处。因此,应接线路和负载等不同要求,在低压干线、分支线路和线路末端,分别安装具有不同漏电动作特性的保护器,形成分级漏电保护网。

分级保护时,各级选用保护范围应相互配合,保证在末端发生漏电故障或人身触电事故时,漏电保护器不越级动作;同时要求,当下级保护器发生故障时,上级保护器动作,补救下级失灵的意外情况。

实行分级保护,可使每台用电设备均有两级以上的漏电防护措施,不仅对低压电网所有线路末端的用电设备创造了安全运行条件和提供了人身安全的直接接触与间接接触的多重防护,而且可以最大限度地缩小发生故障时停电的范围,且容易发现和查找故障点,对提高安全用电水平和降低触电事故、保障作业安全有着积极的作用。

17.采用分级保护时,如何选择漏电保护器?

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①二级保护

按二级保护时,可将电网的干线与分支线路作为第一级,线路末端作为第二级。 第一级漏电保护:

该级漏电保护范围大,停电后影响面也大,所以漏电保护器灵敏度不要太高,漏电动作时间和漏电动作电流应该选择大于后面的第二级保护器。这一级漏电保护主要用以 消除事故隐患为目的的间接接触防护和防止漏电引起的火灾为主。一般可选动作电流200~300mA,动作时间可选大于0.1s的延时型漏电保护器,其动作特性参数控制在30mA·s以内。

当现场用电量较小时,可将第一级保护器安装在总配电箱;当用电量较大时可安装在分配电箱(防止因总配电箱中 的漏电保护器参数过小而产生误动作),或改用三级保护。

第二级(末级)漏电保护:

这一级保护器设置在开关箱内,保护区域小,主要提供间接接触和直接接触保护,以防止有致命危险的人身触电事故。要求设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。按照作业条件,一般可选30 mA×0.1s的保护器;当作业条件比较潮湿(如蛙夯机、磨石机等),应选15mA·0.1s的保护器;当用电设备负荷较大时(如钢筋对焊机、中型塔机、混凝土泵车等),为避免保护器误动作,可选50~75mA×0.1s的漏电保护器。

②三级保护

当电网容量大,供电的区域广,二级保护不能适应分级保护要求时,可在二级保护的基础上再增加一级漏电保护。

第一级漏电保护:

设置在总配电箱。考虑这一级停电后造成的影响大,并应大于施工现场正常的最大泄漏电流值,漏电保护器应选中灵敏度(300~50 mA),动作时间选>0.2s的延时型保护器。

第二级漏电保护:

设置在分配电箱。这一级主要提供间接接触防护,同时作为线路末端漏电保护器的补充防护。第二级保护器的动作参数选在第一级与第三级之间,且不应大于30mA·s限值,可选动作电流为中灵敏度100~200mA,动作时间0.ls的漏电保护器。

第三级漏电保护:

设置在开关箱中,选择高灵敏度、快速型漏电保护器。

以上各级漏电保护器的参数选择,应满足分级保护时,各级之间的漏电保护进行协调配合,各级漏电保护器不会发生上下级之间同时动作或越级动作,从而保证整个系统工作的稳定和协调性。

18.三级保护中各级漏电保护器的动作特性参数是如何具体考虑和选择的?

答:在实行分级保护时,为使各级漏电保护器的漏电动作特性之间能协调配合,

①第一级

是设在电网进线端漏电保护的监测,停电后影响范围大。考虑干线触电机率小,应配置较大容量中灵敏度、延时型漏电保护器;动作参数不能小于正常的最大泄漏电流值。

一般来说,线路有电,就存在泄漏电流,只是随漏电回路阻抗而定,电网的漏电值与线路的绝缘质量有关。根据规定,低压电网绝缘导线的对地绝缘电阻值,必须保证在使用电压下的泄漏电流不超过最大供电电流的1/1000~1/3000。计算漏电保护器的动作电流整定值时,可按1/2000考虑,并以此作为漏电保护器的不动作电流值。

例如:施工现场单台变压器容量为400KVA

则变压器的额定电流I1=

因此,漏电保护器的不动电流≥300mA

可选择这一级漏电保护器动作电流为500mA

现场供电回路电流越大,供电线路会越长,分支路也多,因而泄漏电流就大;如用电量小,则泄漏电流相对也少。例如当变压器较小容量为200KVA时,计算每相允许最大泄漏电流为150mA,此时设置漏电动作电流在300mA以下的漏电保护器即可(此时也可实行二级保护)。

②第二级

是设在分支线路上的漏电保护器,这一级保护器的参数应大于第三级,主要提供间接接触防护。例如:分配电箱控制一搅拌机棚,棚内设置有三台搅拌机,每台搅拌机漏电保护器动作参数为30Ma×0.1s。按要求,动作电流为30mA的保护器,每项允许最大泄漏电流

其不动作电流为15mA,则三台保护器不动作电流为3×15=45mA。如果分配电箱中保护器的动作电流为 75mA,则45mA大于75mA的二分之一,就会发生越级动作,即第三级保护器不动作,第二级保护器发生的跳闸现象,所以这一级漏电保护器的动作电流可选择100~ 200mA。第二级保护器的动作电流不能太小,应大于正常泄漏电流值的两倍以上,否则会产生误动作,但不得超过 30mA·s。 ③第三级

是设在线路末端的漏电保护器,再下面就是用电设备。开关箱内电器操作使用频繁、危险性大,所以要求提供间接接触和直接接触防护,要设置高灵敏度、快速型的漏电保护器。

一般情况下的直接接触防护应该是靠电气的绝缘等措施来解决,当这些措施失去防护时,漏电保护器起补充防护作用,但不能作为唯一的防护措施。

所谓直接接触,即人体与电源或相线等带电体的直接接触。此时在漏电保护器动作切断电源之前,通过人体的触电电流取决于人体的接触电压和触电时的人体电阻,并不取决于保护器的漏电动作电流。

所谓接触电压,就是当人体两个部位同时接触不同电位时,在人体内就会有电流流过,加在人体两部位的电位差即接触电压。预防人体触电措施,除考虑触电电流外,也要考虑触电电压。此电压值越大,触电的危险也越大,因为接触电压越高,人体的阻抗越低。

实际上,在触电过程屯人体电阻在触电电压的作用下是变化的,因而影响通过人体的触电电流也随之发生变化。如果把这一过程放大,开始时,皮肤在干燥无汗条件下,人体电阻最高。随触电时间增加,皮肤温度升高、出汗潮湿、电阻下降。由于触电电压影响人体阻抗发生变化,触电电流也随之加大,会将皮肤灼伤,使人体阻抗大大降低(完全失去表皮阻抗只剩内阻抗)。因此,直接接触时对人体造成的危险是更严重的。

例如:一般干燥条件下,取人体阻抗为1000Ω,当电流限制在50mA时(不会引起心室颤动),此时人体承受的安全电压为0.05×1000=50V,比较安全。若在潮湿条件下,人体阻抗降为500Ω,此时人体承受安全电压为0.05×500=25V,就是说,同样是50mA的电流,由于人体电阻的变化,所能承受的安全电压也必须由50V降为25V才安全,否则必须将电流限制在25mA以下方可不会引起心室颤动。因为漏电保护器的保护范围与触电时人体电阻的情况有直接关系,从以上举例可以看出,由于人体阻抗的变化,引起了保护范围发生了变化。所以,尽管安装了50mA动作电流的保护器,直接触电时还有可能会遇到50mA以上的电流。因此,预防直接触电时应采用高灵敏的漏电保护器。

同样,漏电动作时间对于防触电的作用也是非常重要的,如果触电持续时间超过一个心 脏博动周期,就容易引发心室颤动而带来危险,因此,必须采用漏电动作时间小于0.1s的漏电保护器。由于直接触电时,通过人体的触电电流可达数百毫安,因此要求漏电保护器应该有最小的动作时间,国家标准(GB6829)要求,在250mA电流通过漏电保护器时,其分断时间必须小于0.04s。也即预防直接触电时,应采用快速型的漏电保护器。

④当单台用电设备容量较大时可采用单独回路配电。

当施工现场有较大容量的用电设备(如塔吊、对焊机等)时,应单独敷设分支线路相设置专用分配电箱,其电箱中的漏电保护器一般选择漏电动作电流大于30mA,避免因计算负荷大、泄漏电流大造成的保护器误动作。

例如某高层建筑工地采用了自升式意大利塔吊E6026、 (120kw)和钢筋对焊机UN-75型(75KVA),分别选择漏电保护器。

一、塔吊

已知条件:塔吊容量P1=120kw

暂载率Jc=15%

功率因数C0Sϕ=0.7

需要系数K=0.6

计算负荷P=K·2P1·=0.6×2×120×=56kw

计算电流I=

= =120A

漏电保护器不动作电流为120×=60mA 可选用:100Ma×0.1s漏电保护器

二、对焊机

已知条件:对焊机容量S1=75KVA

暂载率Jc=0.65

功率因数C0Sϕ=0.5

需要系数K=0.5

计算负荷 P1=K·S1· ·C0Sϕ

=0.5×75× ×0.5=15kw

不对称负荷换算 P= ·P1= ×15=26 kw

计算电流I==79A

选用:漏电保护器50~75mA×0.1s

一般电焊机开始使用接通空载以及焊接工作时,会流过很大的冲击断续电流,其值往往达额定电流7倍以上,如果焊机容量大、焊机一次线路过长,会容易造成保护器的误动作。

“计算负荷”。计算负荷是作为选择导线截面、配电装置和电器的主要依据。在计算用电设备的电流时,应该使用计算负荷,不能一律使用设备铭牌上的额定容量。额定容量是设备的最大输出功率,计算负荷是一定时间内用电设备的实际最大负荷,计算负荷要依据现场实际负荷曲线来确定。

“暂载率”。是指在规定的时间内与通电工作时间之比。暂载率= ×100%。例如弧焊机暂载率JC=65%,即相当于规定时间周期为

5min,通电工作时间为3min。

“需要系数”。施工现场很多用电设备并不是都同时运行,运行时也不会都是满负荷,所以计算时要乘以系数进行折减。

“功率因数”。电功率分为视在功率、有功功率和无功功率,功率因数是有功功率与视在功率之比。功率因数越低,无功电能消耗越大。

"塔吊容量"。塔吊容量指塔吊总功率;塔吊工作机构有行走、变幅、回转、起升;各机构都设置电动机驱动,但工作时各机构并非同时连续进行。总功率是指备电动机功率的总和。

"不对称负荷换算"。施工现场用电设备有三相设备、单相设备(和二相设备),应尽量减少三相负载不平衡将单相设备均匀分散接到三相上;当单相设备总容量达到三相设备总容量的15%时;应对单相设备负荷进行换算(按三倍最大相负荷换算成三相等效对称负荷)。

三、漏电保护器的安装

19.漏电保护器安装之前应作哪些检查?

答:在安装漏电保护器之前应检查:

①漏电保护器是国家认证产品,必须有认证标志,并应有产品合格证,有试验装置0

②安装前,应检查漏电保护器的额定电压、额定电流、短路通断能力、漏电动作电流和漏电动作时间是否符合要求。

③安装前,应按安装条件使用漏电保护测试仪;对漏电动作电流;漏电动作时问及漏电不动作电流等参数进行测试。

④安装后投入使用乱应操作试验按钮,检验动作功能是否正常。

⑤用电设备及线路正常运行时的绝缘电阻不应小于0.5MΩ。

20.漏电保护器的试验按钮有什么作用?为什么还要使用漏电测试仪对保护器进行检测?

答:漏电保护器试验按钮装置是模拟二个接地故障讯号将电源中串入二个电阻进行限流,并将此电阻串入零序电流互感器中,模拟漏电电流,是为保护器检测正常工作性能设置的。在带电状态下,按动试验按钮,若开关机构灵敏跳闸,说明该保护器工作正常。

应当注意的是,试验按钮的试验只表明了漏电保护器机构连锁的可靠性,并不能确认保护器的动作电流和动作时间等参数的具体数值是否达到规定要求。为此,尚需使用专门的测试仪器,对保护器的漏电动作电流、漏电不动作电流以及漏电动作时间等主要参数进行测试,从而判断该保护器的可靠程度。

21.安装漏电保护器时对环境条件应注意什么?

答:漏电保护器性能受干扰的因素,除本身的故障和外部线路原因外,安装环境也是影响的重要原因。例如电压波动、机械振动、环境温度、落物频繁撞击以及粉尘浓度过大等,都有可能使漏电保护器产生误动作或拒动作,

①过电压

在低压配电系统中产生过电压的原因很多,如雷击,变压器的分合、电动机的起动、停止、熔断器熔断等,这些过电压的特点是变化快、频率高、时间短,其电流峰值要比正常时流过的漏电电流大的多,容易产生异常信号,特别对电子式保护器会因干扰产生误动作。可考虑采用较大漏电动作电流的保护器,对电源电压偏差较大的用电设备应优先选用电磁式漏电保护器。

②大电流、强磁场

在漏电保护器附近若有外部强磁场存在或有流过大电流的导线,因其铁心受磁场影响往往出现没有流过接地电流保护器也会动作,或流过接地电流虽比额定漏电动作电流值大反而不动作情况,应注意尽量远离免受干扰(例如安装漏电保护器时,与交流接触器和母线的距离应大于20cm,防止电磁干扰产生误动作)。 ③环境温度

环境温度过高或温差大突然降低等情况都对漏电保护器的使用带来影响,应优先选用电磁式漏电保护器。

漏电保护器是以额定电压和通过额定电流时的最高环境温度为40℃设计的,如果运行中超过设计温度,应对额定电流进行折减或选用大的额定电流。

如果安装在低温环境,特别温差大骤降到冰点以下时,往往因内部机构结冰而不动作,特别在潮湿环境,应注意检查和采取防护措施。

④粉尘

如粉尘过多会使内部触点接触不良,使绝缘性能降低,附着在触头之间使触头过热也会影响开闭操作和影响试验按钮的检验结果,应采用密闭的电箱和加强清扫工作。

22.安装漏电保护器时应注意什么?

答:安装漏电保护器时还应注意以下几点:

①安装带有短路保护的漏电保护器,必须保证在电弧喷出方向有足够的飞弧距离,其距离大小按漏电保护器说明书规定。

②漏电保护器标有负荷侧和电源侧时,应按规定接线,不得反接。

③露天使用的漏电保护器必须装在具有防雨措施的电箱内,否则应采用防溅型漏电保护器。

④在电箱内安装漏电保护器,应装设在电源隔离开关的负荷侧。开关箱内应符合“一机一闸”要求。

⑤漏电保护器应安装在垂直板面上,一般倾斜不应大于10°。

23.安装漏电保护器为什么应保持垂直方位?

答:一般漏电保护器应安装在垂直方位,除避免误动作外,还可防止由于安装方向的不同而影响其性能的变化。如具有过流脱扣特性的接地保护兼过载和短路保护的漏电保护器。因为电磁脱扣器的工作原理,是靠故障时电流增大产生的吸力将铁心吸合而使触头打开的。当安装角度变化时,会影响电磁铁心重力方向,使额定电流发生变化。

所以一般应相对垂直面,前后倾斜不大于10°,不得倾斜过大和安装在晃动的电箱内,严禁水平方向安装和使用。(见图-23)

24.为什么开关箱内不准多台用电设备共用一台漏电保护器?

答:用电规范规定:“每台用电设备应有各自专用的开关箱”,“必须实行一机一间制”,“开关箱中必须装设漏电保护器”。在执行以上规定时,出现了片面理解的情况,例如有的工地虽然按一机一闸的要求安装了控制开关,但没有设置专用的开关箱,而是多台开关电器装设在同一个开关箱内;更有甚者,将多台开关控制电器,只安装了一台漏电保护器,多台设备共用。

①容易发生误操作

多台开关电器安装在同一开关箱内,当由于操作人员的变化或注意力不集中时,容易发生误拉合闸事故,或当其中某台用电设备发生故障需迅速切断电源时,容易发生误操作事故。

②不符合安全操作距离的要求

用电规范规定,开关箱与被控制的固定设备水平距离不大于3m(一是在拉合闸时可以监护被控制的设备;二是在设备故障情况下可以迅速切断电源)。当多台用电设备的开关电器共用一个开关箱时,与各台设备的距离有远有近,不能同时满足不大于3m的距离要求。

③容易导致保护器误动作

在多路负载线路上共用』台漏电保护器,容易引起频繁动作。尤其露天作业,随施工用电设备的增多,几台设备都接在同一台漏电保护器上,由于线路增多,产生泄漏电流的可能性也相应增大;同样由于线路加长,漏电电流也相应上升,在原参数的漏电保护器情况下,就会引起保护器的频繁动作。

正确的作法,应该按“一机一闸”的要求,每台用电设备应有自己专用的开关箱,按一机一闸设置开关电器,并安装符合要求的漏电保护器。


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