DQZHAN技術(shù)訊：電氣設(shè)備漏電保護(hù)方式研究

摘要：電氣設(shè)備漏電故障可能對無防范意識人員產(chǎn)生觸電危害，輕者灼傷人體接觸位置，重者危及人員生命，甚至?xí)a(chǎn)生漏電火花引起火災(zāi)，給企業(yè)帶來不可估計(jì)的損失。文中淺談電氣設(shè)備漏電危害性及漏電保護(hù)方式，意指總結(jié)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)提出全新的解決思路

關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備；漏電保護(hù)；危害分析；解決策略

0引言

國家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國2019年接報(bào)火災(zāi)23.3萬起，直接財(cái)產(chǎn)損失36.12億元，傷亡共計(jì)2172人，其中有52%事故系電氣原因引起。雖然各大公共場所火災(zāi)防控較之2018年成效顯著，但占比今年電氣火災(zāi)事故總數(shù)仍呈多發(fā)之勢?；诖?，有必要對公共場所電氣火災(zāi)成因以及防范對策進(jìn)行探究分析，對于維護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1電氣設(shè)備漏電保護(hù)方式探討

1.1有效的保護(hù)接地的方法

有效的接地漏電保護(hù)方法接是將電氣設(shè)備內(nèi)電阻降至0.8Ω以下，這樣設(shè)備直接接地電阻會小于3Ω，即使電氣設(shè)備漏電所產(chǎn)生的電壓也會降至36V以內(nèi)，通過人體的電流也不會大于25mA，這樣的小改動不僅不會增加設(shè)備生產(chǎn)成本，還對使用人員的生命有所保障，即使是在較為惡劣的工作環(huán)境下，電氣設(shè)備也可以達(dá)到預(yù)期漏電保護(hù)效果［1］。

1.2保護(hù)接零方法

保護(hù)接零的基礎(chǔ)工作原理是將電氣設(shè)備的金屬外殼接入點(diǎn)，與電源電路中的零線連接在一起，促使電氣設(shè)備金屬外殼與電源電路形成簡單的回路，空開保護(hù)器在感知到大電流通過時(shí)，會緊急跳閘，進(jìn)而切斷路線電源達(dá)到漏電保護(hù)的作用，這種方法的優(yōu)勢就是在于反應(yīng)速度快，造價(jià)成本低廉，但是在采取接地系統(tǒng)時(shí)，電氣接零保護(hù)措施時(shí)要加以慎重。

1.3剩余電流保護(hù)器

剩余電流保護(hù)器是當(dāng)下較為常見漏電保護(hù)裝置之一，其可以當(dāng)做電氣設(shè)備漏電保護(hù)裝置主要代表之一，那么，只采用剩余電流保護(hù)器是否能夠完全杜絕電氣設(shè)備漏電現(xiàn)象呢？令人遺憾這也是不可能的，因?yàn)槭Ｓ嚯娏鞅Ｗo(hù)器內(nèi)部也屬于一個(gè)完整的電氣電路閉環(huán)，它只有在狀態(tài)良好的條件下才能夠正常工作，但它也會出現(xiàn)老化、損壞的現(xiàn)象，進(jìn)而使漏電功能失靈。

在漏電保護(hù)器安裝過程中，設(shè)備安裝人員可能會因?yàn)榫軇幼?、誤動作協(xié)調(diào)動作，拒動作產(chǎn)生的原因在于漏電動作電流選擇不當(dāng)，使用的保護(hù)器過載電流過大，而實(shí)際的電流點(diǎn)漏電值沒有規(guī)定值，致使保護(hù)器失去應(yīng)有功能；誤動作產(chǎn)生的原因就會比舉動作多一些，，像誤將保護(hù)線與中性線反接、錯誤的使用漏電保護(hù)裝置、其他大功率電磁設(shè)備的干擾等等。

1.4火災(zāi)電氣監(jiān)控系統(tǒng)

火災(zāi)電氣監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)下，一種較為流行的電氣火災(zāi)保護(hù)裝置，它在通過對保護(hù)線路中的探測參數(shù)值的檢測確定線路運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)發(fā)出信號，并控制相應(yīng)設(shè)備對部位進(jìn)行處理，進(jìn)而 電氣消防隱患，火災(zāi)電氣檢測系統(tǒng)一般是由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測設(shè)備共同組成。

在電氣設(shè)備電流溫度參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，處理系統(tǒng)會通過剩余電流互感器和溫度傳感器，對電路狀態(tài)進(jìn)行檢測，而這兩種感應(yīng)器會利用電磁場感應(yīng)原理以及溫度效應(yīng)變化采集消防火災(zāi)信息，在完成檢測后將信號輸送到處理系統(tǒng)之中，然后在經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換元件、CPU的單片機(jī)對變化線路溫度幅值進(jìn)行分析、處理。并會主動與消防監(jiān)控人員溫度設(shè)定值額定數(shù)值進(jìn)行對比，一旦溫度變化超出額定數(shù)值則會發(fā)出，同時(shí)將信號輸送到監(jiān)控系統(tǒng)之中，再經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步識別，當(dāng)確認(rèn)出現(xiàn)的火焰或煙霧， 處理系統(tǒng)就會發(fā)出上等別的火災(zāi)信號，點(diǎn)亮建筑物內(nèi)全部火災(zāi)指示燈，發(fā)出刺耳的火災(zāi)音響，同時(shí)在樓道或是大廳液晶顯示屏上滾動播出火災(zāi)信息

傳統(tǒng)保護(hù)開關(guān)在電流過載或者是小型電器短路時(shí)執(zhí)行保護(hù)方法，進(jìn)而防止金屬短路故障和電流過載發(fā)熱或短路故障，避免漏電問題引發(fā)建筑電氣火災(zāi)，但這種方法是屬于被動預(yù)防電氣火災(zāi)預(yù)防方法，已經(jīng)無法滿足當(dāng)下人們對用電需求。對于線間端子發(fā)熱問題和電流泄漏增，沒有控制能力，可能會引發(fā)金屬性短路或過載故障，無法做到早發(fā)現(xiàn)、早防范、早控制、早解決。出現(xiàn)這種問題主要原因是傳統(tǒng)保護(hù)開關(guān)是因?yàn)樵谝粋€(gè)額定參數(shù)下完成工作，如果漏電電流達(dá)不到預(yù)定設(shè)計(jì)的閾值，電路漏電保護(hù)開關(guān)就不會主動切斷電路。此外，還有部分施工項(xiàng)目使用的保護(hù)開關(guān)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，加大電氣故障風(fēng)險(xiǎn)，持續(xù)降低電器運(yùn)轉(zhuǎn)性。為此，監(jiān)管部門加大建筑工程電路施工質(zhì)量監(jiān)管，強(qiáng)化監(jiān)理責(zé)任意識，使其認(rèn)識漏電保護(hù)工作的重要性。

1.5漏電保護(hù)插座

現(xiàn)階段部分高新電器裝置內(nèi)部設(shè)置漏電保護(hù)開關(guān)，通過內(nèi)部感應(yīng)器和單片機(jī)檢測火線和零線的電流失衡量判斷電路狀態(tài)，在發(fā)生漏電問題時(shí)，內(nèi)設(shè)裝置會將部分電流直接導(dǎo)入大地，控制電器內(nèi)部電流平衡差異。控制芯片檢測到這種電流失衡的差異后，就會觸發(fā)脫扣，斷開電源。

2電氣設(shè)備漏電保護(hù)的措施

無論是上文所述的接地漏電防護(hù)、設(shè)備保護(hù)接零保護(hù)、還是漏電保護(hù)開關(guān)、漏電插座、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)等，都是為了減少燒損電氣、設(shè)備短路事故、人身觸電時(shí)對工作人員產(chǎn)生的危害，確保用電。以下場所需采取漏電保護(hù)及監(jiān)控的措施：交流電氣裝置及設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分做接地處理［4］：①高壓電氣裝置以及傳動裝置的外露可導(dǎo)電部分；②電纜溝和電纜隧道內(nèi)，以及地上各種電纜金屬支架等；③附屬于高壓電氣裝置的互感器的二次繞組和控制電纜的金屬外皮；④配電、控制和保護(hù)用的柜（箱）等的金屬框架；⑤配電變壓器的變壓器、低電阻部分以及中性點(diǎn)，接地系統(tǒng)的中金屬設(shè)備外露部分可導(dǎo)致漏電問題的發(fā)生；⑥電氣、配電變壓器和高壓電器等的底座和金屬外殼；⑦電纜保護(hù)線盒、終端盒的外殼金屬部分，電纜金屬保護(hù)套層和屏蔽層，穿線過程使用的鋼管以及電纜橋架等等；⑧預(yù)裝式變電站、干式變壓器和環(huán)網(wǎng)柜的金屬箱體等；⑨發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)柜的外殼、發(fā)電機(jī)出線柜、母線槽的外殼等。

下文所述電氣設(shè)備配電線路應(yīng)將額定剩余動作電流值控制在30mA左右，并利用額定剩余電流保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)：①人工手持式電氣過電設(shè)備；②人體觸電無法逃離的固定電氣設(shè)備；③室外公共場所的露出用電設(shè)備；④日常家用電器上的回路裝置與插座回路裝置

其中室外公共場所的露出用電設(shè)備是指非維護(hù)工作人員可接觸到的設(shè)備應(yīng)設(shè)置不大于30mA的剩余電流保護(hù)器，比如下列這些設(shè)備設(shè)置在室外普通人不能到達(dá)的地方：室外冷卻塔.水泵.空調(diào)外機(jī)等這些用電設(shè)備配電線路可不設(shè)置30mA的剩余電流保護(hù)器。

下列建筑物（場所）應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)：⑴一類高層民用建筑；⑵室外消防用水儲存量高于25L/s的特定建筑；⑶建筑整體高于50m以上的標(biāo)準(zhǔn)乙、丙類廠房或是倉庫，整體室外用水大于30L/s的專用倉庫。⑷野外民用機(jī)場航站樓，各地區(qū)、二級汽車客運(yùn)站或中轉(zhuǎn)站，、二級海上停泊港口運(yùn)輸站或是客運(yùn)站；⑸建筑占地總面積高于13000m2的公共使用建筑；⑹任何一層建筑面積高于4500m2，總建筑面積高于8000m2的商場、商超；⑺總體座位數(shù)超過1700座次大型電影院、歌劇院、彩排劇場；總體座位數(shù)高于3800座次以上的體育館；座位數(shù)高于2500座次的會議大廳、大堂、展覽園；總體座位高于23000座次的國民體育場；⑻總藏書高于120萬冊的省市圖書館；⑼省級以上的大型博物館、文物館，或是展覽面積高于12000m2的公共展覽建筑；（10） 乙等到甲等的各地區(qū)大型醫(yī)院門診、病房樓、制藥局；（11）建筑占地總面積高于2800m2的歌舞廳、K歌廳、夜總會、卡拉OK、或是含有卡拉OK功能的各種餐廳、游戲廳、電子游藝廳、大型桑拿浴室、網(wǎng)吧等娛樂性較強(qiáng)公共場所；（12）設(shè)區(qū)市級及以上電力調(diào)度樓、電信樓、郵政樓、防災(zāi)指揮調(diào)度樓、廣播電視樓、檔案樓；（13）單體建筑面積高于45000m2的獨(dú)立建筑，或建筑高度超過60m的公共使用性建筑；（14）文物保護(hù)單位的磚木或木結(jié)構(gòu)的古建筑；（15）城市軌道交通、一類交通隧道工程；（16）使用面積超過1000m2地下人員密集場所；（17）300床以上托兒所、幼兒園；（18）建筑總面積大于1000m2的老年人建筑。

3安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)架構(gòu)和硬件選型

安科瑞電氣推出的電氣火災(zāi)監(jiān)控云系統(tǒng)采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災(zāi)探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護(hù)器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給學(xué)校管理人員，指導(dǎo)學(xué)校實(shí)現(xiàn)時(shí)間的排查和治理，達(dá)到潛在電氣火災(zāi)隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。

用戶可以利用PC、手機(jī)、平板電腦等多種終端實(shí)現(xiàn)對平臺的訪問，查詢包括系統(tǒng)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)記錄等在內(nèi)的各種信息，使用方便。利用該系統(tǒng)為用戶提供的低成本服務(wù)，能有提升企業(yè)的消防管理和電氣設(shè)備水平，防范重大惡性火災(zāi)財(cái)產(chǎn)損失、尤其是重大惡性人員傷亡責(zé)任事故的發(fā)生。

本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖所示：

3.1硬件配置：

平臺服務(wù)器：建議按照我方提供配置標(biāo)準(zhǔn)購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置：（如申請阿里云可忽略）

現(xiàn)場硬件配置

方案一：100A以下回路，開口式互感器

方案二：100A以下回路，普通互感器，會增加施工量

方案三：100A以下回路，普通電流互感器，探測器和無線模塊分開，可適用多回路

配置針對1個(gè)回路，剩余電流互感器根據(jù)現(xiàn)場回路電流大小選擇。

3.2運(yùn)行條件

1）瀏覽器運(yùn)行設(shè)備：

臺式電腦（WindowsXP以上），安卓系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)手機(jī)（android或IOS4.0及以上版本）。

2）瀏覽器端運(yùn)行環(huán)境：

Windows系統(tǒng)下使用谷歌、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。

3.3主要技術(shù)指標(biāo)

數(shù)據(jù)上傳頻率：2分鐘

通信方式：RS485、2G/3G/4G

并發(fā)訪問量：>=10000

歷史數(shù)據(jù)存儲：>=3年4

4結(jié)束語

結(jié)合上文所述，用電使用者對電氣設(shè)備的漏電保護(hù)措施加以關(guān)注。要時(shí)刻明白電氣設(shè)備的不因素一直都是存在的，任何的保護(hù)手段或者是漏電保護(hù)器都有一定的局限性，因此，結(jié)合建筑性質(zhì)及規(guī)模，采取多種漏電保護(hù)方法，進(jìn)而做到全方位防護(hù)，此外，建筑內(nèi)電氣設(shè)備和電路配置也要采用局部分階段漏電保護(hù)方法，即使一個(gè)位置發(fā)生漏電事故，也不妨礙上級以及整體的用電使用。