一種多功能漏電保護器操作培訓臺的設計

魏梅芳

國網湖南省電力公司技術技能培訓中心

一種多功能漏電保護器操作培訓臺的設計

魏梅芳

國網湖南省電力公司技術技能培訓中心

漏電保護器普遍應用于農網中，由于漏電保護器引發的安全問題日益突出，為使農電人員熟悉漏電保護器的性能，提高電網和用電人員的安全可靠性，本文設計了一種多功能漏電保護器操作培訓臺，兼具現場培訓與檢測兩大功能。

隨著城區配電網及農網的改造升級，漏電保護器應用的越來越多，而目前的漏電保護器培訓裝置側重于漏電保護器的動作原理、特性、安裝等功能，不能對漏電保護器的性能進行檢測，不能直觀的觀察漏電保護器的動作過程。本文設計了一種多功能漏電保護器操作培訓臺，能夠直觀展示漏電保護器的動作過程，檢測現有的單極、兩極、三極、四極漏電保護器。

工作原理

目前，大部分推廣安裝農網漏電保護器的省份都采用分級漏電保護系統，在農網安全用電和確保供電連續性之間取得一個較為理想的平衡點。按照全國農電學會專家組對農網漏電保護器的配置要求和國家標準、部頒規程以及電力公司的技術要求，將漏電保護系統分為三級系統。分別稱為總保（第一級）、中保（第二級）和家保（第三級）。要求三級漏電保護系統中各級協調配合，在動作電流和動作時間上要與整個系統協調配置，否則不能可靠動作。額定動作電流和動作時間都要有級差，上一級大于下一級，這樣才能保證在出現故障時跳閘具有選擇性，不會出現越級跳閘，造成大面積停電。本試驗臺的工作原理就是基于三級漏電保護器的設置，如圖1所示。

圖1　試驗臺的原理圖

該試驗臺模擬了一個現場的真實臺區，配備了三級漏電保護器，用旋轉電機作為負載，模擬負載的投入與退出，它的優點是能直觀的展示電機的動作。漏電電流采用可調式限流電阻的方式，即在被試品的出線端與大地之間串入限流電阻，通過對可調電阻阻值的調整，達到改變漏電電流大小的目的，目前該試驗臺采用的是可調繞線電阻，在手動時通過手輪的操作（共設置了三個手輪，調節范圍分別是0～30mA，30～100mA，100～300mA）達到調整的目的，在自動測試的時候，通過同步電機來調節電阻，通過對同步電機的精確控制，實現精準的測試。

結構及功能

本試驗臺的外觀結構見圖2。

本測試平臺分為兩大功能區，漏電保護器檢測區和培訓操作練習區。

檢測區由顯示屏、各種低壓電氣（變壓器、接觸器、繼電器、負載電阻、電位器、PLC檢測系統）等元件組成。分為手動、自動測試兩種工作模式，能輸出 AC 10～300mA，可對單相、三相漏電斷路器進行動作電流、動作時間測試。測試時，采用檢測實際電壓、實際負載（電動機）的方式進行，能準確測試出當前電路中的電壓、電流、功率、功率因素等各項電能參數。然后再旁路接漏電保護器，調節漏電電流動作值，測試產品的動作電流、動作時間，同時，在測試過程中，漏電保護器的動作過程能在顯示屏上通過動畫直觀顯示。

培訓操作區可以實現不同接地方式時漏電保護器接線安裝操作的功能。通過三相四線電源進線和接地線實現不同的接地方式，以此來提供接線安裝的電源側引線。具有進行多級漏電保護器的整定配合功能。漏電流在0～300mA連續可調，可以實現多級漏電保護器的配合。

試驗臺為了確保培訓人員和現場指導人員的安全，采用了多種安全保障措施。首先，裝置在引入市電后采用安全隔離變技術，從本質上預防了由于操作不當所引起的人身觸電事故，同時，本試驗臺在臺面上加裝了緊急停止按鈕（SA1），當裝置在進行試驗的時候一旦發生相關的安全事故，只要按下緊急停止按鈕本裝置的試驗臺區域將立即停電，以確保操作人員的人身安全。

從線路設置上，設置了三級保護，即總進線采用隔離開關加漏電保護，單獨支線加快速熔絲保護，各出線斷路器加漏電保護，這種保護模式的優點在于當出線一旦發生短路故障時，本裝置可以提供三級保護，基本上可以確保故障在本裝置內部被切除，不會對市電造成不必要的影響，在最大程度上保障了現場人員的人身安全，同時也保護了本裝置不會因為偶發的事故而導致裝置的損壞。

在測試端，創新使用插拔技術，拋棄了原有的壓接連接或螺絲連接等方式，在最大程度上避免了由于連接導線外露導致的安全事故，同時采用插拔技術的好處就是我們可以在被測試品的連接導線處直接測量相關的數據，可以同步判斷檢測臺提供的數據的有效性和可靠性。

同時，本裝置設置了可以進行漏電測試的現場測試點，這個測試點的提供可以讓培訓人員對漏電有一個直觀的感性認識，避免了空洞的解說，這個測試點可以直接用普通的驗電筆直接進行測試，不必用專業的工具，極大的方便了現場的教學和培訓。

圖2　漏電保護器操作培訓臺外觀

圖3　軟件界面

漏電保護器的測試

本試驗臺設置了手動和自動兩種測試方式，測試界面見圖3。

（1）動作電流的測試

測試方法：

選擇“自動”或者“手動”按鈕；

根據產品的額定電流，選擇對應的電流檔位；

根據對應的產品，選擇“單相”或者三相任意“A B C”相按鈕；

按下面板上的“測試啟動按鈕” ，合上被試的漏電斷路器。

按下電腦界面上的“啟停”按鈕，電機運轉。

如果是選擇“手動測試” 先將對應檔位的電位器調至最左邊，然后按下“電流”按鈕，再緩慢調節對應檔位的電位器，界面上顯示產品的漏電流，直到漏電斷路器動作，此時顯示的脫扣電流為產品的動作電流。

如果是選擇“自動測試”，則在電流設定欄中設定一個電流值（開始先設置一個小于產品動作的電流值）然后點“電流”按鈕，試驗臺自動調節輸出漏電流，然后再設定一個大于產品的動作電流值，試驗臺自動調節電流，直到產品動作。

在測試產品動作電流時，界面上的三維動畫會模擬開關動作、電機轉動、以及漏電流流向等。

（2）動作電流的測試結果

1）30mA漏電保護器動作電流測試

測試對象　A　B　C動作電流 mA　動作電流 mA　動作電流 mA三相四線　23.11　23.34　23.21三相三線　25.68　25.26　25.30單相　23.55

2）100mA漏電保護器動作電流測試

測試對象　A　B　C動作電流 mA　動作電流 mA　動作電流 mA三相四線　78.42　79.83　23.21三相三線　82.95　81.61　82.17單相　84.31

（3）動作時間的測試

1）先選擇對應的電流檔位，然后再點擊“設定”按鈕，設定動作電流值。

2）調節漏電流至產品額定電流值。（注意：自動模式時，當到達需要的電流后，點一下“電流設定”按鈕，讓電流停止走動）

3）點擊“時間”按鈕，產品脫扣，試驗臺顯示產品的動作時間。

（4）動作電流測試結果

1）30mA漏電保護器動作測試（42.76mA）

測試對象　A　B　C動作時間 mS　動作時間 mS　動作時間 mS三相四線　49　35　28三相三線　36　35　38單相　52

2）100mA漏電保護器動作測試（112.9mA）

測試對象　A　B　C動作時間 mS　動作時間 mS　動作時間 mS三相四線　29　35　29三相三線　33　45　38單相　35

結語

通過本試驗臺的檢測，能夠準確判別出現場漏電保護器的動作電流和動作時間是否合格，及時排除安全隱患，同時，能對現場農電人員進行漏電保護器的培訓，進一步規范了漏電保護器的安裝接線及檢測。