電氣設備漏電保護方式研究

摘要：電氣設備漏電故障可能對無(wú)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，甚至會(huì )產(chǎn)生漏電火花引起火災，給企業(yè)帶來(lái)不可估計的損失。文中淺談電氣設備漏電危害性及漏電保護方式，意指總結行業(yè)經(jīng)驗提出全新的解決思路

  關(guān)鍵詞:電氣設備；漏電保護；危害分析；解決策略

  國家統計數據顯示，我國2019年接報火災23.3萬(wàn)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(chǎng)所火災防控較之2018年成效顯著(zhù)，但占比今年電氣火災事故總數仍呈多發(fā)之勢?；诖?，有必要對公共場(chǎng)所電氣火災成因以及防范對策進(jìn)行探究分析，對于維護人民生命財產(chǎn)有重要現實(shí)意義。

  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備內電阻降至0.8Ω以下，這樣設備直接接地電阻會(huì )小于3Ω，即使電氣設備漏電所產(chǎn)生的電壓也會(huì )降至36V以?xún)?，通過(guò)人體的電流也不會(huì )大于25mA，這樣的小改動(dòng)不僅不會(huì )增加設備生產(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，電氣設備也可以達到預期漏電保護效果［1］。

  1.2保護接零方法

  保護接零的基礎工作原理是將電氣設備的金屬外殼接入點(diǎn)，與電源電路中的零線(xiàn)連接在一起，促使電氣設備金屬外殼與電源電路形成簡(jiǎn)單的回路，空開(kāi)保護器在感知到大電流通過(guò)時(shí)，會(huì )緊急跳閘，進(jìn)而切斷路線(xiàn)電源達到漏電保護的作用，這種方法的勢就是在于反應速度快，造價(jià)成本低廉，但是在采取接地系統時(shí)，電氣接零保護措施時(shí)要加以慎重。

  1.3剩余電流保護器

  剩余電流保護器是當下較為常見(jiàn)漏電保護裝置之一，其可以當做電氣設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*杜絕電氣設備漏電現象呢？令人遺憾這也是不可能的，因為剩余電流保護器內部也屬于一個(gè)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(huì )出現老化、損壞的現象，進(jìn)而使漏電功能失靈。

  在漏電保護器安裝過(guò)程中，設備安裝人員可能會(huì )因為拒動(dòng)作、誤動(dòng)作協(xié)調動(dòng)作，拒動(dòng)作產(chǎn)生的原因在于漏電動(dòng)作電流選擇不當，使用的保護器過(guò)載電流過(guò)大，而實(shí)際的電流點(diǎn)漏電值沒(méi)有規定值，致使保護器失去應有功能；誤動(dòng)作產(chǎn)生的原因就會(huì )比舉動(dòng)作多一些，，像誤將保護線(xiàn)與中性線(xiàn)反接、錯誤的使用漏電保護裝置、其他大功率電磁設備的干擾等等。

  1.4火災電氣監控系統

  火災電氣監控系統是當下，一種較為流行的電氣火災保護裝置，它在通過(guò)對保護線(xiàn)路中的探測參數值的檢測確定線(xiàn)路運行狀態(tài)，在發(fā)生火災時(shí)發(fā)出信號，并控制相應設備對部位進(jìn)行處理，進(jìn)而 電氣消防隱患，火災電氣檢測系統一般是由電氣火災監控設備、電氣火災監控探測設備共同組成。

  在電氣設備電流溫度參數發(fā)生變化時(shí)，處理系統會(huì )通過(guò)剩余電流互感器和溫度傳感器，對電路狀態(tài)進(jìn)行檢測，而這兩種感應器會(huì )利用電磁場(chǎng)感應原理以及溫度效應變化采集消防火災信息，在完成檢測后將信號輸送到處理系統之中，然后在經(jīng)A/D轉換元件、CPU的單片機對變化線(xiàn)路溫度幅值進(jìn)行分析、處理。并會(huì )主動(dòng)與消防監控人員溫度設定值額定數值進(jìn)行對比，一旦溫度變化超出額定數值則會(huì )發(fā)出，同時(shí)將信號輸送到監控系統之中，再經(jīng)過(guò)監控系統進(jìn)一步識別，當確認出現的火焰或煙霧， 處理系統就會(huì )發(fā)出高級別的火災信號，點(diǎn)亮建筑物內全部火災指示燈，發(fā)出刺耳的火災音響，同時(shí)在樓道或是大廳液晶顯示屏上滾動(dòng)播出火災信息

  傳統保護開(kāi)關(guān)在電流過(guò)載或者是小型電器短路時(shí)執行保護方法，進(jìn)而防止金屬短路故障和電流過(guò)載發(fā)熱或短路故障，避免漏電問(wèn)題引發(fā)建筑電氣火災，但這種方法是屬于被動(dòng)預防電氣火災預防方法，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當下人們對用電需求。對于線(xiàn)間端子發(fā)熱問(wèn)題和電流泄漏增，沒(méi)有控制能力，可能會(huì )引發(fā)金屬性短路或過(guò)載故障，無(wú)法做到早發(fā)現、早防范、早控制、早解決。出現這種問(wèn)題主要原因是傳統保護開(kāi)關(guān)是因為在一個(gè)額定參數下完成工作，如果漏電電流達不到預定設計的閾值，電路漏電保護開(kāi)關(guān)就不會(huì )主動(dòng)切斷電路。此外，還有部分施工項目使用的保護開(kāi)關(guān)質(zhì)量不達標，加大電氣故障風(fēng)險，持續降低電器運轉性。為此，監管部門(mén)加大建筑工程電路施工質(zhì)量監管，強化監理責任意識，使其認識漏電保護工作的重要性。

  1.5漏電保護插座

  現階段部分高新電器裝置內部設置漏電保護開(kāi)關(guān)，通過(guò)內部感應器和單片機檢測火線(xiàn)和零線(xiàn)的電流失衡量判斷電路狀態(tài)，在發(fā)生漏電問(wèn)題時(shí)，內設裝置會(huì )將部分電流直接導入大地，控制電器內部電流平衡差異?？刂菩酒瑱z測到這種電流失衡的差異后，就會(huì )觸發(fā)脫扣，斷開(kāi)電源。

  無(wú)論是上文所述的接地漏電防護、設備保護接零保護、還是漏電保護開(kāi)關(guān)、漏電插座、電氣火災監控系統等，都是為了減少燒損電氣、設備短路事故、人身觸電時(shí)對工作人員產(chǎn)生的危害，確保用電。以下場(chǎng)所需采取漏電保護及監控的措施：交流電氣裝置及設備的外露可導電部分做接地處理［4］：①高壓電氣裝置以及傳動(dòng)裝置的外露可導電部分；②電纜溝和電纜隧道內，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(diǎn)，接地系統的中金屬設備外露部分可導致漏電問(wèn)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(xiàn)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(xiàn)過(guò)程使用的鋼管以及電纜橋架等等；⑧預裝式變電站、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(diǎn)柜的外殼、發(fā)電機出線(xiàn)柜、母線(xiàn)槽的外殼等。

  下文所述電氣設備配電線(xiàn)路應將額定剩余動(dòng)作電流值控制在30mA左右，并利用額定剩余電流保護器進(jìn)行保護：①人工手持式電氣過(guò)電設備；②人體觸電無(wú)法逃離的固定電氣設備；③室外公共場(chǎng)所的露出用電設備；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(chǎng)所的露出用電設備是指非維護工作人員可接觸到的設備應設置不大于30mA的剩余電流保護器，比如下列這些設備設置在室外普通人不能到達的地方：室外冷卻塔.水泵.空調外機等這些用電設備配電線(xiàn)路可不設置30mA的剩余電流保護器。

  下列建筑物（場(chǎng)所）應設置電氣火災監控系統：⑴一類(lèi)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(lèi)廠(chǎng)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(chǎng)航站樓，各地區、二級汽車(chē)客運站或中轉站，、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(chǎng)、商超；⑺總體座位數超過(guò)1700座次大型電影院、歌劇院、彩排劇場(chǎng)；總體座位數高于3800座次以上的體育館；座位數高于2500座次的會(huì )議大廳、大堂、展覽園；總體座位高于23000座次的國民體育場(chǎng)；⑻總藏書(shū)高于120萬(wàn)冊的省市圖書(shū)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大型醫院門(mén)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、網(wǎng)吧等娛樂(lè )性較強公共場(chǎng)所；（12）設區市級及以上電力調度樓、電信樓、郵政樓、防災指揮調度樓、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(guò)60m的公共使用性建筑；（14）文物保護單位的磚木或木結構的古建筑；（15）城市軌道交通、一類(lèi)交通隧道工程；（16）使用面積超過(guò)1000m2地下人員密集場(chǎng)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。

  安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發(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)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數據與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導學(xué)校實(shí)現時(shí)間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實(shí)現“防患于未然”的目的。

  用戶(hù)可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實(shí)現對平臺的訪(fǎng)問(wèn)，查詢(xún)包括系統信息、實(shí)時(shí)數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶(hù)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備水平，防范重大惡性火災財產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發(fā)生。

 

  本系統的整體結構如圖所示：

 

  平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標準購買(mǎi)，或者客戶(hù)自己租用阿里云資源。

  硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

  現場(chǎng)硬件配置

  方案一：100A以下回路，開(kāi)口式互感器

  方案二：100A以下回路，普通互感器，會(huì )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(wú)線(xiàn)模塊分開(kāi)，可適用多回路

  配置針對1個(gè)回路，剩余電流互感器根據現場(chǎng)回路電流大小選擇。

  1）瀏覽器運行設備：

  臺式電腦（WindowsXP以上），安卓系統或IOS系統手機（android或IOS4.0及以上版本）。

  2）瀏覽器端運行環(huán)境：

  Windows系統下使用谷歌、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)。

  數據上傳頻率：2分鐘

  通信方式：RS485、2G/3G/4G

  并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)量：>=10000

  歷史數據存儲：>=3年4

  結合上文所述，用電使用者對電氣設備的漏電保護措施加以關(guān)注。要時(shí)刻明白電氣設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，結合建筑性質(zhì)及規模，采取多種漏電保護方法，進(jìn)而做到防護，此外，建筑內電氣設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(gè)位置發(fā)生漏電事故，也不妨礙上級以及整體的用電使用。