电气设备漏电保护方式研究

关键词:电气设备；漏电保护；危害分析；解决策略
0引言
国家统计数据显示，我国2019年接报火灾23.3万起，直接财产损失36.12亿元，伤亡共计2172人，其中有52%事故系电气原因引起。虽然各大公共场所火灾防控较之2018年成效显著，但占比今年电气火灾事故总数仍呈多发之势。基于此，有必要对公共场所电气火灾成因以及防范对策进行探究分析，对于维护人民生命财产有重要现实意义。
1电气设备漏电保护方式探讨
1.1有效的保护接地的方法
有效的接地漏电保护方法接是将电气设备内电阻降至0.8Ω以下，这样设备直接接地电阻会小于3Ω，即使电气设备漏电所产生的电压也会降至36V以内，通过人体的电流也不会大于25mA，这样的小改动不仅不会增加设备生产成本，还对使用人员的生命有所保障，即使是在较为恶劣的工作环境下，电气设备也可以达到预期漏电保护效果［1］。
1.2保护接零方法
保护接零的基础工作原理是将电气设备的金属外壳接入点，与电源电路中的零线连接在一起，促使电气设备金属外壳与电源电路形成简单的回路，空开保护器在感知到大电流通过时，会紧急跳闸，进而切断路线电源达到漏电保护的作用，这种方法的优势就是在于反应速度快，造价成本低廉，但是在采取接地系统时，电气接零保护措施时要加以慎重。
1.3剩余电流保护器
剩余电流保护器是当下较为常见漏电保护装置之一，其可以当做电气设备漏电保护装置主要代表之一，那么，只采用剩余电流保护器是否能够完全杜绝电气设备漏电现象呢？令人遗憾这也是不可能的，因为剩余电流保护器内部也属于一个完整的电气电路闭环，它只有在状态良好的条件下才能够正常工作，但它也会出现老化、损坏的现象，进而使漏电功能失灵。
在漏电保护器安装过程中，设备安装人员可能会因为拒动作、误动作协调动作，拒动作产生的原因在于漏电动作电流选择不当，使用的保护器过载电流过大，而实际的电流点漏电值没有规定值，致使保护器失去应有功能；误动作产生的原因就会比举动作多一些，，像误将保护线与中性线反接、错误的使用漏电保护装置、其他大功率电磁设备的干扰等等。
1.4火灾电气监控系统
火灾电气监控系统是当下，一种较为流行的电气火灾保护装置，它在通过对保护线路中的探测参数值的检测确定线路运行状态，在发生火灾时发出信号，并控制相应设备对部位进行处理，进而 电气消防隐患，火灾电气检测系统一般是由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测设备共同组成。
在电气设备电流温度参数发生变化时，处理系统会通过剩余电流互感器和温度传感器，对电路状态进行检测，而这两种感应器会利用电磁场感应原理以及温度效应变化采集消防火灾信息，在完成检测后将信号输送到处理系统之中，然后在经A/D转换元件、CPU的单片机对变化线路温度幅值进行分析、处理。并会主动与消防监控人员温度设定值额定数值进行对比，一旦温度变化超出额定数值则会发出，同时将信号输送到监控系统之中，再经过监控系统进一步识别，当确认出现的火焰或烟雾， 处理系统就会发出高级别的火灾信号，点亮建筑物内全部火灾指示灯，发出刺耳的火灾音响，同时在楼道或是大厅液晶显示屏上滚动播出火灾信息
传统保护开关在电流过载或者是小型电器短路时执行保护方法，进而防止金属短路故障和电流过载发热或短路故障，避免漏电问题引发建筑电气火灾，但这种方法是属于被动预防电气火灾预防方法，已经无法满足当下人们对用电需求。对于线间端子发热问题和电流泄漏增，没有控制能力，可能会引发金属性短路或过载故障，无法做到早发现、早防范、早控制、早解决。出现这种问题主要原因是传统保护开关是因为在一个额定参数下完成工作，如果漏电电流达不到预定设计的阈值，电路漏电保护开关就不会主动切断电路。此外，还有部分施工项目使用的保护开关质量不达标，加大电气故障风险，持续降低电器运转性。为此，监管部门加大建筑工程电路施工质量监管，强化监理责任意识，使其认识漏电保护工作的重要性。
1.5漏电保护插座
现阶段部分高新电器装置内部设置漏电保护开关，通过内部感应器和单片机检测火线和零线的电流失衡量判断电路状态，在发生漏电问题时，内设装置会将部分电流直接导入大地，控制电器内部电流平衡差异。控制芯片检测到这种电流失衡的差异后，就会触发脱扣，断开电源。
2电气设备漏电保护的措施
无论是上文所述的接地漏电防护、设备保护接零保护、还是漏电保护开关、漏电插座、电气火灾监控系统等，都是为了减少烧损电气、设备短路事故、人身触电时对工作人员产生的危害，确保用电。以下场所需采取漏电保护及监控的措施：交流电气装置及设备的外露可导电部分做接地处理［4］：①高压电气装置以及传动装置的外露可导电部分；②电缆沟和电缆隧道内，以及地上各种电缆金属支架等；③附属于高压电气装置的互感器的二次绕组和控制电缆的金属外皮；④配电、控制和保护用的柜（箱）等的金属框架；⑤配电变压器的变压器、低电阻部分以及中性点，接地系统的中金属设备外露部分可导致漏电问题的发生；⑥电气、配电变压器和高压电器等的底座和金属外壳；⑦电缆保护线盒、终端盒的外壳金属部分，电缆金属保护套层和屏蔽层，穿线过程使用的钢管以及电缆桥架等等；⑧预装式变电站、干式变压器和环网柜的金属箱体等；⑨发电机中性点柜的外壳、发电机出线柜、母线槽的外壳等。
下文所述电气设备配电线路应将额定剩余动作电流值控制在30mA左右，并利用额定剩余电流保护器进行保护：①人工手持式电气过电设备；②人体触电无法逃离的固定电气设备；③室外公共场所的露出用电设备；④日常家用电器上的回路装置与插座回路装置
其中室外公共场所的露出用电设备是指非维护工作人员可接触到的设备应设置不大于30mA的剩余电流保护器，比如下列这些设备设置在室外普通人不能到达的地方：室外冷却塔.水泵.空调外机等这些用电设备配电线路可不设置30mA的剩余电流保护器。
下列建筑物（场所）应设置电气火灾监控系统：⑴一类高层民用建筑；⑵室外消防用水储存量高于25L/s的特定建筑；⑶建筑整体高于50m以上的标准乙、丙类厂房或是仓库，整体室外用水大于30L/s的专用仓库。⑷野外民用机场航站楼，各地区、二级汽车客运站或中转站，、二级海上停泊港口运输站或是客运站；⑸建筑占地总面积高于13000m2的公共使用建筑；⑹任何一层建筑面积高于4500m2，总建筑面积高于8000m2的商场、商超；⑺总体座位数超过1700座次大型电影院、歌剧院、彩排剧场；总体座位数高于3800座次以上的体育馆；座位数高于2500座次的会议大厅、大堂、展览园；总体座位高于23000座次的国民体育场；⑻总藏书高于120万册的省市图书馆；⑼省级以上的大型博物馆、文物馆，或是展览面积高于12000m2的公共展览建筑；（10） 乙等到甲等的各地区大型医院门诊、病房楼、制药局；（11）建筑占地总面积高于2800m2的歌舞厅、K歌厅、夜总会、卡拉OK、或是含有卡拉OK功能的各种餐厅、游戏厅、电子游艺厅、大型桑拿浴室、网吧等娱乐性较强公共场所；（12）设区市级及以上电力调度楼、电信楼、邮政楼、防灾指挥调度楼、广播电视楼、档案楼；（13）单体建筑面积高于45000m2的独立建筑，或建筑高度超过60m的公共使用性建筑；（14）文物保护单位的砖木或木结构的古建筑；（15）城市轨道交通、一类交通隧道工程；（16）使用面积超过1000m2地下人员密集场所；（17）300床以上托儿所、幼儿园；（18）建筑总面积大于1000m2的老年人建筑。
3安科瑞电气火灾监控云系统架构和硬件选型
安科瑞电气推出的电气火灾监控云系统采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流、剩余电流、故障电弧等）进行不间断的数据与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给学校管理人员，指导学校实现时间的排查和治理，达到潜在电气火灾隐患，实现“防患于未然”的目的。
用户可以利用PC、手机、平板电脑等多种终端实现对平台的访问，查询包括系统信息、实时数据、报记录等在内的各种信息，使用方便。利用该系统为用户提供的低成本服务，能有提升企业的消防管理和电气设备水平，防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任事故的发生。
 
本系统的整体结构如图所示：

 
3.1硬件配置：
平台服务器：建议按照我方提供配置标准购买，或者客户自己租用阿里云资源。
推荐硬件配置：（如申请阿里云可忽略）

现场硬件配置
方案一：100A以下回路，开口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，会增加施工量

方案三：100A以下回路，普通电流互感器，探测器和无线模块分开，可适用多回路

配置针对1个回路，剩余电流互感器根据现场回路电流大小选择。
3.2运行条件
1）浏览器运行设备：
台式电脑（WindowsXP以上），安卓系统或IOS系统手机（android或IOS4.0及以上版本）。
2）浏览器端运行环境：
Windows系统下使用谷歌、火狐、360（速模式）等浏览器访问。
3.3主要技术指标 
数据上传频率：2分钟
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并发访问量：>=10000
历史数据存储：>=3年4
4结束语
结合上文所述，用电使用者对电气设备的漏电保护措施加以关注。要时刻明白电气设备的不因素一直都是存在的，任何的保护手段或者是漏电保护器都有一定的局限性，因此，结合建筑性质及规模，采取多种漏电保护方法，进而做到全方位防护，此外，建筑内电气设备和电路配置也要采用局部分阶段漏电保护方法，即使一个位置发生漏电事故，也不妨碍上级以及整体的用电使用。
 

参考文献：
[1]何仁辉.电气设备漏电保护方式研究[J].
[2]杜秀忠，王飞.双排桩支护在某水利基坑中的应用［J］.岩土工程学报.2012（S1）
[3]张洪，易发成.基坑支护形式及支护技术发展分析与研究［J］.山西建筑.2010（31）

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.
作者简介：

王蒙蒙，女，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为电气火灾的现状问题和防控对策。