探討未來漏電保護器的技術發(fā)展方向

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

一、我國漏電保護器的發(fā)展過程：

我國從上世紀七十年代初期，借鑒外國的經(jīng)驗，開始研發(fā)、提倡在農(nóng)村低壓電網(wǎng)安裝使用漏電保護器，原理上可分為電壓型、和電流型兩種，由于當時農(nóng)村電網(wǎng)質量較差，電壓型漏電保護器因其動作驅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)通過任何能以導電的介質對大地漏電、使電網(wǎng)三相電流的矢量和不等于零，當不平衡電流達到整定值時，保護器則跳閘，斷開電源。因而電流型保護器由于靈敏度可調，且能進行分級保護而被廣泛推廣應用。

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

1.電流型漏電保護器按合成漏電電流大小工作，如果要求人身保護效果時可將靈敏度檔位調小，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，如果保護器按人身保護效果設定的靈敏度調節(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功能，所以現(xiàn)在運行的電流型保護器(總?；蚍直?，保護人身安全的效果，微乎其微，甚至根本不起保護作用，都是建立在供電可靠性的基礎上運行。

2.鑒相鑒幅型漏電保護器，是在電流型保護器的基礎上，增加了脈沖電路，相對強化了人身保護效果。當人體突然觸電時，電網(wǎng)漏電流瞬間有一個突變電流的變化，(即：脈沖電流)，被保護器檢測并跳閘，保護器的脈沖電流靈敏度以50mA值 固定于保護器內，外部不可調節(jié)，不受外部靈敏度檔位調節(jié)影響。所以保護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，鑒相鑒幅型保護器在一定程度上提高了人體的保護功能，但供電可靠性嚴重降低，由于脈沖電流不止是人身瞬間的觸電電流，電網(wǎng)中通過各種介質瞬間碰觸導線，與大地泄漏，并超過50mA的電流，都是脈沖電流，從而導致保護器頻繁跳閘，嚴重影響了供電可靠性。實際電網(wǎng)中保護器跳閘原因99%以上都是其它介質泄漏電流造成的，因人身觸電而跳閘的幾率較小。所以鑒相鑒幅型保護器在保護人身安全和供電可靠性方面，兩者也不能有效兼容，使保護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器都不能適應電網(wǎng)和保護人身安全的需要，也難免杜絕低壓電網(wǎng)人身觸電傷亡事故的發(fā)生。

3.漏電保護器功能多樣化是誤區(qū)

漏電保護器應體現(xiàn)兩大技術指標，一是對人身安全的保護效果。二是供電可靠性。也就是保護器的投運率要高。而目前我國各種保護器廠家為了增加市場競爭力，在保護器上增加了很多附加功能，如①欠壓保護功能;②缺相保護功能;③過負荷保護功能;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器主要功能的質量，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、反應強烈，當電壓過低時，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)查詢操作較為復雜，而無人使用。此功能只適應于科驗單位的實驗、研究之用?？傊?，以上所述的保護器附加功能只能給人們用電帶來較多的負面影響，嚴重影響了供電可靠性，也是不科學的。應加以取消。

4.漏電保護器“三級”保護方案存在的現(xiàn)實問題

多年來，保護器的安裝，一直遵循“三級”階梯裝設方案，即：配變出線側安裝總臺保護，分支線路再裝設二級保護，居民用戶安裝末級保護，此方案看似合理，其實存在很大問題，主要表現(xiàn)在“二級”保護的設備，維護管理方面難度較大，使之不能正常運行的客觀原因，由于現(xiàn)型漏電保護器的技術缺陷，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，就變壓器的總保護而言，電工就難以應對。“二級”保護又安裝在分支線桿上或墻壁上，如遇復雜電網(wǎng)一臺配變裝有多臺“二級”保護設備，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”保護設備維護難以到位，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，越級到總保護并跳閘，引起大面積停電。所以“二級”保護難以發(fā)揮應有的作用，矛盾最終還是反應在總保護設備上，再者末級保護設備都安裝于用戶端，且保護器都是通入一次電流，很容易損壞，保護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，內部的可控硅，極易損壞導通，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，用戶末端保護器的損壞率在80%以上，所以漏電保護器的二、三級保護作用，則名存實亡，配電變壓器的總臺保護顯得非常關鍵，管理人員應集中精力對設備加強維護管理，根據(jù)天氣和低壓網(wǎng)絡實際漏電情況，合理調整保護器檔位，而提高保護器的投運率，由于在保護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，在這些跳閘當中，即使有人體觸電電流因素，也可能因電流型保護器的技術缺陷而拒跳(前面已有分析)所以漏電保護器在電網(wǎng)全負荷投入運行的情況下靈敏度調節(jié)檔位都比較大，一般在200-1000mA，即使調節(jié)在200mA對人體也沒有實質性的保護作用，而且在此檔位下保護器頻繁跳閘現(xiàn)象非常嚴重，所以本人認為既然漏電保護器起不到應有的人身保護效果，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兩個指標看，供電可靠性遠比普通泄漏電流保護重要的多，故“二級”保護應該取消，暫且保留“末級”保護方案安裝的模式，即首端和末端、待人體“特波”技術成熟和穩(wěn)定后，只在配變出線側安裝“一級”總保護，則可達到全網(wǎng)保護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，都決定了保護器對人身的保護效果，也就是說當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，保護器靈敏度較高，若合成漏電流減少時，保護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，這時保護器的跳閘靈敏度嚴重降低或不跳閘，農(nóng)電管理人員在日常保護器三相的模擬實驗時，都發(fā)現(xiàn)有此現(xiàn)象存在。