剩余电流动作保护器普及推广20年来,它的误动一直是农电工作者和用户困惑的事,这不但严重影响了保护器的使用效果,而且影响了农村供电的可靠性。如何探索剩余电流动作保护器误动的原因以及怎样减少或消除误动,将是当前农网改造中值得研究的课题。
1 保护器使用现状
(1)使用数量及动作状况:
据有关统计资料表明:我国14个省至1998年共安装各种型号的剩余电流动作保护器(含家用保护器)3600余万台,14个省在1994~1998年的5年里,保护器共动作319万次,其中由于人及动物直接接触而使保护动作的为28.6万次,占总动作次数的8.97%;由于线路及用电设备发生漏电使保护动作269.4万次,占总动作次数的84.45%;不明原因的动作次数为21万次,占总动作次数的6.58%。由此可见,原有的保护方式存在严重缺陷而影响了供电的可靠性。
(2)保护器性能的比较:
从事保护器研究的工程技术人员,为了解决保护器在农村低压电网中的实际需要,20年来相继研制了各种不同型号的保护器。这几种保护器若在相同的额定剩余动作电流情况下比较,它们对触电保护的范围不同,对农村供电的可靠性不同,在运行中发生误动的机率也不同。�
2 保护器误动原因的探索
上述介绍,现把人及动物直接接触而动作的次数28.6万次,称之为保护器有效动作次数,而把线路及用电设备发生漏电而动作的269.4万次,及不明原因动作次数21万次称之为保护器误动次数。在这269.4万次+21万次=290.4万次中,大体可分成如下几种类型的误动。
(1)室内布线不符合规程要求引起漏电动作:
尽管农村电网经过用电标准化和电气化建设及农网改造,但是农户家中用电状况变更极少,漏电隐患依然存在,特别是新盖房的室内布线未按《农村低压电力技术规程》的相关要求施工,因而使之这些农户家中天好漏电小,阴雨天漏电大。在阴雨天这些用户一使用电器或照明就引起保护器动作。
(2)电磁干扰引起的误动:
由于农网改造的低压配电箱空间小、出线多(一般有2路或3路),当其中一路大负荷起动时,该路线的强电场严重地影响了相邻线路的保护器而误动;配电箱中使用的交流接触器型号的变更,使其本身的磁路也有差异而使之相邻保护器的误动。如原使用CJ10、CJ12交流接触器时保护器不误动,当改用CJ20交流接触器后,就有不少厂家的产品由此而引起误动。
(3)保护器自身电源干扰引起相邻保护器误动:
由于保护器作用于切断电源的重要部件是由电子元件组成的,因此同一配变具有多条出线时,若各组出线的保护器安装接线不当时,将会因保护器自身电源干扰而引起相邻保护器的误动。如一台保护器因漏电故障跳闸时,同时会引起其它保护器误动作。
(4)谐波干扰引起的误动:
随着家用电器的飞速发展,不少家用电器离不开单相电动机,而单相电动机的起动又离不开电容器移相。随着这些单相电动机使用时间的增长,这些电容器的老化也越来越严重,因此,这些单相电动机在起动瞬间,所产生的谐波也越来越严重。这些谐波的产生严重影响了鉴相鉴幅型保护器、脉冲型保护器的正常工作而产生误动作(若是瞬时动作普通型保护器,当额定剩余动作电流在80mA以下时,也会发生误动)。这些产生谐波的家用电器,如木工刨、家用小水泵、豆浆机、空调器、医用吸痰器、高频注塑机、高频封装机等。
(5)变频设备起动时引起的误动:
一些乡镇企业使用变频设备,以及近几年刚在市场露面的变频空调,它们在起动时,鉴相鉴幅型保护器、脉冲型保护器就会误动。
(6)其它弱电线路与农村低压电网同杆架设时引起误动:
在我国广大农村不少地区已经普及程控电话和有线电视,这些光缆与低压电网同杆架设,当它们间的垂直距离较小,或它们的进户线施工中工艺处理不够好时,也会影响到保护器的误动。
3 对消除保护器误动的探讨
消除保护器误动的方法,我们经过多年的探讨,它并非是一个简单课题,大体方法有:
(1)对电磁干扰、电源干扰引起的误动:
这两种干扰引起的误动,只要对保护器的电子线路稍作改进,和更改安装接线是完全可以消除的。
(2)对于谐波干扰及变频设备起动时保护器误动:
对于单相电动机起动时,产生正弦波畸变引起的谐波干扰的保护器误动,这是一个十分复杂的变量,谐波幅值的大小、谐波的持续时间与单相电动机使用年限的长短,及电动机起动瞬间正弦波的初相位有关。因此消除保护器这类误动,有的可采取提高保护器额定剩余动作电流值的办法,而有的光用提高动作值也无济于事,只得采用增加保护器动作时间(即延时)值来加以防止误动。因此为了提高农村供电的可靠性,剩余电流保护方式必须采用分级保护。
(3)分级保护是防止保护器误动,提高农村供电可靠性的最佳方案:
农村低压电网剩余电流保护方式,一般只需采用二级保护,负荷较大的线路也可以采用三级保护。
①二级保护:
末端保护:动作电流≤30mA,动作时间≤0.1s。
总保护:动作电流60mA~100mA,动作时间≤0.3s。
②三级保护:
末级保护:同二级保护的末级保护。
中级保护:同二级保护的总保护。
③总保护:动作电流200~300mA,动作时间≤0.5s。
这样的保护方式,其末端保护可将各用户家中,因阴雨天漏电跳闸而停电的范围缩小在自家,不影响到其他农户的用电。而带有延时的中级保护、总保护则可防止谐波干扰、变频设备起动等引起的保护器误动,从而提高了农村供电的可靠性。
引起保护器误动的原因多种多样,要彻底根治误动,农村低压电网必须实施分级保护,将农户的保护器动作只限制在自家的家用保护器,而不影响邻居;而分支线路的总保护则采用延时动作型保护器,以躲开谐波干扰、变频设备影响,以确保分路出线的正常投运。
1、剩余电流动作保护器本身不良。应更换成质量好的剩余电流动作保护器。
2、接地不良。如中性线重复接地等,应取消重复接地等。
3、操作过电压。应换上延时型剩余电流动作保护器或在触点之间并联电容器、电阻器,以抑制过电压。
4、多台大容量电动机一起起动。应再投入一次,并改为顺序投入电动机。
5、雷电过电压。应再投入一次试试。
6、电磁干扰。如附近有磁性设备接通或大功率电气设备开合,应将剩余电流动作保护器远离上述设备安装。
7、水银灯和荧光灯回路的影响。应减少回路中水银灯和荧光灯的数量,缩短灯与镇流器的距离。
8、过负荷或短路。当剩余电流动作保护器兼有过电流保护、短路保护时,会由于过电流、短路脱扣器的电流整定不当而误动作,应重新整定过电流保护装置的动作电流值,使其与工作电流相匹配。
9、环流影响。当两台变压器并联运行时,若每台变压器的中性点各有接地线,由于两台变压器内阻抗不可能完全相同,接地线中会出现环流。如环流很大,就会引起剩余电流动作保护器误动作,应拆去一根接地线,使两台变压器共用一个接地极。
不错