漏电保护（精选12篇）
漏电保护 篇1
漏电保护开关是一种最常用的安全保护电器。它既能控制电路的通与断, 又能保证其控制的线路或设备发生漏电或人身触电时迅速自动跳闸, 切断电源, 从而保证线路或设备的正常运行及人身安全。
一、漏电保护开关的工作原理
漏电保护开关简称RCD, 它由零序电流互感器、漏电脱扣器、开关装置三部份组成。零序电流互感器用于检测漏电电流;漏电脱扣器将检测到的漏电电流与一个预定基准值比较, 从而判断漏电保护开关是否动作;开关装置通过漏电脱扣器的动作来控制被保护电路的闭合与分断。
二、漏电保护开关的作用
通过分析漏电保护开关的工作原理, 漏电保护开关有以下的基本作用:
1.用于防止由漏电引起的单相电击事故。
2.用于由漏电引起的火灾和设备烧毁事故。
3.用于检测和切断各种一相接地事故。
4.漏保护开关还可用于过压、欠压、过载、缺相保护。
三、漏电保护开关的选用
1.确定极数和线数:220V电压使用单极二线或二极二线, 380V电压使用三极三线, 380/220V电压使用三极四线或四极四线。
P:用电设备的额定功率;U:用电设备的额定电压;Φ:用电设备的功率因数。
3.选择动作参数:通常情况下, 用于触电保护的漏电保护开关要满足动作电流不大于30mA, 同时分断时间小于0.1S这两个条件, 可确保基本用电安全;其他场合根据实际情况来确定动作电流和分断时间;在有多级保护场景中, 上级开关是下级开关动作电流的2倍;各级保护之间的分断时间差为0.2S。
4.选择相应的环境温度、相对湿度、机械振动等条件。
四、漏电保护开关的故障
漏电保护开关运行发生动作后, 应首先查清漏电保护开关本身是否有故障, 可将漏电保护开关负载全部切断, 如漏电保护开关能合闸即为正常;其次检查线路及用电设备。漏电保护开关通常有两种故障, 即拒动作和误动作。
(一) 误动作
1.接线错误:TN系统中的零线未与相线一起穿过RCD, 造成三相不平衡时, RCD会发生误动作;RCD负载侧的零线与其他支路的零线连接或接地, 或负荷跨接在RCD电源侧和负载侧, 这些都可能造成保护开关误动作。
2.绝缘劣化:RCD负载侧的对地绝缘破坏或对地绝缘不对称, 都可能产生不平衡的泄漏电流, 从而导致RCD误动作。
3.不同步合闸:因RCD的机械性能问题, 每一相合闸的时间不可能完全一致, 因此首先合闸的那一相可能会产生较大的泄漏电流, 导致RCD误动作。
4.环境变化:安装场所的环境温度、相对湿度、机械振动等条件不符合RCD设计条件时也导致RCD误动作。
5.RCD质量原因:RCD零件性能缺陷或装配质量不高会降低RCD的可靠性和稳定性, 从而导致RCD误动作。
6.电磁条件复杂:安装场所应做好电磁屏蔽条件, 如RCD附近装有较大电流设备, 或有磁性元件或较大的导磁体, 可能在零序电流互感器铁心中产生电磁感应现象而导致RCD误动作。
(二) 拒动作
1.接线错误:设备漏电的情况下, 如果电气设备外壳上的保护零线 (PE、PEN线) 接入漏电保护开关, RCD不会动作。
2.动作电流选择不当:漏电保护开关动作电流选择过大或整定电流过大, 当线路中的漏电电流小于动作电流时, 漏电保护开关不会动作。
3.产品质量低劣:互感器二次回路断路、脱扣元件沾粘等质量缺陷可造成保护开关在有漏电的情况下不会动作。
五、使用注意事项
1.漏电保护开关的电源侧和负荷侧不能接反。
2.漏电保护开关是电气安全防护系统中的辅助保护措施, 在安装漏电保护开关时, 不能拆除、改变、放弃原来的保护措施。
3.在安装漏电保护开关时, 要严格区分零线、火线、保护地线、保护零线。除了三极三线制不涉及中性线, 在其他种类的漏电保护开关都应接入中性线。漏电保护开关负载侧的中性线不能作为保护零线使用。
4.工作零线不得在漏电保护开关负载侧重复接地, 也不能重复接零, 否则会导致漏电保护开关经常误动作。
5.多个漏电保护开关支路负载侧的零线不能共用, 其他回路也不能接在已安装漏电保护开关负载侧线路的工作零线上。
6.对安装完成后的漏电保护开关应试验按钮三次, 确认能正常动作后方可投入运行。使用中的漏电保护开关应每月检查一次, 并做好详细记录。
7.出现故障时应立即断开电源找出跳闸原因, 故障解决后方可投入使用。
摘要：漏电保护开关用于防止人身触电和漏电导致的事故, 它的使用极为广泛。在实际应用中, 由于漏电开关使用不当给生产和生活带来了很多的不便, 本文笔者重点介绍了漏电保护开关的选用、常见故障及使用中的注意事项。
关键词：漏电保护,零线,注意事项
参考文献
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漏电保护 篇2
关键词：漏电保护二总线零序电流
1井下漏电保护现状
我国大多数矿井电网一直沿用中性点不接地方式，随着井下供电线路的加长、电容电流的增大，发生故障时会造成单相接地电流大于20A，有的甚至超过70A，而《煤矿安全规程》中规定超过20A就应采取措施降低到20A以下，因而广泛采用中性点经消弧线圈并电阻接地系统。
系统保护中，根据我国井下低压电网的运行情况，一般认为对低压配电网实行两级保护，级数再增加将没有使用意义。实行分级保护的目的是从人身、设备安全和正常用电的角度出发，既要保证能可靠动作，切断电源，又要把这种动作跳闸造成的停电限制在最小范围内。常用的漏电保护装置多为附加直流电源式保护和零序电流保护装置。总保护处安装附加直流电源保护，无论系统发生对称性漏电还是非对称性漏电，保护均能可靠性动作。分支出口处安装零序电流保护作为横向选择性保护的主保护。
漏电系统一般建立两级后备保护，附加直流电源保护和漏电闭锁分别作为分支漏电保护单元的一级和二级后备［1］。在实行分级保护的低压电网中，决定分级的条件是下一级保护器的额定动作时间（包括主开关断开电路的跳闸时间）必须小于上一级保护器的极限不动作时间。对于下级保护，要求其额定动作时间达到最快，从而快速切除故障。对于上一级保护，为保证选择性就需一定的时间延时，以躲过下级保护在动作跳闸时所需时间。据现场调查，零序电流漏电保护动作使分支开关动作跳闸总时间达到200ms，则附加直流电源保护的动作时间需加上200ms的固定延时，才能保证选择性。因此当发生对称性漏电（分支无法检测）、分支保护失效或开关拒动时，总保护动作时间高达400ms。此时将会使人身触电电流增大，不但不能保证人身安全，更不能防止沼气、煤尘爆炸。
随着真空断路器的推广，虽然由于保护动作时间级差Δt的减小，将短路造成的损失降低到最低限度，但没有从根本上解决由于时差而带来的问题。
2改良方案
改良方案中，在总的漏电保护单元与分支单元之间建立在线通信，以确保在最短的时间内切断故障点，消除现有漏电保护系统存在的死区。
2.1二总线技术
本文通信总线采用二总线技术，二总线是一种高可靠性、自动同步编码解码通信，可以将现场节点的多个模拟量转换成数字量并进行远距离串行传输。其特点如下：
a.智能跟踪自动编码；
b.远距离监测，监测距离2km；
c.同时传输信号和功率，节点无需单独供电；
d.回路节点数目可根据规模增减，最多64个。
二总线非常适宜于井下配电馈线出口多及馈线线路逐渐增长的现状，可抵制井下各种干扰的影响。二总线进行通信，2条总线之间的电压为24V，发送端的二总线通信芯片将需要传输的数字量以电流形式串行输出到二总线上；接收端从总线获得功率的同时接收信号，实现了功率和信号公用总线的要求［2］。
2.2通信实现
常用的总线接口有QA840159等，提供单片机和总线的接口，通过握手电路和数据总线与CPU进行数据交换。总线接口从CPU中取得编码地址、控制码等信息后向总线回路发出标准串行码，包括地址段、地址校验段、控制段和模拟量返回段。地址段和地址校验段完全相同，以保证通信的可靠性。二总线通信编解码芯片位于分支出口处，可以自动同步编解码和片内A/D转换，它不需进行频率和同步调整，可对总保护的编码数据进行智能化分析并自动跟踪对位，片内高速A/D转换电路仅在地址符合时加电，大大降低了系统总电流，可很方便地实现模拟量采集并实现二总线通信。
3智能漏电保护的设计
系统由总保护、分支保护、二总线通信接口三大部分组成。各分支保护检测到的实时井下数据可通过二总线进行通信，设井下馈线分支出口数为n，其结构图如图1所示。
总保护处为性价比较高的单片机8051系统，系统有A/D转换器、输入/输出接口、闪存、输出执行电路等组成。总保护处装有附加直流电源式漏电保护，可以检测出电网总的绝缘情况，同时通过漏电直流检测电路的取样，监测井下电网A，B，C三相的绝缘电阻的变化，并由电路显示，所以容易查找和处理故障相。正常工作时循环显示电网的工作参数和对地的绝缘水平，故障跳闸后循环显示故障时的参数和状态，从而大大提高了判断故障的效率。若设有不同的给定值存储在微机内，微机就可以判断出故障是接地故障、人身触电事故还是绝缘电阻下降故障。
总保护处通过总线接口和二总线相连，进行通信。在总保护处和分出口处检测各支路的零序电流，分支保护处编解码芯片接收总保护处的地址、控制信息，当和本身地址相同时，启动A/D转换，进行零序电流检测，并通过二总线将电流值上传给总保护，通过总保护进行集中式选线判断故障相，由总保护发出口跳闸指令以切断故障线路。
漏电保护原理中指出，当发生接地故障时，流过故障相的故障电流是所有非故障相电流之和，故障项的零序电流为所有出口处零序电流数值中的最大者。集中式选线综合比较所有零序电流的数值，考虑到零序电流互感器会产生不平衡电流，而不同的互感器的不平衡电流值不同，所以仅比较零序电流值大小将会有一定的误差。现采用简单的差值比较方法，即将各电路所测出时间间隔相同的故障前后2次零序电流值相减，比较各零序电流的算术差值。故障线路零序电流的增量是所有线路零序电流增量之和。判定差值最大与其他线路有很大差距的线路为故障线路，从而完成保护的横向选择性，并有效地避免了由互感器不平衡电流带来的误差。
总保护通过电流差值集中判断，找到最大值及分支故障线路，然后发跳闸指令，由分支开关动作；若各分支的零序电流之差相差不大时，判定为母线故障，由总保护处开关动作。判定为分支故障发跳闸指令后，总保护处继续监视电网的运行，若故障仍然存在，说明跳闸失败或判断失误，为保证安全，由作为后备保护的总保护跳闸切断故障，无长时间的延时。
4结论
二总线系统结构简单，可靠性非常高，基于二总线的漏电保护系统，全面提高了矿用检漏装置的性能，缩短了总保护初跳闸时间，保证了井下的供电安全。
参考文献：
低压漏电保护使用现状研究 篇3
关键词：煤矿低压漏电保护发展方向
0引言
漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护之一，煤矿井下低压系统为中性点不接地系统，中性点不接地系统中绝大多数故障是单相漏电故障，尽管它不破坏系统的对称运行，若不及时处理极易发展为两相短路，而且煤矿井下有瓦斯爆炸和人身安全等因素，其危害性更大。
煤矿安全规程规定：井下低压漏电动作跳闸，但是由于低压漏电时，零序电流小，有很大的分散性，动作时间要短，给实现漏电电阻的测量和有选择行地漏电保护带来一定的困难。早期由“漏电继电器”和“漏电保护单元”组成的低压漏电保护系统，由于检测漏电电阻的原理存在重要缺陷，无法真正实现有选择性漏电保护，近年来应用于广泛的智能型低压开关中的选择性漏电保护功能，只是应用了单片机技术，其漏电保护原理没有突破，使用效果也很差。
1井下低压电网发生漏电的危害
煤矿井下低压电网大部分在采区，环境条件恶劣，又是工作人员和生产机械比较集中的地方，电网若发生漏电，将导致以下危险：
1.1人身触电当电气设备因绝缘损坏而使外壳带电，而工作人员又接触此外壳时，就会导致人身触电事故。此时如地电流的一部分将要从人体流过，其数值大到一定程度就会造成工作人员的伤亡。工作人员触及刺破橡套电缆外护套而暴露在空气中的芯线时一种更加严重的人身触电，此时，入地电流绝大部分流经人体，因而对工作人员的危险性更大。
1.2引起沼泽气及煤尘爆炸我国大部分煤矿有沼气喝煤尘爆炸的危险，当井下空气中沼气活煤尘达到爆炸浓度且有能量达到0.28mj的点火源时，就会发生沼气活煤尘爆炸。井下的点火源绝大部分是电火花，而漏电所产生的电火花则占有相当的比例，当电网发生单相接地或设备发生单相碰壳时，在接地点就会产生电火花，若此电火花具有足够的能量，就可能点燃沼气和煤尘。
1.3使电雷管无准备引爆漏电电流在其通过的路径上会产生电位差，漏电电流的数值越大，所产生的电位差就越大，如果电雷管两端引线不慎与漏电回路上具有一定差的两点相接，就可能发生电雷管无准备爆炸的事故。
1.4烧损电气设备，引起火灾长期存在的漏电电流，尤其是两相经过度电阻接地的漏电电流，在通过设备绝缘损坏处时将散发出大量的热，使绝缘进一步损坏，甚至使可燃性材料(如非阻燃性橡套电缆)着火燃烧。
1.5引起短路事故据统计，约有30％的单相接地故障发展为短路。从而造成更大的电气故障。对矿井安全造成严重威胁。漏电故障发展为短路的原因是很简单的，长期存在的漏电电流及电火花使漏电处的绝缘进一步损坏，最后危及相间绝缘而造成短路。
1.6严重影响生产按规程要求，一旦电网发生漏电，就必须停电处理，因而严重影响生产，降低煤矿企业的经济效益。漏电故障的处理少则数小时，多则达几个班次，有的工作面几乎每班都发生漏电停电事故。另一方面，停电使局扇停转，通风恶化，沼气积聚，反过来又威胁了矿井的安全。
2中性点不接地系统单相漏电工况
2.1正常运行工况：①各相对地电压为相电压。②中心点对地电压Un=0，电网无零序电压。③每相对地电容电流为le=juwc,并超前相电压90°，由于各相电容电流对称，正常运行时电网无零序电流。
2.2单相漏电工况：①单相漏电时，漏电相对地电压为零，非漏电相对地电压升级为线电压。②单相漏电时，系统出现零序电压。⑨故障支路和非故障支路都出现零序电流。
3常见低压漏电保护原理分析及缺点
常规的低压漏电保护办法为：总线开关上安装“检漏继电器”，馈电开关内安装“漏電保护单元”，组成选择性漏电保护系统，当总开关和支路开关之间发生漏电，或支路发生漏电，安装在支路上的“漏电保护单元”拒动时，“检漏继电器”跳总开关，当支路发生漏电时，支路开关内安装的“漏电保护单元”有选择跳开漏电支路开关，目前使用的智能开关中的漏电保护功能仍是采用了同样的工作原理，与“检漏继电器”和“漏电保护单元”组成漏电保护没有质的变化。
3.1“检漏继电器”漏电电阻挤蛋测原理：“检漏继电器”内部由三相电抗器组成人为中性点，在人为中性点和地间串接一直流电源和直流电流表、直流继电器。为了不改变中性点接地方式，三相电抗器的感抗一般为几十千欧，当系统有漏电时，漏电点电网变压器二次回路，电抗器、直流电源、电流表、直流继电器和地之间构成回路。根据欧姆定律，直流电流的大小直接反应了电网对地绝缘水平，一般用直流电流表直接反应漏电电阻大小，当漏电电阻小到动作值时，直流继电器动作其常开或常闭触点讲通过自动馈电开关的脱扣线圈或无压释放线圈自动馈电开关跳闸。
3.2“漏电保护单元”检测漏电电阻原理：根据中性点不接地系统漏电工况所叙，正常情况下，系统零序电压为零，系统发生漏电时，系统产生零序电压，由此可以把零序电压大小做为判断漏电的依据，当零序电压达到一定值时，即认为漏电。
3.3“检漏继电器”和“漏电保护单元”对漏电电阻的测量方法统一，检漏继电器采用“附加电流电压法”反应漏电电阻，其特点是直接，精度高；“漏电保护单元”是通过“零序电压法”估算漏电电阻，其特点是速度快，精度差，受系统电压和系统电容的影响很大，由于在统一系统中，总开关和支路开关漏电电阻检测方法不同，而且一种检测方法精确，另一种检测方法误差较大，造成了动作不统一的误动，常会出现支路开关还没有动作，总开关却已经跳闸误动的现象。
4低压漏电保护技术发展的方向
目前低压漏电保护技术不能解决低压漏电问题，因为频繁误动和拒动，给煤矿井下正常的安全生产带来一定的隐患，以后低压保护发展方向是运用计算机技术，算法现金、高速、合理采用集中控制模式，具有分散性漏电保护功能，动作准确、灵敏。
4.1采用集中控制模式：它把各支路开关的零序电流信号集中到一个装置内，改装置同时控制各支路开关和总开关，这种模式有点在于对各支路漏电程度进行分析比较，误判几率大大降低，可实现分散性漏电保护。
4.2“零序电压修正法”检测漏电电阻，采用“零序电压法”采集漏电电阻参数的同时对系统电容和系统电压进行自动修正，从而达到不仅反应速度快，而且大大提高了漏电电阻的测量精度。
4.3采用多种算法智能选择和转换决策漏电支路。
4.4采用“漏电电流大者优先”原装解决分散性漏电保护问题。
5结束语
漏电保护器使用误区 篇4
1 漏电保护器是万无一失的“保命器”
有相当一部分用户认为, 安装了漏电保护器就万无一失, 不会发生触电事故。有些安装了漏电保护器的用户私拉乱接的现象十分普遍, 甚至有许多不懂电的人带电检修。事实上, 这种认识是十分错误的, 因为漏电保护器不可能绝对“保命”。因为在两相触电不接地的情况下, 保护器就不会动作, 另外漏电保护器也有损坏或动作失灵的时候。
2 不试验漏电动作的可靠性
大多数农民朋友错误的认为漏电保护器在安装后和运行过程中不需做漏电动作可靠性试验, 只要安装好了, 就可以一劳永逸地用下去。其实不然, 为确保漏电保护器漏电保护动作的可靠性, 用户至少每月进行1次试验。方法是, 用试验按钮试验3次, 如果3次漏电保护器都能立即跳闸, 说明它的动作是可靠的, 可以放心使用。电工每年至少还应对漏电保护器进行1次实际现场模拟试验。方法是:用1个6kΩ、10W线绕电阻, 2端各接1根绝缘电线, 一头插入插座的地线孔, 另一头碰触漏电保护器电源端的火线。这时会出现约40mA的漏电电流, 如果漏电保护器立即跳闸, 说明它在现场的动作是可靠的, 可以放心使用。
3 漏电保护器替代刀闸使用
漏电保护器的主要作用是漏电保护, 刀闸主要起隔离电源和利用安装在其内的保险丝起短路保护和严重过载保护。由于二者作用不同, 不能用漏电保护器替代刀闸, 更不能用刀闸取代漏电保护器。最好是二者配合使用, 并按照电源—电度表—漏电保护器—刀闸—用电设备的顺序规范装设。
4 胡乱选择漏电保护器型号
漏电保护器管理制度 篇5
总则
为切实保护员工在生产过程中的安全，防止触电事故的发生，根据劳动部、劳安字（1990）16号文件《漏电保护器安全监察规定》；北京市总工会《手执电动工具分类与合理选用》；北京市劳动局《在用电设备上安装漏电开关》的通知及我公司实际情况特制定本制度：
1使用范围
1.1各类手执电动工具、手电钻、电搬子、电改锥等；
1.2各类成品或自制的接线板；
1.3临时线路的电器设备；
1.4种类电器试验、检验装置；
1.5潮湿的工作场所的各类电器设备；
1.6移动式生活用品、如吸尘器等。
2选用原则
2.1选用漏电保护器，额定漏电动作不超过30mA，在其他保护失效时可以做补充保护。
2.2选用漏电保护器应根据保护范围，人身设备安全和环境确定。
2.3选用漏电保护器不应影响其他设备的正常运行。
2.4选用漏电保护器应满足使用电源电压、频率、工作电流和短路分断能力的要求。
2.5其型号的选用应由单位电工根据上述要求和漏电保护器说明书的要求确定。
3安装
3.1安装时应检查产品合格证、认证标志、试验装置等。
3.2漏电保护器的保护范围是独立回路，不能与其他线路有电气上的连接不能两台并联使用。
3.3不能在安装保护器时撤掉接地或接零的保护措施，同时线路的零线也不能接入漏电保护器。
3.4漏电保护器安装完成应进行检查，试验按纽是否动作，方可投入使用。
4漏电保护器的管理
4.1各单位安全员、电工负责定期试验、检验每月应进行一次。
4.2各单位领用漏电保护器应有专人负责保管，防止丢失和损坏。
4.3各单位应教育员工正确使用、爱护和保护漏电保护器的正常运行。
5监督与处罚
5.1公司主管安全部室、安全员有权对使用单位进行检查。
5.2凡已加装保护器的各类工具及设备必须在生产过程中同时使用，否则按违章作业处罚。
5.3漏电保护器发生人为损坏、丢失，由责任人负责按原价赔偿；
智能漏电保护装置的设计与实现 篇6
关键词:AVR小电流接地系统故障选线综合选线故障录波
中图分类号:TM774文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0090-01
漏电保护装置是井下电力系统的重要控制装置,其性能的好坏对煤矿井下供电的可靠性和安全性及劳动生产率影响极大,而影响其性能的主要因素是选择性漏电保护的可靠性和选择性。煤矿井下供电系统发生漏电故障后,其参数特征与系统结构,负载因素等有关。在目前使用的选择性漏电保护装置中,多以容性电流或五次谐波为选线依据,但是当系统采取电容电流补偿措施或系统中具有大功率谐波源而采取滤波措施后,上述选线方案将失去正确选线功能,造成误判,严重影响供电的可靠性、安全性和生产的正常进行。针对上述存在的问题,我们在对矿山电力系统进行分析的基础上,设计了一种对电力系统结构适应性强的基于模糊信息融合算法漏电保护装置。在该装置的设计过程中我们对影响漏电保护性能的其他因素也给予了充分的考虑,如在电磁兼容性方面,采用了有源滤波电路滤出信号中的谐波分量,电源滤波器滤出电源通道的电磁干扰信号,同时使用数字移相的方法克服由互感器角误差产生的影响。该装置具有选择性漏电保护、过载保护、过流保护和绝缘监视功能。
1 保护装置的硬件部分
1.1 矿用开关智能综合保护器系统的硬件结构
系统以ATMEGA128为控制核心,用零序电压和零序电流互感器检测电网信号,经低通滤波器送入单片机内的A/D转换器,完成模数转换后由单片机进行数据处理并完成相应的判断,从而控制输出。为确保可靠供电采用复式电源。
1.2 零序电压互感器和零序电流互感器的选择
电压互感器是采用三个JDZJ-6型单相电压互感器,将其辅助二次侧接成开口三角形,用做零序电压互感器。零序电流是整个系统的原始信号,它的准确程度决定了整个系统的精度,所以选择高精度零序电流互感器,即采用LJWZ-3型电流互感器,它的优点是即使原始电流很小(0.2～0.5A)时也能保证系统输出有足够的准确度。其输出信号接负载电阻后送低通滤波器进一步处理。
1.3 低通滤波器的设计
由于电力系统中存在大量的谐波成份,特别是三次谐波和五次谐波,它们的存在将会给数字系统带来极大的危害,必须有滤波电路将各高次谐波滤除。本设计用四阶切比雪夫模拟滤波器来消除三次以上谐波对系统造成的影响。在此,设计性能要求三次谐波衰减达到40dB,在输入极加入BAV99抗瞬变二极管用于消除静电,提高电路可靠性。
1.4 信号调理电路设计
由于ATMEGA128单片机内的AD转换器只能转换正电压,故采用LM285D-1-2保证输出正弦波中电压的稳定。为避免输出过电压损坏单片机,在输出侧加了3V的稳压管。
2 装置软件算法
ATmega128单片机的主要功能是数据处理和故障判定。硬件启动回路启动程序模块,不断对系统参数进行采样,实时在线监测母线电压,当判定确有故障后,则保存故障信息并进行一系列的计算。在小电流接地系统中,接地故障复杂多变,故障信号特征在形式、大小上都有所不同。为了适用于各种复杂的故障情况,集成多种选线方法构造综合选线方法。综合选线运用模糊理论实现多判据选线信息融合,根据判据规则建立各选线方法的故障测度函数(表征一条线路表现出故障特征程度的数值属性描述)和各选线方法的权系数隶属函数(表征一种方法的有效性)。最后对各个判据的数值属性进行融合,得出一个综合选线结果。
2.1 模糊信息融合技术的作用和分层处理
信息融合作为多源信息的处理技术是多层次的,本文将模糊信息融合分为数据层信息、特征层信息和决策层信息融合。数据层融合是最低层次的融合,对电压互感器和电流互感器测量得到的原始电参量进行综合分析。特征层融合属于中间层次融合,对来自互感器的数据进行特征提取,然后对特征信息进行综合分析和处理。决策层融合是一种高层次融合,结合智能决策算法对特征信息进行综合分析处理,并作出决策。其融合流程图见图1。
3 结语
智能漏电保护装置利用了ATmega128 芯片出色的实时控制,实现多任务和快速的中断响应的优点,实现了快速、高灵敏选线,人机界面友好,为小电流选线算法的实现提供了良好的硬件平台。结合软件算法中综合选线技术,充分利用各种选线方法的互补性,能自动适应于各种单相接地故障情况,选线快速可靠。
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矿井漏电保护技术探讨 篇7
关键词：漏电保护,高压防爆,开关
随着矿井现代化程度的不断提高和井下高压电供电距离的增加, 对矿井井下供电系统的可靠性、安全性和连续性的要求越来越高。由于矿井井下工作环境恶劣, 经常出现漏电故障, 若不及时排除会产生较大危害, 如可引起瓦斯、煤尘的爆炸及提前点燃雷管等事故, 直接危及人身安全和矿井生产。
漏电故障在矿井供电故障中占到80%以上, 因此研制可靠的漏电保护装置非常必要。但是现在应用的综合保护中的漏电保护都是按照《矿用隔爆型配电装置》的国家专业标准的规定设计的, 其方法为零序电流型漏电保护或零序功率方向型漏电保护。这两种漏电保护都是针对中性点不接地电网设计的。随着矿井供电距离的不断增加, 电网对地电容电流不断增大, 这种漏电保护方法已经无法实现准确保护。
本文针对中性点接地方式的不同以及消弧线圈的不同调节方式, 提出了分类的漏电保护方法, 提高了漏电保护的准确性和适应性。
分类漏电保护原理见图1。
由于矿井高压电网的对地绝缘电阻一般较大, 因此, 各线路对地电阻可以忽略不计。
在中性点不接地电网中, 故障线路开关所测的零序电流等于所有非故障部分零序电流之和, 且方向相反, 因此可以根据这些特征来实现漏电保护。零序电流型漏电保护和零序功率方向型漏电保护就是基于上述原理而提出的。但是在矿井实际应用中, 由于漏电故障又包括金属性、高阻性等多种类型, 并且随着接地电阻的增大, 零序电压和零序电流不断减小, 造成零序电流型漏电保护经常出现拒动现象, 而零序电流功率型漏电保护出现误动或拒动现象。因此, 在中性点不接地电网发生漏电故障时, 故障线路检测的零序电流不仅与电网的对地电容有关, 而且也与发生漏电故障处的接地电阻有关。而现有防爆开关中的漏电保护是以零序电流来整定的, 如果整定过大则可能造成高阻接地时出现拒动现象;整定过小时则可能出现误动现象。而漏电故障时的接地电阻的阻值是个不确定的值, 所以无法通过整定来完全消除上述出现的拒动或误动现象。而基于导纳法的漏电保护就可解决上述问题。DZL25系列漏电断路器工作原理见图2。
由图2可知, 在中性点经消弧线圈接地系统中非故障线路开关所测零序电流特性与中性点不接地系统相同, 而故障线路开关所测零序电流的大小和方向与消弧线圈的补偿电流有关。由于现在矿井上采用的消弧线圈大都为自动跟踪补偿的消弧线圈, 其补偿状态可能为欠补偿、全补偿和过补偿状态中的任何一种, 且接近于全补偿状态。因此故障线路开关所检测到的零序电流不一定大于其本身线路的对地电容电流, 且方向也与补偿度有关。所以, 零序电流型和零序功率方向型漏电保护在原理上就无法实现选择性。目前矿井上应用的消弧线圈的调节方式主要包括预调式和随调式。其中预调式消弧线圈大都串或并联电阻用来防止谐振的发生, 而随调式消弧线圈则一般无此电阻。
导纳法漏电保护新方法经现场运行表明, 该方法有效地解决了矿井电网普遍存在的漏电保护动作不准确的现象。与原有漏电保护相比具有漏电保护不受接地点过渡电阻影响;适应性强等特点。不仅可以用于中性点不接地系统, 同时也可以用于中性点经预调式 (或随调式) 消弧线圈接地系统。对两种中性点接地方式并存的矿井, 尤其是在两种中性点运行方式交替的阶段, 该装置更具实用价值。
参考文献
解决漏电保护的死区问题 篇8
随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高,各经济、政治、文化部门重要用电设备不断增加,用电设备和人身安全的保护自然成为了一项至关重要的工作。漏电保护器经历了一般型、脉冲型、鉴相鉴幅型等发展阶段,但是死区问题却依然存在。
1 机械式漏电保护缺陷
漏电流随气候、设备老化或其他条件发生的变化是比较缓慢的,漏电流从一个值过渡到另一个值要几秒甚至儿分钟的时间,即缓变电流,其额定动作值IΔn一般整定为100~220mA。而突变电流总是突然变化,在人畜触电或设备突然损坏时产生,它在瞬间达到其额定动作值IΔn’,IΔn’一般设定在30mA。由于缓变电流和突变电流的额定动作值不同(IΔn>IΔn’),在漏电保护时就需要对这两者区分处理,保证漏电保护器的可靠性和安全性。
针对这种情况,电流脉冲动作式漏电保护方式是比较可取的。机械式的脉冲动作式漏电保护器通常设有两个漏电监视通道,一路用来检测突变电流,另一路用来检测缓变电流,两路的动作整定值不同,缓变动作电流一般整定为100~200mA,突变动作电流一般整定为30~50mA。但是,从整定值我们却不难看出这种机械式漏电保护的一个不足,整定值过大。我们国家标准中规定:一般条件下,交流允许安全电流值为10mA[1]。由于机械式保护受灵敏度、机械脱扣延时、保证不误动作和死区问题等因素的影响,导致其理论整定值远大于交流允许安全电流,从而使人身伤亡依然以大概率出现。另外一个不足在于动作死区问题,下面进行理论分析。
设触电发生在任意一相,如A相,突变电流与线路缓变电流间的相位差角为φ,则φr=0,φL=φ,就可以得到大小为
对于电流脉冲动作式漏电保护,当触电发生时,突变电流汇入线路,缓变电流形成新的漏电电流,其前后的变化量为
取这个变化量ΔI作为漏电保护的动作信号,当ΔI达到整定值时,推动保护装置动作。将式(1)代入式(2)得
因此,当设置Ir为50mA,IL为100mA时,如图一所示,若整定值IΔn’为30mA,则出现了63.9°~139.5°和220.5°~296.1°两个死区范围。当相位差角在这两个角度区间内,即使Ir为50mA,远超过了设定IΔn’值,也不会发生保护动作。
当设置Ir为10mA,IL为100mA时,如图二所示,若整定值IΔn’为10mA,则整个区间都成为死区,保护器拒动作。
从图一、图二即以上分析可以看出:IΔn’值越小,灵敏度越高,但死区范围越大。因此,鉴于机械式电流脉冲动作保护器的灵敏度和死区之间的矛盾,我们推荐一种基于微控制器的漏电保护器,采用逐值检测的算法,利用漏电幅值和相角的变化来判定缓变电流和突变电流的情况,从而正确动作,可以解决上述矛盾。
2 逐值检测法分析
如图三所示,是电网缓变电流曲线,是测得的信号电流,其每一时刻的电流值都是缓变电流和突变电流的矢量和。由于在较短的一段时间内,缓变电流是相对不变的,大小可以等于前一时刻的缓变电流的值,即图三虚线所示,所以在t1到t3的每时刻电流突增值即突变电流就可以计算出来。
逐值检测法指将对应时刻的漏电流值与前一周期对应时刻的缓变电流值相减,我们就可以在每个周期内确定的时刻采样得到有效的信号值ΔI,然后将连续三个周期相对应时刻的ΔI值进行比较处理。这里以第二个采样点为例来阐述,如图四所示。当前采样时刻t21的ΔI与设定值作比较,若大于设定的差值IΔn’(突变电流动作整定值),再判断后续两个周期相对应时刻t22和t23的ΔI值,均大于突变电流动作整定值,则确定是突变电流,发出执行信号,继电器动作;若后续两个周期中相对应时刻t22和t23的ΔI值,如图五所示,均小于突变电流设定动作值,则确定为缓变电流,更新原来缓变电流的记录A为(A+h2),而差值h1可能是干扰信号。一直这样进行下去,记录的缓变电流值达到其动作整定值IΔn时,应发出执行信号,继电器动作,保护设备和人身。
这样就杜绝了死区问题,有效地防止了保护器拒动作和误动作所致人身触电危险的发生。即使有危险发生,也会在超过人体承受的安全电流(大小自行设定,且可更改)之前关断电源,保护人身。
3 结束语
在用电设备种类越来越繁多的今天,因设备带电而引发的触电为数不少。我们迫切需要一种无死区漏电保护器,避免对设备和人身造成危害。重要的是,采用这种方法作漏电保护,对其硬件电路器件的精度要求是很高的,表现为系统精度和零点检测精度。由于实际电网周期不稳定,存在微小波动,集成运放差分放大三极管特性的不完全对称,会导致零点检测存在误差。在设计时必须考虑并采取有效方法避免这些问题,否则达不到漏电保护的灵敏度和精度。还有,上面描述的方法,采样的点数越多,判断就越准确,误动作现象就越少发生,保护器的安全性和可靠性就越高。由此可见,死区是可以预知并解决的,通过这种检测方法可以提高漏电保护器的可靠性和安全性。
参考文献
[1]腾松林,杨校生.触电漏电保护器及其应用[M].北京:机械工业出版社,1994.
[2]国家机械工业委员会.工厂供电[M].北京:机械工业出版社,1988.
低压漏电保护新技术研究 篇9
随着社会经济的跨越式发展, 对能源的利用变得越来越多, 而电力在能源中占据着不可忽视的重要地位。随着经济全球化和人们物质生活的不断改善, 人们对于家用电器的需求也越来越大, 因此便出现了很多的不安全因素, 电气事故的发生也会带来生命和财产损失。由此可见, 保障用电安全是必须重视的问题, 并且需要专门的工作人员参与到用电安全的理论和实践研究当中, 通过应用最新的科学技术, 达到安全、经济、科学、低碳用电的目的。漏电保护工作是保障用电安全的重中之重, 因为漏电是一个非常普遍的现象, 我国面临着严重的漏电安全的威胁, 无论是理论方面的研究, 还是漏电保护设备的生产, 甚至相关的制度建设都是急需推进和改善的。
1漏电保护和漏电保护器的基本概念
由于某种原因电气设备的外壳和火线连接在了一起, 特别是那些金属外壳的用电设备, 很容易和大地形成一个未知的电势差, 这种由于其他非正常原因导致用电设备外壳和大地形成未知电压的现象, 就叫做漏电。导致漏电的因素有很多, 可能的原因包括有些用电设备的制造故障或者零火线反接, 也有可能是电路板处在一个潮湿、灰尘较多的环境所致, 针对这样的一种现象, 设置恰当的保护装置, 监测漏出电流 (剩余电流) 的变化, 当其达到最大值时通过该装置切断电源, 可保护整个电路的安全, 避免人为的触电。像这种遇到较大的漏电电流时能及时切断主线和支线开关的装置就叫做漏电保护器。随着电气设备的增多, 漏电保护器扮演着非常重要的角色, 因此我国某些地方在20世纪70年代中期曾强制用电单位或者家庭用电安装漏电保护器, 以保证用电安全。漏电保护器可以运用在很多领域, 比如民用住宅、变电站、煤矿低压漏电系统等, 一般我们将其分为漏电保护开关、漏电保护插座、漏电保护继电器3种类型。
2漏电保护器的工作原理
对于我国民用低压用电系统来说, 漏电保护器就是在家电设备运行过程中发生较大漏电事故时能在规定时间内切断电源的设备, 其具体的工作原理是:首先安装漏电保护器, 使得某一段线路或者特定的电网被保护, 在被保护的电网内如果发生漏电现象, 会在第一时间被漏电保护器监测到漏电信号, 每一个漏电保护器都有一个额定动作电流, 如果监测到的漏电电流小于这个额定的动作电流, 那么漏电保护器不会发生任何动作, 但是如果监测到的漏电电流超过了额定的电流, 这样的漏电电流会流过漏电保护器中的感应线圈 (零序电流互感器) 并产生电动势, 根据此电动势的大小和变化情况可判断漏电电流的大小, 如漏电电流超过额定的动作电流且保持一定的时间, 漏电保护器就会及时切断总开关, 保护整个电网的安全。
3现有低压漏电保护技术的局限性
当前, 低压漏电保护器的保护功能是通过分级保护来实现的, 第一级漏电保护器安装在总线上, 用于防止电源附近发生短路引起火灾;第二级漏电保护器安装在支路上, 比如民用建筑的插座上, 用于防止人为触电事故的发生。为了有选择性地实现电网漏电保护, 在总线开关上安装的漏电保护器是一种“检漏继电器”, 而在支线开关上安装的漏电保护器是一种“漏电保护单元”, 当总线或者支线发生漏电现象时, 放置在总线附近的“检漏继电器”会使得总线开关跳闸, 当只有支线发生漏电现象时, 就会通过“漏电保护单元”有选择性地打开支路开关。把“检漏继电器”和“漏电保护单元”放在同一个电网系统中工作, 在实际应用中, 2个漏电保护器监测漏电电流的方式不一, 前者可以保证准确测量, 后者却可在保证监测速度的前提下弱化监测精度, 因此在同一个系统中工作, 由于测量的精度不一, 往往会表现出漏电电流已经超过额定电流但却拒动的现象以及没有超过额定电流却误动的情况。
4低压漏电保护新技术
4.1低压漏电保护理论的创新
现有的低压漏电保护器在实际使用中出现一些问题, 即在监测漏电电流 (剩余电流) 时会出现较大的失误, 导致在低压漏电保护器拒动的情况下依然发生人为的触电事故和较为明显的故障漏电。在排除低压漏电保护器本身计算误差的前提下, 就需要重新审视传统的漏电保护技术的原理, 分析剩余电流的计算方法, 提高低压漏电保护器的灵敏度, 进而提高低压漏电保护的质量。分析原有的剩余电流算法可知, 低压漏电保护器只能监测到剩余电流I=I1+I2, 而此时I1是设备在正常工况下的剩余电流, I2是设备在发生漏电故障时的电流, 所以即使I2超过了漏电保护器的额定电流, 但经过矢量求和的方式计算的I也有可能依然在额定电流之内, 从而导致漏电保护器的拒动。
所以在这种情况下会存在一个设备发生故障漏电的盲区。因此, 不能简单地通过剩余电流的大小来判断其是否达到了漏电保护器额定动作电流值, 还应该考虑剩余电流和泄漏电流的相位, 可以利用正交分量计算法来求解漏电电流的大小。分别在a时刻和b时刻监测剩余电流的幅值, 通过公式 (1) 计算剩余电流的正交分量, 再将正交分量相减得到剩余电流的变化量, 间接达到监测剩余电流的目的, 如公式 (2) 所示。
式中, Ix, Iy为剩余电流在x和y方向的正交分量;IΔx, IΔy为正交分量在a时刻和b时刻的变化量;IΔr, θΔ为剩余电流的变化量, 即新产生的故障漏电电流。
4.2自适应低压漏电保护技术
在实际使用中发现, 现有的低压漏电保护器的额定动作电流如果固定, 并不能满足实际的用电需求, 因为在实际工况中, 电气设备的用电情况和很多因素有关, 所以如果能够使得低压漏电保护器的额定电流 (阈值) 随着环境的变化而变化, 就能最大限度地在防止漏电事故的前提下达到较高的用电效率。首先我们可以通过剩余电流的变化率判断是正常漏电还是故障漏电, 如果判断结果是正常漏电, 那么可以通过一系列的算法, 建立相应的自适应动态阈值模型, 使得自适应模型在依据更加具体的情况设计出的极大值和极小值之间波动。还可通过和湿度感应器连接, 建立一定的湿度—剩余电流阈值模型, 在湿度较小的情况下, 设备的正常剩余电流较低, 可以适当地降低低压漏电保护器的额定电流动作值, 对这一方面可以进行较为深入细致的研究, 让低压漏电保护器在漏电保护中变得更加智能化和自动化, 满足各种情况下用电设备安全和高效运行的需求。
4.3一种新型漏电保护装置的应用
实践中, 低压漏电保护器从监测到故障漏电到停止总闸需要超过0.2s的时间, 这样的延迟对于人触电来说很容易造成较为严重的后果, 因此本文提出了一种和现有的较为普遍的低压漏电保护器电路原理不同的漏电保护器, 旨在克服现有的低压漏电保护器的不足, 提高人们在低压系统下的用电安全。新型的漏电保护器中加入了高阻抗的电子元件, 当发生故障漏电事故时, 可以第一时间将人和火线隔离开来, 保障人触电之后的安全。
该装置电路图如图1所示。
4.4低压漏电保护技术在煤矿井下的创新应用
煤矿井下的用电安全是一件非常关键的事情, 因为煤矿内含有易燃易爆气体, 而且空间狭小, 极易发生人为的触电事故。上文已经提到过传统的低压漏电保护器存在2个保护单元, 即“检漏继电器”和“漏电保护单元”, 但由于测量原理不同, 导致漏电保护器的精度无法保证, 在这里可以使用集中控制模式解决该问题, 具体原理是把电网中被保护的各支线剩余电流信号收集到一个设备之内, 这个装置可以控制总线开关和各支线开关, 也就是说把“检漏继电器”和“漏电保护单元”2个单元合并为一个, 通过这个集中控制装置来监测剩余电流的变化率, 判断漏电事故的发生。利用这个原理来实现漏电保护, 由于利用的是同一种测量方法, 可大大提高判断效率, 同时还可为实现有选择性的漏电保护提供更大的方便。
5结语
本文介绍了低压系统下漏电保护的基本知识, 通过分析现有的漏电保护器所存在的部分问题, 提出了能改善现有缺陷的新技术。首先提出了一种理论上的创新算法, 能更加精确地计算出电气设备剩余电流的大小, 其次为了解决漏电保护器固定阈值的问题提出了一种自适应的漏电保护装置, 最后提出了在煤矿中如何利用集中控制原理精确测量故障漏电的大小。当前, 社会建设的步伐不断加快, 低压漏电保护装置在我国居民住宅中的应用会愈发广泛, 因此公众应集体关注漏电保护方面的知识, 不断提高自身的安全用电意识。
摘要：从漏电保护和漏电保护器的基本概念入手, 简要介绍了漏电保护器的工作原理, 针对现有低压漏电保护技术的局限性, 对漏电保护新技术进行了探讨, 并且提出了低压漏电保护技术的发展方向。
关键词：低压漏电保护,选择性保护,新技术
参考文献
[1]何瑞华.我国低压电器现状及国内外发展趋势[J].低压电器, 1998 (3)
[2]谈文华, 万载扬.实用电气安全技术[M].北京:机械工业出版社, 1998
矿井低压漏电保护系统的研究 篇10
矿井生产工程相比于其他工程, 具有很强的特殊性。由于矿井生产的环境不同于其他工程, 其环境较为复杂, 因此矿井生产的设备和线路常会出现故障, 对矿井工程的安全顺利进行产生影响。在矿井工程中, 电网是其正常运行的保障, 电网的稳定是矿井安全生产施工的基础。但是由于矿井施工环境复杂、恶劣, 对井下电网的管理显得较为困难。由于电网在矿井工程中的重要性, 一旦电网管理出现问题, 造成电网漏电现象的发生, 就会对施工人员人身和财产造成巨大的威胁。在矿井的实际施工中, 低压漏电现象造成的影响主要分为三个方面:1) 触电事故。在矿井施工中, 在发生低压漏电现象初期, 很多情况下施工人员并不知情, 因此, 很容易发生人员的触电事故。2) 爆炸影响。由于井下的空气中混有大量的瓦斯气体以及煤尘等杂质, 当出现低压电网漏电现象时, 激发出来的电火花会引发瓦斯及其他爆炸, 造成严重的后果。3) 设备影响。在矿井中, 低压漏电现象往往是因为设备线路老化以及操作不当引起的设备内部烧毁。这种现象在发生的同时还伴随着电路短路现象, 对电网设备的正常运行带来巨大的威胁, 从而影响矿井生产的安全性和稳定性。
2 矿井低压漏电保护存在的问题
目前针对矿井低压漏电现象, 大多数的施工企业采用了检漏继电器和漏电保护单元组成的漏电保护系统。在漏电保护系统中, 漏电电阻、系统容抗和电网电压都对零序电压产生了影响。此外由于保护系统的动作时延受系统电压和电容的影响较大, 产生的误差也较大。由于在矿井中, 电缆的长度不断延伸, 会使得系统电容发生变化, 造成分馈和总馈之间的动作关系产生偏差。有时候当支路出现漏电现象, 但是支路的开关并没有做出动作, 相反位于总线上的保护开关做出动作, 造成误动现象的发生。在矿井电网中实行分级保护时, 只有在上一级保护器的极限不动作时间大于下一级的额定动作时间时, 才能进行分级的保护。由于上一级和下一级的保护之间存在一定的延时性, 因此上一级的保护动作需要在下一级执行完成之后才能进行。下级保护的额定动作时间要尽可能的短, 上级保护要给下级保护留出断闸的时间。在实际的矿井施工过程中, 经调查发现, 智能开关的跳闸时间为200毫秒左右, 因此在进行直流电源保护时需要加入一定的延时, 才能保证开关动作的选择性。因此为了保证人员的人身和经济安全, 避免爆炸和触电事故的发生, 要加强电网低压漏电的监测和控制。
3 矿井低压漏电保护系统设计原则
1) 选择性原则
矿井低压漏电保护系统选择性原则是指通过选择横向或纵向设计, 对电网发生漏电的线路或电气设备进行保护。其中纵向选择性是指对电网系统进行上下级的保护, 利用保护器和上下级启动器协同工作来实现保护。例如, 当下级启动器处理故障时, 上级保护器则需要取消对电网的保护, 否则将会造成保护冲突, 引发越级跳闸现象。而横向选择性是指对电网中同一个层面上的设备进行保护, 当系统中出现故障时, 保护系统采取相应的措施对发生漏电的线路或设备进行保护。
2) 安全性原则
矿井低压漏电保护系统中的安全性原则是指从施工人员的安全角度出发对漏电发生的位置和原因进行排查, 对漏电故障易发频发区域进行重点保护。安全性原则是设计漏电保护系统的首要原则, 在进行系统设计时, 设计人员需要综合考虑矿井内的实际情况以及相应的要求, 采取合理有效的措施保证工作人员在使用设备时的安全性, 降低漏电事故造成的损失。
3) 可靠性原则
矿井低压漏电保护系统中的可靠性原则是指对漏电事故频发区进行重点监控, 采取相应的保护措施减少故障发生的概率。通过在设计过程中加入可靠性的原则, 可以更加及时准确的对漏电事故进行掌控, 对漏电事故进行分析并提出相应的解决方案, 有效的保障电网正常稳定的运行。
4 提高低压漏电保护准确性的措施
动作时间是进行漏电保护的重要指标, 除磁力启动器作为末级保护的漏电闭锁保护要灵敏可靠外, 分支馈电的漏电保护动作时间应该小于50毫秒, 为了满足选择性漏电保护的要求, 总馈线的漏电动作时间应该保持在250毫秒以上。现如今, 只有智能型单片机的控制开关能够满足这个要求, 对系统的电容变化进行及时的修正。尤其是在使用零序电压法对漏电支路进行检测时, 由于对地电容随着电缆长度的增加而增加, 因此当同一电阻漏电时, 零序电压降低, 系统会出现保护拒动现象, 从而发生总馈线越级、跳电等现象。这个时候需修正系统电容, 减少对电压的影响。
现如今, 大多数的厂家所生产的开关受到分支馈线的影响较大, 通过试验, 当总馈线下面的分馈线数量大于十台时, 各馈线分路对于漏电时所进行的开关动作将会变得较为迟缓, 有时候会出现总馈线处的开关先于分馈线开关进行动作, 这种情况会造成大范围的停电。在单母线分段供电的情况下, 当其中一台进线开关出现故障而需要联络开关合闸时, 此时运行开关的附加直流电源会叠加在故障开关的三相电抗器和零序电抗器上, 使其所测的漏电电阻值增加, 从而有可能使设备拒动。针对此状况进行改变时, 需要在相邻的进线开关后面增加一个开关来进行分段控制。为了增加选择性漏电保护的可靠性, 当其中一台开关停止工作时, 其所在一侧的分段开关就会断开。这种漏电保护器虽然可以很好的对漏电事故进行保护, 但是同时还存在一些不足之处。因此, 为了进一步对线路的安全进行保护, 还需要加入接地等保护措施。接地保护是对漏电故障进行预防和处理的有力措施。因此, 在电气设备的外壳加入接地保护措施之后可以将电流有效的导入地中, 防止工作人员触电现象发生。由于人体的电阻相比于电气设备的电阻较大, 因此电流不会对人体造成损伤。
5 矿井低压漏电保护的新发展
1) 计算机式漏电保护
现如今, 随着科学技术的发展, 计算机技术在矿井生产中得到了广泛应用。在提高了矿井漏电保护系统性能的同时也对矿井电压电网漏电保护的研究起到了推动作用。在实际的生产中, 大多数的施工企业选择智能型真空馈电开关和单片机对保护过程进行集中控制。并在外围通过接口来实现与外部设备的搭配和对接, 以及对电网中的短路、过载等故障进行预防和保护。对于应用广泛的智能型真空馈电开关漏电保护系统, 主要是按照零序电流的方向对分支漏电进行判断, 同时对总漏电进行直流监测的保护。在实现矿井低压电网单项漏电横向保护和纵向保护的基础之上, 实现对电阻值进行保护的目标。由于可靠性原则对于有效的保护矿井低压电网漏电安全有着重要意义, 此外还有在矿井内存在的其他影响因素, 因此在使用微机技术进行漏电保护时, 上述影响因素会对单片机的运行产生影响。针对上述情况, 为了保证工作人员的人身安全, 通常情况下使用2级后备保护模式。有时零序电压和电流之间的相位会受到电网参数的影响, 针对此还需以脉冲序列来代替零序电压, 以方波信号代替零序电流, 可以使漏电保护动作可靠性得到提高。
2) 半导体式漏电保护
半导体漏电保护系统主要是由集成电路和半导体器件组合而成, 同时附加有直流监测保护功能, 从而构建两级漏电保护系统。相比于传统的漏电保护系统, 其两级保护系统具有更大的优势, 同时半导体漏电保护系统智能中的电阻值稳定度较高, 使得漏电保护的性能更为稳定。在进行半导体漏电保护时, 保护系统会对电网绝缘对称情况进行分析, 当检测到电网绝缘对称性降低时, 就会对馈电开关进行跳闸动作, 以对漏电现象进行保护。
6 结语
由于在矿井中漏电故障对正常矿井的正常生产有着巨大的危害, 对于漏电现象无法进行及时和有效的处理, 会对矿井的正常工作和生产造成影响, 同时也对矿井的工作人员的人身安全造成威胁。因此漏电保护装置在电网中的应用是非常有必要的, 因此对漏电保护装置的应用范围和力度进行加强, 对于保护矿井内电网安全有着重要意义。在对矿井低压漏电保护系统进行设计时, 需要综合考虑矿井内实际情况和设计要求, 通过与半导体技术、通信技术以及计算机技术之间的多学科融合, 保证矿井低压漏电保护系统的智能性、实时性和有效性, 进而有效的减少漏电事故的发生。此外, 对于工作人员的技能和安全意识要进行提高, 加大社会各界对于矿井电网安全的重视程度, 普及用电安全信息, 推动电网安全的发展。
参考文献
[1]朱声石.高压电网继电保护原理与技术[M].中国电力出版社.1955.
[2]宋建成, 谢恒坤.基于零序电流方向的选择性漏电保护系统的研究[J].电网技术.1998.
漏电保护 篇11
关键词 井下；漏电；改进
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)112-0136-01
1 煤矿井下漏电的危害
井下供电电网发生漏电具有导致人身触电，引起瓦斯煤尘爆炸，使雷管提前引爆以及在漏电电流长期作用下造成短路甚至火灾的危险，对矿井的安全都会造成危害。采用可靠的漏电保护装置是保证井下安全生产的顺利进行，防止事故发生和蔓延扩大的一种行之有效的不可少的重要措施。为了使我国煤矿井下漏电保护装备更加安全可靠，完善，使之达到规程的要求，为此，对国产JL82型检漏继电器基础上进行了简化和改进。该继电器具有动作迅速，动作电阻值调节平滑准确，且基本上不受电源电压波动的影响；最佳补偿范围较大，调节方便直观，补偿效果可达70%以上。但有如下缺点：无漏电闭锁功能和自检功能，在现场使用中有时产生误动作现象；经常发生三相电抗器SK烧坏的事故。
2 增设有漏电闭锁装置的工作原理
综合了国产JL82型的优点和不足之处，进行了改进。设计出增设有漏电闭锁装置，其工作原理简述如下:
合上GK开关→漏电闭锁装置得到电源，检测电流路径为ZK2（+）→R9→LK→SK→三相电网→对地绝缘电阻→大地→dz→J2-1常闭接点→R13→W1→ZL2（—），只要线路电阻大于漏电动作电阻的两倍，其检测电流在W1上的压降小，使BG1处于截止状态，J3不会动作，可以合闸送电。若电网绝缘电阻低于两倍动作电阻值，检测电流增大，W1上的压降增大，使施密特电路翻转，J3有电动作，常闭接点J3-1打开YT回路，使DW开关不上电，同时接点J3-2闭合，红灯亮发出漏电故障信号。
绝缘监视，执行电路：当DW开关合上后，绝缘监视部分得到电源，其检测电流路径为ZL1（+）→R2→R1→R14→LK→三相电网→对地绝缘电阻→大地→dz→D4→KΩ表→Ad→ZL1（—），正常情况BG3，SCR均不导通。当发生漏电事故时，使BG3饱和导通，Z2击穿给可控硅SCR加入触发电压而导通，J1有电吸合，接点J1-2打开YT回路（YT为无压释放线卷）使DW开关跳闸，同时接点J1-1闭合，红灯亮发出线路漏电事故信号。J2，R3，C3为延时电路，防止因合闸送电检测电源对电容C5及电网对地分布电容充放电而造成的误动作，当DW开关送电后，接点J2-2延时打开，保证开关可靠送电。接点J2-1延时打开，将漏电闭锁电路切断。工作原理简述如下：漏电继电器的隔离开关GK未合之前，无压脱扣线卷YT没有压，使DW开关合不上。当合上GK后，J1有电吸合J1-1的常闭接点打开，电位器W1接入分压电路起漏电闭锁作用，其直流检测回路为：ZL2（+）→R10→AD→KΩ→Jd→大地→三相对地电阻→三相电网→SK→LK→AY→R7→W2→ZL（—）。用运算放大器组成比较电路，当电网绝缘电阻高于两倍的漏电动作电阻时，检测电路的电流小，在W2上的压降小，运算放大器的输入电压Usr小于给定的基准电压UB，这时6点输出为高电位，Z2击穿，GB导通，J2有电吸合，接点J2-1闭合，YT有电压，准许DW开关合闸送电。当绝缘电阻低于两倍的动作电阻时检测电流增大，在取样电位器上的压降增大，这时Usr>UB，6点输出为低电位，Z2，BG截止，J2无电处于释放状态，其常开接点J2-1打开，YT线卷无电压，使DW开关不能合闸送电，J2-2接点闭合，红色指示灯亮发出漏电事故，调节W1可平滑调节漏电闭锁动作电阻值。
DW合闸后，闭锁接点DW打开，J1释放，J1-1接点闭合短接W1，此时在R1上的分UB显然比合闸前高，即要求合闸后的动作电阻比合闸前低一倍，当电网正常时，接点J2-1闭合，保证正常供电，当线路发生漏电事故时，运算放大器迅速翻转，6点输出为低电位，GB管截止，J2无电释放，接点J2-1打开，YT线卷失压而使DW开关跳闸，同时J2-2接点闭合，红色指示灯亮发出漏电事故信号，同时接点DW1闭合，J1有电吸合，接点J1-1打开，恢复开关DW合闸前的漏电闭锁状态。在进行最佳补偿调整时，检测电源被切断，取样电位器W2上无电压，J2保持吸合状态，网路正常供电。
3 接地漏电保护装置的作用
该方案为自动人为接地漏电保护装置，其作用是：当人触及电网的一相或电网发生对地漏电时，在故障和地之间人为地、快速地加入一个并联的很小的电阻，使漏电流，电容电流，电机反电势产生的电流等的大部分均通过该电阻绕过人体流入大地，使通过人体的电流降低到安全值以下，所以具有安全可靠，动作迅速（0.05秒），结构简单等优点。当出现漏地或人身触及一相时（如A相），这时A相电压降低，W1，BG1截止，因此负的去磁脉冲消失，在B2中由于Φ1的突然消失，在n2中感应出一个感应电热反抗磁通Φ2，这个感应电势所产生的感应电流使n2绕组中电流减小，相当于有一个与i2相反的电流流过n2（电流方向由g点经n2、h点流向R2），把g点电位提高了，R3上电压降增大，BG2基极电位下降，BG2的发射极电位上升，使BG2导通，谐振变压器B6获得触发脉冲，可控硅SCR1导通，把接地分路电组Rw快速接地，动作时间0.02-0.07秒，使流过人身的电流降至1-10mA，当触电的人可以自行脱离带电体后，A相的故障也就解除了，这是不停电来进行保护。
如果当人还是不能与带电体脱离，如：受外伤或失去知觉，机械上卡住等，那么在0.75-1.75秒以后，由于时间继电器环节对跳闸线卷的延时已结束，就切断电源从而达到人身触电和单相漏电的保护作用。
4 结束语
以上几种补充漏电保护电路主要目的就是防止漏电电火花引起瓦斯煤尘爆炸和触电人员的生命安全，因此对漏电保护装置的要求应能达到保证动作可靠，安全，迅速的前提下，尽力做到有一定的选择性，结构要简单，便于维修等。
在漏电保护设计中，应广泛采用电子集成元件，从而增加了可靠性和安全性。
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浅析使用漏电保护与住宅用电安全 篇12
1) 漏电开关的跳闸可分为正常跳闸和不正常跳闸两种。
正常跳闸表明:如果额定漏电动作电流为30MA的漏电开关, 其负载中存在25MA以上的漏电电流, 漏电开关就会跳闸。由于25MA的电流流过人体是安全的, 不会发生电击死亡;同样对线路或电气设备也不会发生危险, 电气设备的工作也不会产生异常现象。在这种情况下, 不加分析, 误以为漏电开关质量有问题, 武断拆除漏电开关, 是极其错误的, 拆除漏电开关后, 看到电气设备工作正常, 就认为拆得对, 这是危险的做法。
不正常跳闸是由漏电开关本身质量不合格引起的, 分为两类:合不上和有时无原因跳闸。在漏电开关接上电源而不接负载的情况下, 如果合不上, 肯定是漏电开关的质量问题, 千万不能自己修理, 因为修理后必须进行技术性能测试后试可设入使用, 没有用测试设备进行测试后就使用是不安全的。第二类是偶尔跳闸, 尤其是半夜跳闸或家里无人时跳闸, 这种跳闸表明漏电开关的抗干扰性能差。有不正常跳闸的漏电开关应拆除, 换一只好的漏电开关。
如果正常跳闸的漏电电流在25MA上下波动时, 其现象就和偶尔跳闸类似, 其产生原因往往是导线的绝缘老化所致, 即环境潮湿时跳闸, 环境干燥时又不跳闸。区分这类正常跳闸和偶尔跳闸的可靠办法是测量线路和电气设备的绝缘电阻。标准规定, 每根导线的绝缘电阻不得低于0.5MΩ, 电气设备的绝缘电阻则通常都大于0.5MΩ。如果漏电开关接的负载, 总测绝缘电阻小于8.8KΩ (220V/25MA=8.8KΩ) , 那么就会发生正常跳闸。
把正常的跳闸视为漏电开关会发生误动作而不装漏电开关, 当然是错误的。因为一旦漏电扩大, 大于30MA后, 就会发生电击的危险。
2) 电气设备接地是用电安全的基本措施。但即使接地极的接地电阻符合要求, 并不能保证电气设备的接地可靠。住宅内的电气设备的接地线不超过2.5MM2, 从接地极、接地干线、接地支线到电气设备, 中间有不少连接点, 只要有一点连接不可靠或断裂, 尤其是插座的接地桩头接触不良, 都会造成接地不可靠, 所以不能保证电气设备接地绝对可靠, 或者说只能保证测量检查时接地可靠, 不能保证一直可靠。因此要有其他措施增加用电的安全度, 装漏电开关就是一个非常有效的方法。
3) 过去建造的住宅, 对接地并不重视, 许多家庭虽然有三孔插座, 但只有两根导线, 缺接地线, 尤其是公共老式住宅, 增加接地线十分麻烦。为了用电安全, 各家安装漏电开关。装了漏电开关后, 一旦出现漏电, 开关马上跳闸, 避免了电击的危险, 在这种情况下, 有人认为增加接地线太麻烦, 装了漏电开关就安全了, 可以不增加接地线, 这种观点是错误的, 因为漏电开关也有出现故障的可能性, 有了接地线, 就可增加安全度。
4) 至今仍有不少家庭把自来水管、煤气管道等兼做接地线, 这是不可靠的, 一是接地电阻不能得到保证, 二是故障电压极易沿水管蔓延过来。接地和装设漏电开关一样, 不是一劳永逸的事, 接地装置的接地电阻应每年复测一次, 接地线的连接是否可靠, 也必须经常检查。
5) GB50096-1999《住宅设施规范》6.5.2规定:卫生间宜做局部等电位联结。人在完全湿透的情况下, 例如浸在浴缸内时, 人体电阻可忽略不计, 在这种情况下会发生电击危险的电压我国未作规定, IEC在注释中规定不超过12V, 日本则规定不超过2.5V。如果不作等电位联结, 如此低的危险电压极易存在, 接地线和中性线之间的电压超过10V是经常出现的事, 如果照明灯的中性线和自来水管短路, 照明灯仍旧正常工作, 人坐在浴缸内, 浴缸的落水管处于地电位, 此时洗浴的人用手开水龙头时, 就会受到电击。