探討未來漏電保護(hù)器的技術(shù)發(fā)展方向

眾所周知，目前，在配供電網(wǎng)絡(luò)中，漏電保護(hù)器是保護(hù)人身觸電傷亡事故的有效技術(shù)措施。但從大量的運行實踐證明，現(xiàn)已在配電網(wǎng)絡(luò)使用的各種型號的漏電保護(hù)器的使用效果上來看，其投運率和正確動作率遠(yuǎn)達(dá)不到國網(wǎng)公司的要求，因而對人身安全的保護(hù)效果非常差強人意。為此，對漏電保護(hù)器深入的進(jìn)行技術(shù)分析和研究，探討未來漏電保護(hù)器的技術(shù)發(fā)展方向，確保在任何情況下，發(fā)生人身觸電事故，保護(hù)器都能正確動作尤為重要。

一、我國漏電保護(hù)器的發(fā)展過程：

我國從上世紀(jì)七十年代初期，借鑒外國的經(jīng)驗，開始研發(fā)、提倡在農(nóng)村低壓電網(wǎng)安裝使用漏電保護(hù)器，原理上可分為電壓型、和電流型兩種，由于當(dāng)時農(nóng)村電網(wǎng)質(zhì)量較差，電壓型漏電保護(hù)器因其動作驅(qū)動裝置簡陋和對觸電電壓信號檢測值的不太靈敏，投入使用效果很不理想，而逐漸被淘汰。電流型漏電保護(hù)器是根據(jù)零序電流的工作原理，即：正常供電時，三相電流的矢量和等零(iA+iB+iC=0)如果電網(wǎng)通過任何能以導(dǎo)電的介質(zhì)對大地漏電、使電網(wǎng)三相電流的矢量和不等于零，當(dāng)不平衡電流達(dá)到整定值時，保護(hù)器則跳閘，斷開電源。因而電流型保護(hù)器由于靈敏度可調(diào)，且能進(jìn)行分級保護(hù)而被廣泛推廣應(yīng)用。

二、目前農(nóng)村配變臺區(qū)安裝使用中保護(hù)其運行現(xiàn)狀分析：

1.電流型漏電保護(hù)器按合成漏電電流大小工作，如果要求人身保護(hù)效果時可將靈敏度檔位調(diào)小，一般在70mA以下，由于低壓電網(wǎng)各種漏電因素可瞬間增加漏電流幾百或幾千mA，如果保護(hù)器按人身保護(hù)效果設(shè)定的靈敏度調(diào)節(jié)檔位運行，則頻繁跳閘，根本無法運行。兩者存在著無法兼容的矛盾，由于現(xiàn)在人們對用電越來越重視和依賴，使得供電可靠性要求越來越高，為了使電網(wǎng)能正常供電，保護(hù)器一般都在較大靈敏度檔位下工作(200-1000mA)，而淡化了人身安全保護(hù)功能，所以現(xiàn)在運行的電流型保護(hù)器(總?；蚍直?，保護(hù)人身安全的效果，微乎其微，甚至根本不起保護(hù)作用，都是建立在供電可靠性的基礎(chǔ)上運行。

2.鑒相鑒幅型漏電保護(hù)器，是在電流型保護(hù)器的基礎(chǔ)上，增加了脈沖電路，相對強化了人身保護(hù)效果。當(dāng)人體突然觸電時，電網(wǎng)漏電流瞬間有一個突變電流的變化，(即：脈沖電流)，被保護(hù)器檢測并跳閘，保護(hù)器的脈沖電流靈敏度以50mA值 固定于保護(hù)器內(nèi)，外部不可調(diào)節(jié)，不受外部靈敏度檔位調(diào)節(jié)影響。所以保護(hù)器可在較大范圍的漏電電流下運行，一般在500-1000mA，以使電網(wǎng)在普通泄漏電流較大情況下能正常運行。實事上，鑒相鑒幅型保護(hù)器在一定程度上提高了人體的保護(hù)功能，但供電可靠性嚴(yán)重降低，由于脈沖電流不止是人身瞬間的觸電電流，電網(wǎng)中通過各種介質(zhì)瞬間碰觸導(dǎo)線，與大地泄漏，并超過50mA的電流，都是脈沖電流，從而導(dǎo)致保護(hù)器頻繁跳閘，嚴(yán)重影響了供電可靠性。實際電網(wǎng)中保護(hù)器跳閘原因99%以上都是其它介質(zhì)泄漏電流造成的，因人身觸電而跳閘的幾率較小。所以鑒相鑒幅型保護(hù)器在保護(hù)人身安全和供電可靠性方面，兩者也不能有效兼容，使保護(hù)器運行的目的大打折扣。綜合上述，目前運行的電流型和鑒相鑒幅型漏電保護(hù)器都不能適應(yīng)電網(wǎng)和保護(hù)人身安全的需要，也難免杜絕低壓電網(wǎng)人身觸電傷亡事故的發(fā)生。

3.漏電保護(hù)器功能多樣化是誤區(qū)

漏電保護(hù)器應(yīng)體現(xiàn)兩大技術(shù)指標(biāo)，一是對人身安全的保護(hù)效果。二是供電可靠性。也就是保護(hù)器的投運率要高。而目前我國各種保護(hù)器廠家為了增加市場競爭力，在保護(hù)器上增加了很多附加功能，如①欠壓保護(hù)功能;②缺相保護(hù)功能;③過負(fù)荷保護(hù)功能;④數(shù)據(jù)查詢功能。這些功能的增加看似產(chǎn)品更加完善，其則不然。由于附加功能的增加必然影響保護(hù)器主要功能的質(zhì)量，故障率會越高，農(nóng)村低壓電網(wǎng)缺相，低電壓現(xiàn)象時有發(fā)生，不能因此而使保護(hù)器動作停電。比如說：一旦缺相只能影響該所供線路三分之一居民的正常用電，如果因缺相而使整個臺區(qū)停電，人們將難以接受、反應(yīng)強烈，當(dāng)電壓過低時，燈泡發(fā)光效率降低，人們還能在有光背景下生活，如因低電壓而使保護(hù)器跳閘而造成臺區(qū)停電，必然影響人們的生活、生產(chǎn)秩序。數(shù)據(jù)查詢功能并沒有多大意義，因農(nóng)村電工隊伍，普遍文化層次較低，因數(shù)據(jù)查詢操作較為復(fù)雜，而無人使用。此功能只適應(yīng)于科驗單位的實驗、研究之用?？傊?，以上所述的保護(hù)器附加功能只能給人們用電帶來較多的負(fù)面影響，嚴(yán)重影響了供電可靠性，也是不科學(xué)的。應(yīng)加以取消。

4.漏電保護(hù)器“三級”保護(hù)方案存在的現(xiàn)實問題

多年來，保護(hù)器的安裝，一直遵循“三級”階梯裝設(shè)方案，即：配變出線側(cè)安裝總臺保護(hù)，分支線路再裝設(shè)二級保護(hù)，居民用戶安裝末級保護(hù)，此方案看似合理，其實存在很大問題，主要表現(xiàn)在“二級”保護(hù)的設(shè)備，維護(hù)管理方面難度較大，使之不能正常運行的客觀原因，由于現(xiàn)型漏電保護(hù)器的技術(shù)缺陷，經(jīng)常跳閘并鎖死現(xiàn)象不可避免。且跳閘原因隱蔽復(fù)雜，往往是瞬間發(fā)生、瞬間消失，管理人員難以找到原因加以清除，并且一個農(nóng)村電工可能要管理多臺變壓器，就變壓器的總保護(hù)而言，電工就難以應(yīng)對。“二級”保護(hù)又安裝在分支線桿上或墻壁上，如遇復(fù)雜電網(wǎng)一臺配變裝有多臺“二級”保護(hù)設(shè)備，使管理人員根本無法管理到位，難以保證居民的正常用電，另外由于“二級”保護(hù)設(shè)備維護(hù)難以到位，致使接觸器觸點粘連，彈簧失彈，線圈鐵芯釋放緩慢，最終使該分支線的漏電電流，越級到總保護(hù)并跳閘，引起大面積停電。所以“二級”保護(hù)難以發(fā)揮應(yīng)有的作用，矛盾最終還是反應(yīng)在總保護(hù)設(shè)備上，再者末級保護(hù)設(shè)備都安裝于用戶端，且保護(hù)器都是通入一次電流，很容易損壞，保護(hù)器跳閘線圈電源也是直接經(jīng)過220V或380V電源而工作的，季節(jié)性雷電或電源電壓有較大波動時，內(nèi)部的可控硅，極易損壞導(dǎo)通，使用戶無法用電，用戶則直接退出。根據(jù)多年來的運行實踐看，用戶末端保護(hù)器的損壞率在80%以上，所以漏電保護(hù)器的二、三級保護(hù)作用，則名存實亡，配電變壓器的總臺保護(hù)顯得非常關(guān)鍵，管理人員應(yīng)集中精力對設(shè)備加強維護(hù)管理，根據(jù)天氣和低壓網(wǎng)絡(luò)實際漏電情況，合理調(diào)整保護(hù)器檔位，而提高保護(hù)器的投運率，由于在保護(hù)器的所有動作跳閘中，可能無一次跳閘是人體觸電而動作的，在這些跳閘當(dāng)中，即使有人體觸電電流因素，也可能因電流型保護(hù)器的技術(shù)缺陷而拒跳(前面已有分析)所以漏電保護(hù)器在電網(wǎng)全負(fù)荷投入運行的情況下靈敏度調(diào)節(jié)檔位都比較大，一般在200-1000mA，即使調(diào)節(jié)在200mA對人體也沒有實質(zhì)性的保護(hù)作用，而且在此檔位下保護(hù)器頻繁跳閘現(xiàn)象非常嚴(yán)重，所以本人認(rèn)為既然漏電保護(hù)器起不到應(yīng)有的人身保護(hù)效果，只能以普通泄漏電流功能而運行。且就供電可靠性和普通泄漏電流保護(hù)兩個指標(biāo)看，供電可靠性遠(yuǎn)比普通泄漏電流保護(hù)重要的多，故“二級”保護(hù)應(yīng)該取消，暫且保留“末級”保護(hù)方案安裝的模式，即首端和末端、待人體“特波”技術(shù)成熟和穩(wěn)定后，只在配變出線側(cè)安裝“一級”總保護(hù)，則可達(dá)到全網(wǎng)保護(hù)人身安全的理想狀態(tài)。

綜上所述：人身觸電電流是電網(wǎng)中各個漏電流其中的一個量，由于三相電源的相位，按正弦波的規(guī)律發(fā)生變化，人體觸電電流的大小和觸電電流的相位，都決定了保護(hù)器對人身的保護(hù)效果，也就是說當(dāng)人體觸電電流增加時，電源的合成漏電流可能增加，也可能減少，若合成漏電流增加時，保護(hù)器靈敏度較高，若合成漏電流減少時，保護(hù)器靈敏度較低或不跳閘，農(nóng)臺低壓絕緣較差的電網(wǎng)安裝的漏電保護(hù)器，容易出現(xiàn)某相漏電跳閘靈敏度低或不跳閘現(xiàn)象，稱之為“不靈敏相”或“死區(qū)”這是因為電網(wǎng)中的某兩相漏電流相對固定于某個數(shù)值，當(dāng)另一相發(fā)生觸電電流或漏電電流數(shù)值接近或等于某兩相電流的數(shù)值且相位相反時，保護(hù)器合成的漏電流不但不增加，反而會減少，且接近于零，這時保護(hù)器的跳閘靈敏度嚴(yán)重降低或不跳閘，農(nóng)電管理人員在日常保護(hù)器三相的模擬實驗時，都發(fā)現(xiàn)有此現(xiàn)象存在。