1 引言

多年來(lái)，剩余電流漏電保護(hù)器用了一茬又一茬，很多人對(duì)它進(jìn)行了多種多樣的改進(jìn)，有關(guān)方面進(jìn)行了嚴(yán)格管理，但使用效果總不理想，問(wèn)題的“癥結(jié)”在哪里，很有研究的必要。

2 剩余電流漏電保護(hù)器的基本工作原理

圖1是剩余電流漏電保護(hù)器的原理電路圖，由檢測(cè)互感器CT、控制電路板L、動(dòng)作控制器J三部分組成。檢測(cè)互感器CT是用來(lái)檢測(cè)被保護(hù)電路之泄地電流的漏電傳感器?？刂齐娐钒錖的功能是，在漏電傳感器CT送來(lái)的漏電信號(hào)控制下，產(chǎn)生并發(fā)出漏電保護(hù)器動(dòng)作控制指令。

動(dòng)作控制器J是漏電保護(hù)器的動(dòng)作執(zhí)行元件，可以是斷路器的脫扣器，也可以是繼電器或聲、光報(bào)警器等。供電線路穿過(guò)檢測(cè)互感器CT，CT以下的供電線路為被保護(hù)電路。使用漏電保護(hù)器時(shí)，配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)可靠接大地D，用以形成電網(wǎng)對(duì)地漏電的檢測(cè)通道。漏電保護(hù)器的工作過(guò)程：當(dāng)被保護(hù)電路沒(méi)有接地故障時(shí)，流經(jīng)檢測(cè)互感器CT的電流相量和等于零，CT二次側(cè)沒(méi)有信號(hào)輸出，被保護(hù)電路正常運(yùn)行。

當(dāng)被保護(hù)電路出現(xiàn)接地故障，如RAD（含人身觸電）時(shí)，電源立刻通過(guò)接地點(diǎn)、大地、變壓器中性點(diǎn)接地極，至配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)，形成漏電回路，產(chǎn)生泄地電流ID。該電流使流經(jīng)檢測(cè)互感器CT的電流相量和不再是零，因此，其二次側(cè)有與漏電流成比例的信號(hào)輸出。

該信號(hào)送控制電路板L，當(dāng)漏電流達(dá)到一定程度時(shí)，觸發(fā)電路板L工作，向動(dòng)作控制器J發(fā)出動(dòng)作控制指令，完成保護(hù)動(dòng)作。

由以上漏電保護(hù)器的基本原理可以看出，它的技術(shù)特征有：一是靠檢測(cè)互感器CT檢測(cè)被保護(hù)電路的對(duì)地漏電電流，產(chǎn)生控制信號(hào)，用以控制漏電保護(hù)器動(dòng)作。二是靠配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地形成電網(wǎng)接地檢測(cè)通道，用以保證漏電保護(hù)器的正常工作。

這樣雖然能實(shí)現(xiàn)火線對(duì)地的漏電保護(hù)，但同時(shí)，也因此決定了漏電保護(hù)器一方面存在發(fā)生頻動(dòng)的條件，另一方面對(duì)被保護(hù)電路中的零（N）線接地故障不起作用?；谶@些技術(shù)特征，對(duì)剩余電流漏電保護(hù)器的頻動(dòng)、拒動(dòng)失效問(wèn)題應(yīng)作進(jìn)一步解析。

圖1

3 關(guān)于漏電保護(hù)的概念

所謂漏電有兩種情況，一是電網(wǎng)線間漏電，二是電網(wǎng)對(duì)地漏電。既然叫漏電保護(hù)器，就應(yīng)當(dāng)對(duì)這兩種漏電都起作用。但實(shí)際上漏電保護(hù)器只對(duì)電網(wǎng)對(duì)地漏電起作用，對(duì)電網(wǎng)線間漏電是不起作用的。因此，嚴(yán)格講，現(xiàn)在的漏電保護(hù)的概念是不確切的 ，是名實(shí)不符的，確切講，是一種電網(wǎng)對(duì)地漏電保護(hù)。因此，不能認(rèn)為漏電保護(hù)器對(duì)所有的漏電都起作用。

4 剩余電流漏電保護(hù)器運(yùn)行狀況分析

多年來(lái)，特別是兩網(wǎng)改造以來(lái)，多次大量推廣使用漏電保護(hù)器，其目的除了保證安全以外，也希望起到電網(wǎng)接地監(jiān)控的作用，但效果很不理想。經(jīng)調(diào)研，漏電保護(hù)器應(yīng)用于電網(wǎng)以后，很多因素都在發(fā)揮作用，通過(guò)如圖2的“剩余電流漏電保護(hù)器必然失效邏輯圖” 所述的內(nèi)在邏輯關(guān)系，促成了漏電保護(hù)器頻動(dòng)、拒動(dòng)，進(jìn)而失效。

圖2

4.1 頻動(dòng)，即動(dòng)作太頻繁，影響人們正常用電，是突出的問(wèn)題之一。頻動(dòng)包括該動(dòng)和誤動(dòng)：

4.1.1 該動(dòng)，指電網(wǎng)確實(shí)發(fā)生了接地故障，保護(hù)器動(dòng)作是正常的，占頻動(dòng)的大多數(shù)。該動(dòng)含兩個(gè)方面：

（1）人身觸電動(dòng)作，只占極少數(shù)。由于電網(wǎng)中性點(diǎn)已經(jīng)接地，大地已成為電源的一極，立足于地的人，只要觸及電源，便立即形成回路，形成人身觸電動(dòng)作；

（2） 其他自然接地動(dòng)作，占該動(dòng)的大多數(shù)。由于電網(wǎng)中性點(diǎn)已經(jīng)接地，大地已成為電源的一極，電網(wǎng)火線的絕緣老化、磨損、污染、受潮、不規(guī)范鋪設(shè)電路、違規(guī)用電等都可能造成接地故障，接地故障是必然的，多發(fā)的，在電網(wǎng)中性點(diǎn)接地情況下，漏電保護(hù)器動(dòng)作當(dāng)然要大量發(fā)生，這是造成頻動(dòng)主要原因。

4.1.2 誤動(dòng)，是指漏電保護(hù)器不應(yīng)該動(dòng)作而動(dòng)作了，這種情況在頻動(dòng)中雖占少數(shù)，但加劇了頻動(dòng)。誤動(dòng)有兩種情況：

（1）電磁干擾誤動(dòng)。漏電保護(hù)器是靠檢測(cè)互感器所產(chǎn)生的漏電信號(hào)控制動(dòng)作的，環(huán)境電磁波也可能使檢測(cè)互感器產(chǎn)生信號(hào)，造成電磁干擾誤動(dòng)。在電網(wǎng)中性點(diǎn)接地情況下，這種干擾的影響會(huì)更大；

（2）投切沖擊誤動(dòng)。由于電源開關(guān)斷口不同步、電網(wǎng)對(duì)地分布電容和電網(wǎng)中性點(diǎn)接地等原因，在電源投切時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)中性點(diǎn)瞬間偏移，使漏電保護(hù)器產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)，造成誤動(dòng)。這種誤動(dòng)致使漏電保護(hù)器在

電網(wǎng)的中上段、大負(fù)荷控制、一些工業(yè)用電等場(chǎng)合無(wú)法使用。有的為使用漏電保護(hù)器，把動(dòng)作電流整定得很大，雖然不誤動(dòng)了，但失去了其本來(lái)的意義。

4.2 拒動(dòng)，是指電網(wǎng)接地或人身觸電時(shí)，漏電保護(hù)器應(yīng)該動(dòng)而不動(dòng)。引起拒動(dòng)的原因有兩個(gè)：

4.2.1中性線重復(fù)接地分流拒動(dòng)

由于電網(wǎng)中性點(diǎn)已經(jīng)接地，如圖3，漏電保護(hù)器以下的零線出現(xiàn)接地故障，如RND，人們無(wú)法知道，如這時(shí)再發(fā)生火線接地，如RAD，其泄地電流的一部分IADN會(huì)通過(guò)接地點(diǎn)就地回零，使本來(lái)應(yīng)通過(guò)大地到電網(wǎng)中性點(diǎn)回零的電流ID大幅度減小，使漏電保護(hù)器檢測(cè)到的漏電信號(hào)減小，造成拒動(dòng)。

值得注意的是：由中性點(diǎn)接地造成的中性線接地故障積累，加劇漏電保護(hù)器失效，是其最危險(xiǎn)，且無(wú)法彌補(bǔ)的漏洞。

圖3

4.2.2 漏電保護(hù)器失效拒動(dòng)，是指漏電保護(hù)器損壞、人為的將漏電保護(hù)器解除運(yùn)行造成的拒動(dòng)。漏電保護(hù)器損壞和人為解除運(yùn)行非常嚴(yán)重，占絕大多數(shù)，原因有兩個(gè)：

（1）過(guò)壓損壞。主要是由于中性點(diǎn)接地，把雷電壓引入電網(wǎng)中，雷擊損壞漏電保護(hù)器電路板。

（2）人為損壞或退出運(yùn)行。這都是由于漏電保護(hù)器頻動(dòng)，干擾正常用電，使用戶不耐煩所致，而這些都與電網(wǎng)中性點(diǎn)接地有直接關(guān)系。

4.3 對(duì)于漏電保護(hù)器，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了很多嚴(yán)格的指標(biāo)，又有嚴(yán)格的檢測(cè)、管理制度，然而在使用中，卻存在著嚴(yán)重的頻動(dòng)、拒動(dòng)、失效問(wèn)題，要求那么嚴(yán)格，使用的結(jié)果卻是如此不好，原因何在？通過(guò)上述剖析，可以明確的得出結(jié)論：剩余電流漏電保護(hù)技術(shù)的“癥結(jié)”是它的使用條件——電網(wǎng)中性點(diǎn)接地，因此帶來(lái)了一系列問(wèn)題。

4.3.1剩余電流漏電保護(hù)技術(shù)存在如下明顯漏洞：

（1）先電擊后保護(hù)。因?yàn)殡娋W(wǎng)中性點(diǎn)接地，大地成為電源的一極，人與大地密切相關(guān)，一但觸電，立即形成回路，先遭到電擊，檢測(cè)其信號(hào)，然后用這個(gè)信號(hào)控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)?？梢?，任何的遲動(dòng)和拒動(dòng)都有可能造成災(zāi)難性后果。得到保護(hù)的前提條件是先承擔(dān)遭電擊所帶來(lái)的危險(xiǎn)。

（2）對(duì)零線接地故障不起作用，導(dǎo)致漏電保護(hù)器失效和電網(wǎng)劣化。因?yàn)殡娋W(wǎng)中性點(diǎn)接地，不僅使漏電保護(hù)器對(duì)零線接地故障不起作用，還掩蓋電網(wǎng)的所有接地故障，不僅會(huì)造成被保護(hù)電網(wǎng)零線接地故障極難發(fā)現(xiàn)，形成積累，進(jìn)而造成相線接地故障電流就地回流，減小互感器檢測(cè)信號(hào)，引起漏電保護(hù)器拒動(dòng)失效，這種失效又進(jìn)一步導(dǎo)致相線接地故障的積累，加劇電網(wǎng)劣化。

（3）漏電保護(hù)技術(shù)方案自相矛盾。要害是漏電保護(hù)器的使用條件是電網(wǎng)中性點(diǎn)接地，而中性點(diǎn)接地反過(guò)來(lái)造成漏電保護(hù)器的頻動(dòng)、拒動(dòng)、失效，使漏電保護(hù)器陷入了自相矛盾不能自拔的怪圈，用不住也自然成了不爭(zhēng)的事實(shí)。多年來(lái)，對(duì)漏電保護(hù)器的各種改進(jìn)，沒(méi)有也不可能在漏電保護(hù)器（電網(wǎng)中性點(diǎn)接地）的思路內(nèi)解決問(wèn)題。

4.3.2 中性點(diǎn)接地型式的引入給電網(wǎng)帶來(lái)了更多更嚴(yán)重的問(wèn)題

多年來(lái)，在一次次的推廣漏電保護(hù)器的同時(shí)，把大批的低壓電網(wǎng)的中性點(diǎn)接了地，盡管漏電保護(hù)器大多已經(jīng)不用了，人們沒(méi)有，也不敢，甚至不允許把電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地解除，造成有效的電網(wǎng)接地監(jiān)控裝置無(wú)法使用，給電網(wǎng)帶來(lái)了更多更嚴(yán)重的問(wèn)題。

（1）中性點(diǎn)接地，相當(dāng)于全電網(wǎng)（通過(guò)變壓器線圈、負(fù)載）接地，掩蓋電網(wǎng)接地故障，很難查找排除，使接地故障越積越多，加速電網(wǎng)劣化，使電網(wǎng)很難管理。

（2）中性點(diǎn)接地，造成嚴(yán)重的漏電保護(hù)器頻動(dòng)、拒動(dòng)、損壞，最終導(dǎo)致其大多數(shù)失效，使漏電保護(hù)器名存實(shí)亡。

（3）中性點(diǎn)接地，使大地成為電源的一極，形成電老虎嘴，是造成觸電傷亡、漏電火災(zāi)、雷擊電器等電網(wǎng)事故的人為隱患。

（4）中性點(diǎn)接地，加劇同網(wǎng)異線同時(shí)接地問(wèn)題，形成龐大的多電源共地系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的電能損耗和電污染。

（5）由于中性點(diǎn)接地，當(dāng)相線出現(xiàn)接地故障時(shí)，會(huì)引起電網(wǎng)電壓大幅度波動(dòng)和不平衡，造成電源不穩(wěn)定。

（6）中性點(diǎn)接地，為一火一地偷電、放電提供了方便，增加了電網(wǎng)管理難度。

4.4 剩余電流漏電保護(hù)器的使用現(xiàn)狀

多年來(lái)，特別是城農(nóng)網(wǎng)改造以來(lái)，為了安全用電，漏電保護(hù)器用了一茬又一茬，結(jié)果茬茬都以失敗而告終。在工廠，由于漏電保護(hù)器頻繁動(dòng)作，影響生產(chǎn)，基本上沒(méi)有使用。在農(nóng)村，由于嚴(yán)重影響正常用電，大多數(shù)漏電保護(hù)器已經(jīng)損壞或解除運(yùn)行，名存實(shí)亡。漏電保護(hù)器在賓館等干燥場(chǎng)合使用尚可，但越是需要的地方（如農(nóng)村等潮濕場(chǎng)合）就越不能用。

5 新技術(shù)使電網(wǎng)與地絕緣懸空運(yùn)行

由于剩余電流漏電保護(hù)技術(shù)的“癥結(jié)”是電網(wǎng)中性點(diǎn)接地，不擺脫中性點(diǎn)接地，問(wèn)題無(wú)法解決；由于經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)研，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)一定要接地的硬道理；由于有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)法規(guī)都曾規(guī)定：低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)可直接接地，也可不接地。

由于如礦井、船舶、醫(yī)院及部分普通用戶長(zhǎng)時(shí)間使用中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，其安全性、穩(wěn)定性、可靠性反而比中性點(diǎn)接地電網(wǎng)要好得多。為此，主張解除中性點(diǎn)的接地，對(duì)不接地的電網(wǎng)進(jìn)行有效接地監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除接地故障，保持電網(wǎng)與地絕緣，使電網(wǎng)懸空運(yùn)行，獨(dú)立自潔。

用于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的接地監(jiān)控新技術(shù)，不存在技術(shù)漏洞，具有總監(jiān)控器和多種分監(jiān)控器，有監(jiān)控報(bào)警器、監(jiān)控動(dòng)作斷路器和監(jiān)控報(bào)警加動(dòng)作斷路器，可實(shí)現(xiàn)分級(jí)監(jiān)控，其穩(wěn)定性、可靠性、有效性、耐用性都遠(yuǎn)優(yōu)于漏電保護(hù)器，完全可以替代之，用以實(shí)現(xiàn)低壓電網(wǎng)的安全、節(jié)電、穩(wěn)定、潔凈運(yùn)行。

（本文選編自《電氣技術(shù)》，作者為李振良。）