農村低壓電網分析論文

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摘要：在當前我國農村低壓電網的具體條件下，安裝剩余電流動作保護器作為安全技術措施的重要后備保護措施，對防止人身觸電傷亡事故、防止電氣設備損壞事故和接地故障引起的電氣火災事故效果是明顯的，因此，是目前農村電網安全用電不可缺少的安全保護措施。

關鍵詞：農網安全保護措施剩余電流動作保護器

隨著農村經濟的發展和廣大農民生活水平與生活質量的不斷提高，特別是近些年來，我國東南部和沿海經濟發達地區農村經濟結構發生了根本變化，農村城鎮建設城市化，縮小了農村和城市的差別；農業適度規模經營，種植技術引入了高科技手段，農業生產機械化水平不斷提高；鄉鎮集體企業和個體經濟蓬勃發展，農村的大好形勢對安全用電提出了更高的要求。

在農村用電中安全用電的主要任務有：

——防止人身觸電的傷亡事故；

——防止電氣設備損壞事故；

——防止電氣火災事故。

觸電傷亡事故的類型，可分為直接接觸觸電和間接接觸觸電兩種。直接接觸觸電是指人員直接接觸了帶電體而造成的觸電。這種類型的觸電，觸電者受到的電擊電壓為系統的工作電壓，其危險性較大，一般情況下，直接接觸觸電多發生于電氣專業工作人員。但在農村電網中，由于設備的具體條件和用電的特點，非電氣專業人員的觸電也時有發生。間接接觸觸電是由于電氣設備（包括各種用電設備）內部的絕緣故障，而造成其外露可導電部分（金屬外殼）可能帶有危險電壓（在設備正常情況下，其外露可導電部分是不會帶有電壓的），當人員誤接觸到設備的外露可導電部分時，便可能發生觸電。由于目前在生產領域里各種電氣化的工具、設備被廣泛應用；生活電器品種多，數量大且已普及應用，這些設備、電器的操作人員多為非電氣專業人員，一旦電氣設備或生活電器的絕緣故障損壞，使其外露可導電部分帶有電壓，在沒有保護措施的情況下，極易造成人員觸電傷亡事故。所以，在安全用電工作中的首要重點，應是防止人身間接接觸觸電事故。設備內部絕緣故障時，在設備外露可導電部分接地的情況下，還可能造成單相對地短路損壞設備。另外，電氣設備和電氣線路（特別是室內電氣線路）由于絕緣損壞故障引起的單相接地故障。當接地故障長期存在，局部發熱、使溫度升高，以致烤燃了其周圍的易燃物而引起火災事故（電氣火災發生的原因很多，如設備或線路運行過負荷、絕緣損壞而造成相間短路、導體接觸不良、易發熱設備安裝不合理等），因此，防止電氣火災事故亦為安全用電工作的重點。在有關的國際標準（ISO）及我國的國家標準中，為保證安全用電都制訂了防止發生觸電事故的措施。

防止直接接觸觸電的安全措施：

——防止與帶電體接觸，將帶電體絕緣起來；

——在帶電體外，加裝遮欄和外護物；

——防止無意地觸及帶電體，設置臨時阻擋物；

——保持一定距離，防止人員活動時接觸帶電體；

——在低壓系統（220V／380V）安裝動作電流不超過30mA、快速動作型的漏電保護器。

防止間接接觸觸電的安全措施：

——自動切斷電源，以保證發生人身觸電事故時能及時脫離電源；

——做好電氣設備的接地保護，降低接地裝置的接地電阻，以限制接觸電壓；

——在各種建筑物內實施等電位連接；

——一些電器特別是家用小電器和手持式電動工具選用增強絕緣型，即雙重絕緣型；

——在重要用電場所或環境惡劣場所，使用隔離變壓器，改變供電制式為不接地型；

——在特殊環境條件下作業，如地下、溝道等，使用安全低電壓（50V以下）的電器。

上述各項措施可根據電網和用電單位的具體情況選用。在我國目前農村電網的低壓用電系統中，防止觸電傷亡事故最基本的措施是能及時、迅速地切斷電源。在低壓電氣系統中，自動切斷電源的實現，主要靠各種型式的過電流保護系統，如過流脫扣、熔絲保險。而電流保護系統的關鍵是在發生故障時，要能形成一個故障電流回路，形成故障回路的主要條件是電氣設備要有完善的保護接地系統。

國家標準GB14050《系統接地的型式及安全技術要求》中，電氣系統接地保護的型式有TN系統、TT系統及IT系統。TN系統是指電氣系統本身有一點接地，系統中電氣設備和外露可導電部分與電氣系統的接地點直接連接（在低壓電氣系統中電氣設備的外露可導電部分，通過保護線與電氣系統的中性線相連接）。TN系統中電氣設備外露可導電部分與電氣系統接地點的連接方式，又可分為TN-C方式，即電氣設備的保護線直接接在系統的中性線，保護線與中性線共用合一的；TN-S方式，即電氣設備的保護線與系統的中性線是分開的，電氣設備的保護線接在系統專設的保護線上；TN-C-S方式，即電氣設備的保護線與系統的中性線，在系統中一部分是合一的，一部分是分開的，也就是系統的保護線不是接在系統電源的接地點，而是連接在系統的中性線的某一部分。

TT系統是指電氣系統本身有一點接地。電氣設備的外露可導電部分不與電氣系統接地點相連接，而獨立接地。

IT系統是指電氣系統本身不接地或有一點經大阻抗接地，電氣設備的外露可導電部分獨立接地。

無論在哪一種接地保護型式下，發生設備單相接地事故或人身接觸了故障情況下的電氣設備外露可導電部分時，電流保護切斷電源的首要條件是故障短路電流值要大于保護設備的動作電流值。而故障短路電流的大小，在TN系統中接地故障短路電流取決于故障點距保護裝置的距離，故障電流通過導線和保護線的截面、材質；在TT系統中接地故障短路電流除取決于故障點距保護裝置的距離和故障電流通過導線的截面、材質外，還取決于電源接地點和設備保護接地點的接地電阻值，同時還要考慮電流保護動作的動作時間。運行實踐證明：在一些發生間接接觸觸電的事故中，由于線路距離過長，接地故障的阻抗大或系統的電流保護的動作電流大，故障電流不足以使保護動作及時切斷電源或切斷電源的時限過長，而造成傷亡事故。特別是在TT系統中，發生間接接觸觸電或單相故障接地時，故障電流的大小受各接地點接地電阻的影響，更難以在發生間接接觸觸電時，使電流保護迅速動作切斷電源。在我國農村低壓電網中普遍采用TT系統，上述問題更為突出。

為了解決系統的電流保護在單相接地短路故障時，不能迅速動作切斷電源的問題，經過多年的研究和實踐應用的經驗，使剩余電流動作保護器這個問題基本得以解決，為保證用電安全發揮了重要作用。

剩余電流動作保護器切斷電源的動作原理不是決定于接地故障電流的大小，而是靠系統中發生接地短路故障時或人員觸電時，系統各線間電流形成不平衡的差值來動作脫扣，切斷電源。通過接在線路上的零序互感器可以得到電流不平衡的差值，這個差值可以精確到毫安級，剩余電流動作保護器通過高靈敏度的電磁繼電器或電子電路可以使其脫扣時間控制在0.1s以內。目前，農村低壓電網的保護接地系統普遍采用TT系統，即用戶電氣設備的外露可導電部分采用獨立接地的措施。在TT系統中，過流保護動作的基本條件是，保護接地點接地裝置的接地電阻值決定故障電流值。在農村低壓電網發生觸電事故時，靠TT系統的過電流保護裝置動作切斷電源，往往因接地電阻值大，無法迅速切斷電源，而釀成傷亡事故。在農村低壓電網具體條件下，也不可能投入大量資金、金屬材料用以改善接地電阻，并造成巨大的浪費。而安裝剩余電流動作保護裝置，其動作不需要決定于接地電阻的大小，甚至在安裝剩余電流動作保護器后，可以適當放寬對電氣設備保護接地裝置接地電阻的要求。所以在電網中認真執行防止間接接觸觸電的各項技術措施的同時，安裝剩余電流動作保護器作為各項技術措施的后備保護是不可缺少的。應該強調的是：不能因為安裝了剩余電流動作保護器而削弱或放棄其他技術措施，剩余電流動作保護器和各項技術措施是不能互相代替的。實踐證明：自80年代中期以來，在用電設備上安裝使用剩余電流動作保護器對防止單相接地短路故障（人員觸電事故、電氣設備接地燒毀事故、電氣線路剩余電流造成的電氣火災事故等）起了一定的保護作用，特別是大大降低了人員間接接觸觸電傷亡事故，在農電系統中效果尤為明顯。在農網中安裝剩余電流動作保護器一般宜按分級保護方式，即農網的終端（用戶負荷端）及電源端裝設漏電保護器。電源端裝設剩余電流動作保護器后，不但可防止架空線路上的故障造成人員觸電傷亡事故，還可監測架空線路的運行絕緣水平和泄漏電流。

當前，農網改造工程正緊張地進行，在農電管理體制改革各項工作進行的同時，尤其要做好農電安全用電工作。根據有關用電安全方面的國家標準，在用電中防止發生人身觸電傷亡事故有多項技術措施，其中包括從對設備的要求、操作要求、安全設施、改進系統條件等。在目前具體條件下，推廣使用剩余電流動作保護器仍是防止人身觸電事故、設備損壞事故和防止電氣火災事故，保證安全用電的有效措施之一。

在農電系統推廣使用剩余電流動作保護器，應認真貫徹執行國家標準GB13955《漏電保護器的安裝和運行》，做好下列幾項工作：

1根據國標要求，在用電范圍內，下列場合應裝設漏電電流動作保護器

(1)屬于防電擊保護絕緣等級I類的移動式電氣設備和手持式電動工具。(電氣產品按防電擊保護絕緣等級可分為0、I、II、III四類。I類為產品的防電擊保護，不僅依靠設備的基本絕緣，而且還包含一個附加的安全預防措施。其方法是可能觸及的可導電的零件與已安裝的固定線路中的保護線連接起來，以使可觸及的可導電的零件在基本絕緣損壞的事故中不成為帶電體。)

(2)安裝在潮濕、強腐蝕性等惡劣環境場所的電氣設備；

(3)建筑施工的電氣施工設備；

(4)暫設臨時用電的電器設備；

(5)各種民用建筑物內的插座回路；

(6)其他需要安裝剩余電流動作保護器的場所。

2正確選用嚴格把好剩余電流動作保護器的質量關

(1)應選用技術條件符合國家標準的有關規定，并已檢測合格，具有國家認證標志的產品，其技術額定值應與被保護線路或設備的技術參數相配合。

(2)選用剩余電流動作保護器時要考慮到：供電方式、電氣設備的使用環境、被保護線路或設備的正常泄漏電流大小及被保護設備的具體情況及要求，以確定選用的型式及動作參數。

(3)可根據被保護線路或電氣設備具體情況及要求，選用帶有附加功能的剩余電流動作保護器，如過電壓保護、過負荷保護、三相缺相保護等。

3做好剩余電流動作保護器的運行維護和管理

剩余電流動作保護器安裝后，應有運行記錄。運行中應定期試驗其動作的完好性（運行中用試驗按鈕進行）。發現剩余電流動作保護器拒動或故障應認真分析原因，及時處理。