起重機漏電保護分析

林明溢

（莆田市國投安全咨詢有限公司，福建 莆田 351100）

漏電是起重機等電氣設備運行過程中常見的安全隱患，通常情況下，電力系統中都會存在漏電電流，如果電流值達到一定數值之后，就會產生安全隱患，影響設備的正常使用，其中起重機是建筑工程和污水處理廠中常見的設備，在使用過程中，需要針對漏電問題進行詳細的分析，以減少設備使用中的安全隱患。

1 起重機漏電保護裝置組成及原理

起重機主要是在室外使用，受外部環境因素的影響較為嚴重，在長期使用過程中，容易出現設備老化的問題，導致設備的絕緣層受到損傷，進而出現漏電的問題，對施工作業人員的生命安全造成嚴重的威脅。為有效解決漏電問題，可以在起重機設備上安裝漏電保護器，可以有效避免因漏電導致設備產生相關安全隱患，可以對電氣設備產生保護作用，在使用起重機的過程中，必須嚴格按照國家規定的漏電保護器安裝標準進行安裝。

1.1 組成

根據漏電保護器的內部組成結構進行分析，漏電保護器主要是由檢測元件、中間環節、執行系統、輔助電源以及實驗裝置組成。其中檢測元件是零序電流互感器，在漏電保護器中保護主電路的相線和中線構成了互感器的一次線圈，繞組是纏繞在鐵心上的二次線圈，檢測元件的主要功能是針對起重機設備中出現的漏電電流信號轉化為電壓，并向中間環節輸出，而中間環節包括放大器、脫扣器以及比較器，可以收集電氣設備各個部分產生的漏電信號，執行系統可以接收中間環節發出的各種指令信號，并判斷起重機是否存在漏電問題，如果存在漏電，執行系統可以切斷出現故障的電源，而輔助性電源主要是為漏電保護器提供低壓電源，可以保證漏電保護器穩定安全運行。

1.2 原理

漏電保護器在起重機中的應用原理為漏電保護器可以針對起重機設備中的多余電流進行檢查，通常情況下，漏電保護器監測的電流是被保護電路中相線和中線瞬時產生的電流代數和，起重機在運行的過程中，本身就會產生一定量的泄漏電流，設備運行出現故障時，也會產生接地故障電流，如果起重機設備在運行的過程中，被保護的電路處于正常的工作狀態中，并沒有漏電或觸電的問題出現，此時電流的相量和為零，如果被保護的電路出現漏電問題，會產生大量的漏電電流，漏電保護器中的線圈會出現電動勢，通過漏電保護器中間環節的處理，當電流的信號達到一定值之后，漏電保護器會驅動起重機設備的主開關，實現自動跳閘，并在第一時間切斷設備電路的電源，實現對電路的保護。

2 起重機設備漏電因素

起重機設備在運行過程中，會出現不同程度的漏電現象，對使用者的生命安全造成嚴重威脅，結合目前設備中出現的漏電問題，需要保證合理用電，在強電壓和弱電壓等情況下都需要做好穩定工作，進而實現起重機設備運行效率的提升，常見的設備漏電因素主要包括以下幾個方面。

2.1 電源載波頻率

起重機設備的電源載波率變化情況與帶布線電容容抗的變化屬于反比的關系，隨著設備的應用頻率不斷增加，設備中會產生較大的電流，因此關于載波頻率的設計尤為重要，如果設計不到位或存在異常，將會出現設備漏電的問題，在針對起重機進行管理的過程中，管理人員需要針對該種問題在短時間內進行修復，使其恢復到正常運轉的狀態中，在具體的調整階段，管理人員可以適當降低載頻的頻率，并經過預設操作，保證漏電的電流可以與載波頻率保持一致，在設計階段，設計人員需要充分掌握數值的具體變化情況，通常情況下，如果載波的頻率越大則表示漏電的電流越大。

2.2 容性電流

起重機設備在運行過程中受電力電容、電源布線等方面的影響較為嚴重，其中電容是導體中的元件，在使用的過程中，需要消耗電能，為減輕容性電流對起重機的影響，可以使用電容器作為設計的基礎，明確電源的能力，保證電源的設計可以符合設備安全穩定運行的基本要求，以此來減少漏電問題的出現，在針對起重機設備進行通電之后，也有可能出現漏電的問題，此時需要進行合理的預設。

2.3 導線、開關等電氣元件的絕緣性

通常情況下，起重機設備中的開關、變壓器等部件都屬于絕緣部件，但仍可能存在不同程度的漏電問題，如果出現電流泄露，隨著時間的推移，會進一步地擴大，嚴重時可以導致設備出現短路，接地區域出現異常。

3 漏電保護器原理在起重機中的應用

3.1 漏電保護器的應用

3.1.1 漏電保護器的類型

根據漏電保護器工作原理的不同，可以分成電壓動作、電流動作、直流動作交流脈沖等多種類型，目前，在起重機設備的設計中，常見的漏電保護器為電流動作形式，該種類型的漏電保護器具備較強的保護功能，可以實現對起重機設備整體系統的保護，同時也可以根據各支線的實際運行情況，采取分級保護的形式，在漏電保護器的組成方面，電流動作類型主要包括主開關、零序交流互感器、脫扣機構等。

3.1.2 漏電保護器在起重機設備中的具體應用

零序電流互感器可以作為一種檢測元件，主要是安裝在接地體和變壓器中性點之間，可以起到對設備整體電路網絡的保護，同時該元件也可以安裝在設備的支線中。對于TN-S 接地型式的起重機，可以選擇三相四線的漏電保護器，根據相關規定，TN-C 接地型式的起重機在安裝漏電保護器時需要結合具體的漏電防護措施，針對設備外露中的可接近導體獨立接地，此時設備的局部可以形成TT 系統，由于TN-C 接地型式起重機中性線和接地線是合一的，因此，需要將TN-C 系統改造為TN-C-S 系統或局部TT 系統。在正式安裝漏電保護器之前，技術人員需要明確漏電保護器的基本原理，嚴格按照使用說明完成各條線路的安裝。技術人員需要保證中性線和保護地線始終處于分開的狀態中，其中保護接地線不能接入漏電保護器中。對于IT 系統的起重機，如果起重機設備上無單相電氣設備或單相電氣設備使用隔離變壓器進行單獨供電時，可以選擇三相三線漏電保護器。如果起重機設備上存在單相電氣設備，則需要使用三相四線漏電保護器，此時中性線需要接入到保護器中，輸出側的中線性需要對地絕緣，避免在工作過程中出現誤動作。此外，如果起重機設備的不同支電路選擇分別設置漏電保護器，技術人員需要注意兩個漏電保護器輸出側的中性線和相線不能連接。采取TT 系統時，需要針對漏電保護器加裝切斷電源的設備，避免出現電擊事故，漏電保護器之后的中性線不能重復接地，避免出現漏電問題時，電流通過中性線進入到電源中，導致保護器出現拒動作。

3.2 漏電保護器的選用

3.2.1 漏電保護系統分析及保護器的電路連接

起重機設備的漏電保護工作一直是設備安全管理的重點內容，結合目前安全管理工作的開展情況，還需要進一步明確漏電保護系統的類型，并開展針對性的保護措施，進而達到理想的漏電保護效果。

（1）TN 漏電保護系統。TN 漏電保護系統屬于接零保護的形式，通常情況下，起重機設備的接地系統并不帶電，但是如果設備外殼的絕緣層受損，此時設備的接地系統就會出現帶電的情況，針對該種漏電問題，可以將零線與設備中的金屬部件連接，設備會出現單向的短路情況，此時短路產生的電路會驅使漏電保護系統開啟保護模式。在應用TN 漏電保護系統時，需要重點考慮到阻抗值，如果設備中性線的距離與接地距離相距較遠，技術人員可以通過多次接地的方式，實現平衡電位的目的，提升TN 漏電保護系統的安全性，如果在應用過程中，中性線路斷開，會導致起重機出現漏電的問題，此時零線自身可能會帶電，設備的使用會存在較大的安全隱患，因此，在開展漏電保護工作時，應避免中性線出現斷開的問題。圖1為漏電保護器在TN-C 供電系統中的接線方法，指電源側中性線直接接地，而電氣設備的金屬外殼通過接中性線而接地，從而實現對系統的保護。

圖1 漏電保護器在TN-C 系統中的接線

（2）TT 漏電保護系統。TT 漏電保護系統是將起重機電氣設備金屬外殼直接接地的保護系統，當設備處于運行狀態中時，一旦中性線的絕緣層受到損傷，起重機就會出現漏電的問題，此時需要將設備中的金屬與接地體直接相連，同時需要保證接地體并不屬于漏電保護系統的范圍中，可以有效達到漏電保護的目的，技術人員在使IT 保護系統的過程中，需要將電氣設備金屬外殼中的電壓值控制在50 V 以下，保證其處于安全電壓的范圍中，同時需要科學控制電阻值，接地的電阻值不能很低，主要目的是防止產生的電流過小，導致設備中的斷路器無法正常使用，如果起重機設備長期處于漏電的狀態中，且并沒有采取有效的控制手段，將會產生較大的安全風險，例如，起重機的接地電壓會出現問題，人一旦與設備出現接觸就會造成觸電事故，而TT 漏電保護系統在應用的過程中，需要安裝漏電開關，在保護系統中形成一個完整的漏電保護回路。圖2 為漏電保護器在TT 供電系統中的接線方法，其中電源側中性線直接接地，起重機中電氣設備的金屬外殼直接接地，當起重機設備出現漏電問題時，只要存在漏電的電流，漏電保護器就會檢測到電流值，并立即切斷電源，實現設備的保護。

圖2 漏電保護器在TT 系統中的接線

（3）IT 漏電保護系統。IT 漏電保護系統是將起重機設備中未帶電的金屬元件和接地體進行連接，兩臺或兩臺以上的設備同時使用時，如果設備的絕緣層出現損壞，就會產生接地的電流。

3.2.2 漏電保護器的選用原則

漏電電流是漏電保護器使用中的主要參數，通常情況下，漏電保護器中的動作電流需要控制在20 mA以下，漏電保護器包括保護裝置和電源開關組，其中電源設備可以實現對起重機設備的短路保護、漏電保護以及過載保護等，漏電保護器在安裝過程中，安裝的流程和基本步驟也可以適當地簡化。關于漏電保護器的動作時間，根據相關標準，應在100～500 ms 之間設定，其中100 ms 用于人身安全防護，200～500 ms則用于漏電保護器上下級之間的選擇性脫扣關系。如果漏電斷路器自身防護性能不足，出現跳閘等問題，技術人員需要重點檢查出現斷路問題的根本原因，并重點排查保護器中的觸頭等部件是否存在損壞的現象。

4 漏電保護系統運行中的注意事項

無論是施工階段還是日常的使用階段，都需要針對起重機設備漏電保護系統的運行情況進行檢查，并定期開展維護管理工作，技術人員可以施工試驗檢測的方式針對漏電保護系統的各種主線、支線進行檢測，嚴格按照漏電保護系統的運行要求進行檢查，例如，檢修人員可以觀察顯示屏的原色，顯示屏的漏電保護系統出現漏電跳閘時，顯示屏為紅色，如果跳閘后顯示屏變成紅色，證明電路中有漏電情況發生，此時檢修人員需要先檢查電路的主線，將分支線路甩去，使用兆歐表進行搖測絕緣，如果是漏電故障且直接送電不會造成不良影響，可以直接送電，完成主線的檢查之后，在針對故障分支進行阻隔排除，最后找到故障點，修復后送電試運行，保證漏電保護系統在一段時間內可以處于穩定運行的狀態中。

5 結論

總之，起重機設備的漏電保護對設備的正常運行至關重要，在開展漏電保護工作的過程中，需要明確漏電保護器的組成和工作原理，根據起重機設備運行的實際需求選擇漏電保護系統，充分發揮漏電保護系統的應用優勢，定期針對漏電保護系統的運行情況進行檢查，提高設備應用的安全性。