淺析農(nóng)村低壓電網(wǎng)中級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的應(yīng)用

高尚文　馬憲勇

摘 要：本文在對(duì)農(nóng)村低壓電網(wǎng)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，探討了在農(nóng)村低壓電網(wǎng)中安裝中級(jí)保護(hù)器的必要性、中級(jí)保護(hù)器安裝方式等，提出了中級(jí)保護(hù)器應(yīng)用中需解決和注意的問題。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村低壓電網(wǎng)；中級(jí)保護(hù)；應(yīng)用；研究

一、農(nóng)村低壓電網(wǎng)剩余電流保護(hù)器基本概念

農(nóng)村低壓供電系統(tǒng)裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置，是防止發(fā)生人身觸電傷亡事故的有效措施之一，是防止由漏電引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施之一，也是降低供（用）電損耗的技術(shù)措施之一。

1.剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置概念

剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置是指在規(guī)定的條件下，被保護(hù)電路中剩余電流超過定值，能斷開電路或發(fā)出報(bào)警信號(hào)的機(jī)械開關(guān)電器或組合電器。

機(jī)械開關(guān)電器是指具有斷開短路電流功能的斷路器新增了可以斷開微小的剩余電流功能的斷路器。

合電器是指檢測(cè)互感器、剩余電流繼電器、開關(guān)電器（如交流接觸器）或聲光報(bào)警裝置等獨(dú)立元件分別安裝，通過電氣連接組合的保護(hù)器。

2.剩余電流動(dòng)作保護(hù)器型式分類

剩余電流動(dòng)作保護(hù)器按照安裝位置可分為總保護(hù)、中級(jí)保護(hù)和末級(jí)保護(hù)。

總保護(hù)：安裝在配電臺(tái)區(qū)低壓側(cè)的第一級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，亦稱總保。

中級(jí)保護(hù) ：安裝在總保和末級(jí)保護(hù)之間的低壓干線或分支線的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，亦稱中保。中保因安裝地點(diǎn)、接線方式不同，可分為“三相中保”和“單相中保”。

末級(jí)保護(hù)：安裝在用戶進(jìn)線處的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，亦稱家保。

總保護(hù)和中級(jí)保護(hù)應(yīng)采用延時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，末級(jí)保護(hù)應(yīng)采用一體式非延時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。

3.中級(jí)保護(hù)裝置在低壓電網(wǎng)中的作用

總保護(hù)：安裝在變壓器低壓側(cè)的總保護(hù)裝置以實(shí)現(xiàn)間接接觸保護(hù)為主，在保證正常供電的同時(shí)、兼顧人身安全。

中級(jí)保護(hù)：安裝在低壓線路分支處的中級(jí)保護(hù)以實(shí)現(xiàn)間接接觸保護(hù)為主，兼顧人身安全。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障性漏電時(shí)，可將因故障漏電引起的停電范圍控制在該分支內(nèi)、縮小停電范圍。

末級(jí)保護(hù)：安裝在用戶側(cè)的末級(jí)保護(hù)裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)直接接觸保護(hù)作用。在不同的使用場(chǎng)所、當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)大于額定動(dòng)作電流的故障漏電電流（30mA及以下）時(shí)，能在0.1s以內(nèi)迅速跳閘切斷電源。

二、目前農(nóng)村低壓電網(wǎng)采取的保護(hù)形式及其存在的問題

1.目前農(nóng)村低壓電網(wǎng)三級(jí)保護(hù)形式

目前農(nóng)村低壓剩余電流保護(hù)普遍采用總保加末保的形式，三級(jí)保護(hù)實(shí)際變?yōu)榱硕?jí)保護(hù)。以我公司為例，自2006年開始，在農(nóng)村電網(wǎng)中試點(diǎn)安裝剩余電流動(dòng)作總保護(hù)，通過試點(diǎn)后2008年在所有農(nóng)村公變臺(tái)區(qū)推廣安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，120000戶農(nóng)村客戶中80%以上安裝了末保，但無一個(gè)臺(tái)區(qū)安裝有中級(jí)保護(hù)器。

2.目前農(nóng)村低壓電網(wǎng)漏電保護(hù)形式分析

（1）存在的問題

①總保護(hù)頻繁跳閘，影響客戶可靠用電。

②故障查找耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。

③末保投運(yùn)率不高。

（2）原因分析

①總保護(hù)頻繁跳閘主要是電網(wǎng)或客戶電氣設(shè)備健康水平不高引起的，而因客戶電氣設(shè)備漏電引起總保動(dòng)作是最主要的原因。

②農(nóng)村地區(qū)普遍采用集中裝表的方式，而在戶表改造時(shí)末保大都安裝中客戶家中，部分客戶因家中設(shè)備漏電引起家中頻繁停電而繞越末保用電，或者末保損壞后不愿出錢更換而擅自拆除并退運(yùn)，使得末保的投運(yùn)率不高。

三、農(nóng)村低壓電網(wǎng)中級(jí)剩余電流保護(hù)器的應(yīng)用

1.中級(jí)保護(hù)器的原理

中級(jí)保護(hù)是相對(duì)于總保和末保而言的，一般安裝在總保和末級(jí)保護(hù)之間的低壓干線或分支線上，以實(shí)現(xiàn)間接接觸保護(hù)為主，兼顧人身安全，當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障性漏電時(shí)，可將因故障漏電引起的停電范圍控制在該分支內(nèi)、縮小停電范圍。

2.安裝中級(jí)保護(hù)的原因分析及好處

（1）安裝中級(jí)保護(hù)的原因分析

中級(jí)保護(hù)一般都安裝于低壓干線或分支線上，但由于在農(nóng)網(wǎng)改造時(shí)沒有在配變臺(tái)區(qū)低壓線路上考慮安裝中級(jí)保護(hù)，所以現(xiàn)在要在配變臺(tái)區(qū)低壓線路上安裝中級(jí)保護(hù)基本上難度相當(dāng)大，而且是弊多利少，所以我們現(xiàn)在基本上不考慮這種常規(guī)的安裝方式。

根據(jù)多年的低壓線路運(yùn)行記錄、統(tǒng)計(jì)和分析，絕大多數(shù)情況下的總保護(hù)跳閘都不是由于低壓線路或下戶線障引起的，所以我們目前所要推行的中級(jí)保護(hù)是安裝在下戶點(diǎn)上的。根據(jù)調(diào)查了解和農(nóng)村低壓電網(wǎng)的實(shí)際情況，在供電所普遍存在配變臺(tái)區(qū)低壓總保護(hù)跳閘率過高而用戶末級(jí)保護(hù)投運(yùn)率過低的問題，只是各個(gè)供電所的嚴(yán)重程度不同而已，這種現(xiàn)象已經(jīng)嚴(yán)重的影響了供電可靠率和低壓電網(wǎng)安全水平，所以說在目前的情況下安裝中級(jí)保護(hù)就顯得非常有必要。

（2）安裝中級(jí)保護(hù)的好處

①提高供電可靠率，大幅降低總保跳閘率。安裝中級(jí)保護(hù)后，用戶客戶室內(nèi)發(fā)生的漏電、短路、過載等故障就會(huì)被限定在其下戶線處的中級(jí)保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi)，不再會(huì)引起總保護(hù)越級(jí)跳閘而造成整個(gè)配變臺(tái)區(qū)停電，從而縮小了停電范圍并能防止事故或故障進(jìn)一步擴(kuò)大，從而提高了農(nóng)村供電可靠率并降低了總保跳閘率。

②提升低壓電網(wǎng)的安全供電水平。由于只采用總保護(hù)和末級(jí)保護(hù)的二級(jí)保護(hù)方式存在一定的保護(hù)死區(qū)，另外由于末級(jí)保護(hù)的投運(yùn)率低，因此發(fā)生觸電傷亡事故機(jī)率會(huì)更大一點(diǎn)，觸電事故也是每年都在發(fā)生；但采用三級(jí)保護(hù)方式后，發(fā)生觸電傷亡事故的機(jī)率便會(huì)大幅減小，就算用戶室內(nèi)沒有安裝末級(jí)保護(hù)，在用戶室內(nèi)漏電、短路、過載的情況下，中級(jí)保護(hù)也能起到很好的保護(hù)作用。

③縮小故障范圍、縮短故障排查時(shí)間，減少報(bào)修人員工作量。由于安裝中級(jí)保護(hù)后，一處地方發(fā)生短路或漏電故障時(shí)，故障會(huì)被限定在所在的中級(jí)保護(hù)范圍內(nèi)，這樣故障范圍就小了，可以在很短的時(shí)間內(nèi)找到并隔離故障點(diǎn)，再也不需要再像以前一樣滿山遍野的去查故障了，從而就降低了報(bào)修人員的工作量。

④可促進(jìn)末級(jí)保護(hù)的安裝，提高末級(jí)保護(hù)的投運(yùn)率。由于在目前二級(jí)保護(hù)的情況下，無法監(jiān)管好用戶的末級(jí)保護(hù)，但安裝中級(jí)保護(hù)后情況就會(huì)不一樣了，如果客戶室內(nèi)發(fā)生短路、漏電或過載故障而引起中級(jí)保護(hù)跳閘，而故障點(diǎn)就在用戶處，從而敦促其整改，這樣可以更好的監(jiān)管好客戶的末級(jí)保護(hù)，從而提高末保投運(yùn)率。

⑤提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。由于中級(jí)保護(hù)安裝在公共下戶點(diǎn)，用戶可以自行投入或切除中級(jí)保護(hù)，如果某一客戶室內(nèi)故障引起的中級(jí)保護(hù)跳閘，這個(gè)停電范圍是很小的，很快就能排查出是哪一家用戶故障引起的中級(jí)保護(hù)跳閘，從而對(duì)其進(jìn)行停電而重新投入中級(jí)保護(hù)，這樣，故障停電范圍小了、故障停電時(shí)間更短了、停電造成的影響也更小了。

3.中級(jí)保護(hù)的安裝方式

中級(jí)保護(hù)的安裝方式：目前我們推薦采用將中級(jí)保護(hù)安裝在用戶集中裝表的下戶點(diǎn)上的方式，這種方式又要分新裝和改造兩種情況，如果是新增的下戶點(diǎn)，用戶數(shù)量在2戶及以上，則每1個(gè)表點(diǎn)需要安裝1個(gè)中級(jí)保護(hù)，也就是說下戶線在下桿后，在進(jìn)電能表之前先接入中級(jí)保護(hù)，然后再從中級(jí)保護(hù)分線至每一只電能表，然后在電能表出線上安裝末級(jí)保護(hù)。如果是已有的下戶點(diǎn)，則需要在電能表前面將下戶線開斷，然后在中間裝設(shè)中級(jí)保護(hù)，這種在已有下戶點(diǎn)安裝中級(jí)保護(hù)的方式有以下幾種具體的實(shí)施方案：

方案1：在適當(dāng)位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級(jí)保護(hù)安裝在配電箱內(nèi)，并在中級(jí)保護(hù)前加裝一只2P100A的TD接線端子，作為下戶線至中級(jí)保護(hù)的銅鋁過渡措施。中級(jí)保護(hù)至電能表的一段線路，采用BV-4或BV-6銅線分別接入每一只是能表，然后在電能表出線側(cè)安裝末級(jí)保護(hù)，若以前使用公用零線的，則在用戶的進(jìn)戶線上安裝末級(jí)保護(hù)。這種方式成本最高，但最安全可靠，而且可以解決一直以來困擾我們的以前戶表改造時(shí)全部采用鋁芯線進(jìn)表經(jīng)常造成接觸不良而燒壞電能表的問題，為最推薦方案。

方案2：在適當(dāng)位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級(jí)保護(hù)安裝在配電箱內(nèi)，下戶線用C45插針壓接后接至中級(jí)保護(hù)的進(jìn)線側(cè)。中級(jí)保護(hù)至電能表的一段線路，采用BV-4或BV-6銅線分別接入每一只電能表，然后在電能表出線側(cè)安裝末級(jí)保護(hù)，若以前使用公用零線的，則在用戶的進(jìn)戶線上安裝末級(jí)保護(hù)。這種方式可靠性不高，因?yàn)槿绻聭艟€線芯滲水就會(huì)造成中級(jí)保護(hù)進(jìn)水而損壞，但可解決電能表的接線問題而且成本不高。

方案3：在適當(dāng)位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱，然后將中級(jí)保護(hù)安裝在配電箱內(nèi)，并在中級(jí)保護(hù)前加裝一只2P100A的TD接線端子，作為下戶線至中級(jí)保護(hù)的銅鋁過渡措施。中級(jí)保護(hù)至電能表的一段線路，仍然保留原來的下戶線不動(dòng)，只是要壓接C45插針后才能接入中級(jí)保護(hù)的負(fù)荷側(cè)以解決銅鋁接觸不良的問題，電能表及以后的線路均不動(dòng)。這種方式比較安全可靠且成本適中。

方案4：在適當(dāng)位置將原下戶線開斷，在開斷處加裝一只金屬配電箱或木制配電板，然后將中級(jí)保護(hù)安裝在配電箱內(nèi)或木制配電板上，下戶線開斷處兩側(cè)均用C45插針壓接后接至中級(jí)保護(hù)的進(jìn)出線側(cè)，以解決銅鋁接觸不良的問題。這種安裝方式可靠性不高，因?yàn)槿绻聭艟€線芯滲水就會(huì)造成中級(jí)保護(hù)進(jìn)水而損壞，但此種方式成本最低，可以作為一種非長(zhǎng)期的過渡方案。

4.中級(jí)保護(hù)應(yīng)用中需解決和注意的問題

（1）中級(jí)保護(hù)的選型問題。由于用戶家里普遍使用額定漏電電流小于30mA、動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒的非延時(shí)型單相漏電斷路器，所以中級(jí)保護(hù)就要與末級(jí)保護(hù)形成保護(hù)級(jí)差，應(yīng)選用額定漏電電流在50-100mA、動(dòng)作時(shí)間小于0.2秒的延時(shí)型單相或三相漏電斷路器，而且要求中級(jí)保護(hù)跳閘時(shí)，必須能同時(shí)斷開相線和零線，這樣才能起到最好的保護(hù)效果而且可以避免越級(jí)跳閘。在跳閘時(shí)間配合上，總保護(hù)器應(yīng)盡量選用跳閘時(shí)間為0.25-0.3秒的產(chǎn)品。這樣才能保證不越級(jí)造成總路保護(hù)器跳閘。

（2）安裝后的運(yùn)行維護(hù)問題。由于農(nóng)村下戶線安裝時(shí)間較長(zhǎng)，線芯滲水問題在農(nóng)村較為普遍、由于資金的限制采用節(jié)約方式安裝中級(jí)保護(hù)造成中級(jí)保護(hù)容易淋雨、被雷擊、安裝質(zhì)量不好造成接觸不良、產(chǎn)品質(zhì)量不好、產(chǎn)品選型不當(dāng)?shù)鹊葐栴}都有可能造成中級(jí)保護(hù)損壞。因此供電所人員應(yīng)加強(qiáng)中級(jí)保護(hù)器的巡視檢查，一旦發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換。

（3）對(duì)用戶的宣傳、解釋和教育問題。安裝中級(jí)保護(hù)器可以快速查找故障點(diǎn)、縮小停電范圍，但有可能增加部分表點(diǎn)和部分用戶的停電次數(shù)，尤其是有漏電隱患的表點(diǎn)。所以在安裝時(shí)就必須向所有表點(diǎn)的用戶宣傳安裝中級(jí)保護(hù)的好處，并正確解釋可能出現(xiàn)的問題，而且還要教會(huì)所有表點(diǎn)的用戶如何正確使用和看護(hù)中級(jí)保護(hù)，跳閘后怎樣恢得送電，哪些地方能夠操作，哪些地方不能接觸，出現(xiàn)跳閘故障后如何報(bào)修和自行排查并隔離故障用戶。只有做好了這方面的工作，才能充分發(fā)揮中級(jí)保護(hù)的作用，這項(xiàng)工作才有意義。

總之，農(nóng)村低壓電網(wǎng)中安裝中級(jí)保護(hù)器，在當(dāng)前農(nóng)村低壓電網(wǎng)的漏電保護(hù)有其重要的意義，也有必進(jìn)行推廣。當(dāng)然由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)尚不足，還需要在下一步應(yīng)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，解決不斷出現(xiàn)的問題，積累經(jīng)驗(yàn)，為農(nóng)村低壓電網(wǎng)中剩余電流的保護(hù)找到更加科學(xué)、有效的途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家賢.紀(jì)賢保.剩余電流保護(hù)系統(tǒng)及運(yùn)行管理[M].中國電力出版社，2002.

[2]曹法明；農(nóng)村剩余電流保護(hù)裝置的配合與應(yīng)用[J]；電氣工程應(yīng)用：2010年03期.