建筑施工現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備的漏電保護(hù)器使用的探討

清遠(yuǎn)市工程建設(shè)安全監(jiān)督站 謝恩來(lái)

在施工現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)制采用漏電保護(hù)器的目的就是為了保障施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全。在實(shí)際施工中由于建筑現(xiàn)場(chǎng)所具有的特殊性，總是造成漏電保護(hù)器的頻繁跳閘。這不僅嚴(yán)重影響了工程正常施工，而且無(wú)法有效保障施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全?，F(xiàn)結(jié)合本人在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)施工用電的管理和體驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析了施工現(xiàn)場(chǎng)漏電保護(hù)器頻繁跳閘的原因，介紹了正確使用漏電保護(hù)器的有效措施。

一、漏電保護(hù)器的概念及原理

漏電電流動(dòng)作保護(hù)器簡(jiǎn)稱漏電保護(hù)器，又叫漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，主要是用來(lái)在設(shè)備發(fā)生漏電故障時(shí)以及對(duì)有致命危險(xiǎn)的人身觸電進(jìn)行保護(hù)。

漏電保護(hù)器是由零序電流互感器、漏電脫扣器、脫扣機(jī)構(gòu)、主開(kāi)關(guān)、實(shí)驗(yàn)按鈕等五部分組成。被保護(hù)設(shè)備的接地故障電流作用于漏電保護(hù)器的漏電脫扣器上, 且超過(guò)預(yù)定值時(shí), 開(kāi)關(guān)會(huì)立即跳閘, 從而切斷了故障電路, 達(dá)到防護(hù)的作用。如圖1 所示, 一般來(lái)說(shuō)在正常情況下, 各相電流的相量和等于零。由此, 各相電流在零序電流互感器鐵芯中感應(yīng)的磁通量之和也等于零[1]。這時(shí), 由于零序電流互感器的二次側(cè)繞組無(wú)信號(hào)輸出, 主開(kāi)關(guān)仍處于閉合狀態(tài), 電源繼續(xù)向負(fù)載方向供電。當(dāng)發(fā)生接地故障, 或設(shè)備絕緣損壞、漏電, 或人觸及帶電體時(shí), 主回路中各相電流的相量和不再為零。則會(huì)出現(xiàn)故障電流在零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通, 從而導(dǎo)致二次側(cè)感應(yīng)電壓迫使脫扣線圈勵(lì)磁,強(qiáng)令主開(kāi)關(guān)跳閘, 切斷供電回路。

按動(dòng)作原理，漏電保護(hù)器可以分為電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器和電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器兩大類。根據(jù)故障電壓動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電流型漏電保護(hù)器，根據(jù)故障電壓動(dòng)作的漏電保護(hù)器叫電壓型漏電保護(hù)器。由于電壓型漏電保護(hù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受外界干擾動(dòng)作特性穩(wěn)定性差，制造成本高，現(xiàn)已基本淘汰。目前國(guó)內(nèi)外漏電保護(hù)器的研究和應(yīng)用均以電流型漏電保護(hù)器為主導(dǎo)地位。

電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器是由零序電流互感器、放大器、斷路器以及脫扣裝置組成(見(jiàn)圖1)，正常情況下，三相負(fù)荷電流和對(duì)地漏電流基本平衡，流過(guò)互感器一次線圈電流的矢量和約為零，此時(shí)零序互感器二次線圈無(wú)輸出。當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)，觸電電流通過(guò)大地形成回路，負(fù)載側(cè)有對(duì)地泄載電流，零序電流互感器的矢量和不為零，零序電流互感器二次繞組中便產(chǎn)生互感電壓，使二次線圈輸出信號(hào)[2]。這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、比較元件判斷，如達(dá)到預(yù)定動(dòng)作值，即發(fā)送執(zhí)行信號(hào)給脫扣器，接通電磁脫扣器電源，電磁脫扣器吸合，使斷路器跳閘，從而達(dá)到漏電保護(hù)器的作用。

施工現(xiàn)場(chǎng)的用電環(huán)境一般比較差，使用的設(shè)備、線路本身安全隱患比較多，流動(dòng)性、重復(fù)性、臨時(shí)性較強(qiáng)，參加施工的用電人員甚至管理人員的素質(zhì)參差不齊。

二、建筑施工現(xiàn)場(chǎng)漏電保護(hù)器誤動(dòng)作的原因

由于施工現(xiàn)場(chǎng)所具有的特殊性，如電工素質(zhì)差、接線錯(cuò)誤、非電工接線、線路破損、開(kāi)關(guān)箱內(nèi)漏電保護(hù)器損壞、部分用電器具沒(méi)有經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)箱及施工現(xiàn)場(chǎng)管理不善等原因，以及漏電保護(hù)器本身不可避免的誤動(dòng)和拒動(dòng)，再加上在實(shí)際施工中沒(méi)有按照工地的實(shí)際情況對(duì)漏電保護(hù)器進(jìn)行布置，造成了總漏電保護(hù)器頻繁跳閘，停電范圍較大。

（一）外界干擾

施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電的漏電保護(hù)器受外界干擾是造成其誤動(dòng)作及拒動(dòng)作的原因之一。而外界干擾又分為過(guò)電壓干擾、負(fù)荷故障電流干擾及周圍氣候及環(huán)境影響等多種因素干擾。

1.過(guò)電壓干擾

雷擊時(shí)正逆變換過(guò)程引起的過(guò)電壓。通過(guò)架空線路、絕緣電線、電纜和電氣設(shè)備的對(duì)地電容，產(chǎn)生對(duì)地泄漏電流。足以使剩余電流保護(hù)器發(fā)生誤動(dòng)作，甚至直接損壞。中性點(diǎn)過(guò)電壓主要是由電源阻抗不對(duì)稱、負(fù)載不對(duì)稱、三相對(duì)地絕緣電阻不對(duì)稱及中性線內(nèi)阻過(guò)大或中斷等原因引起的三相不平衡。使中性線對(duì)地電位升高[3]。過(guò)高時(shí)將造成保護(hù)器的電源及電子電路的損壞、帶有失壓脫扣器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣線圈燒壞：過(guò)低時(shí)會(huì)引起失壓脫扣線圈開(kāi)關(guān)跳閘、合閘控制回路不能啟動(dòng)、帶有機(jī)械閉鎖裝置的電磁開(kāi)關(guān)因吸跳動(dòng)率不足，使脫扣速度緩慢，或因吸跳功率不足而拒動(dòng)。

2.線路和用電設(shè)備干擾

施工現(xiàn)場(chǎng)有的照明線路亂拉亂接現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)線老化、線路和用電設(shè)備絕緣電阻低、泄漏大、甚至接地，致使保護(hù)器頻繁動(dòng)作或不能投入運(yùn)行。由于漏電開(kāi)關(guān)輸出端中性線絕緣不良或接地接零保護(hù)，安裝保護(hù)器時(shí)，電源側(cè)中性點(diǎn)未接地。發(fā)生觸電時(shí)，保護(hù)器被旁路而使靈敏度下降或拒動(dòng)。

開(kāi)關(guān)箱內(nèi)的末級(jí)漏電保護(hù)器是用電設(shè)備的主保護(hù)，如果末級(jí)漏電保護(hù)器不裝、損壞或選型不當(dāng)，將可能導(dǎo)致上級(jí)漏電保護(hù)器頻繁跳閘。施工現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)設(shè)備比較多，如振搗棒、手電鉆、小型切割機(jī)、打夯機(jī)、小型電焊機(jī)等隨機(jī)使用性比較強(qiáng)，有的時(shí)候使用這些設(shè)備時(shí)沒(méi)有接入開(kāi)關(guān)箱，這也增加了總漏電保護(hù)器頻繁跳閘的幾率[4]。只有在每個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)形成有效的二或三級(jí)漏電保護(hù)模式，才能有效地減少漏電保護(hù)器的頻繁跳閘。

3.環(huán)境條件變化干擾

剩余電流保護(hù)器受環(huán)境條件變化的影響，主要是指使用環(huán)境條件惡化，如夏季出現(xiàn)的高溫，雨水季節(jié)出現(xiàn)的潮濕，或保護(hù)器附近安裝有強(qiáng)烈振動(dòng)沖擊的電器機(jī)械設(shè)備，或受到有害腐蝕性氣體的侵蝕，使保護(hù)器的電子元件電磁線圈或機(jī)構(gòu)等元器件產(chǎn)生銹蝕、霉斷，以致引起保護(hù)器的誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。

(二)漏電保護(hù)器接線錯(cuò)誤

漏電保護(hù)器在安裝中，往往因接線錯(cuò)誤或安裝方式與線路結(jié)構(gòu)不相適應(yīng)而引起誤動(dòng)作、拒動(dòng)作或達(dá)不到最佳效果：使用單相負(fù)載，而中性線未穿過(guò)漏電保護(hù)器[5]。當(dāng)接通單相負(fù)載，漏電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作；中性線穿過(guò)漏電保護(hù)器后，直接接地或通過(guò)用電設(shè)備等接地，漏電保護(hù)器將保護(hù)跳閘；中性線穿過(guò)漏電保護(hù)器后，同其他漏電保護(hù)器的中性線或與其他沒(méi)有裝設(shè)漏電保護(hù)器的中性線連在一起；中性線斷線或接觸不良，致使中點(diǎn)電位偏移零電位。增加了中性線漏電和引發(fā)其他故障的幾率。

(三)漏電保護(hù)器選型不合理

使用額定漏電動(dòng)作電流超過(guò)了30mA或者是超過(guò)用電設(shè)備額定電兩倍以上的漏電保護(hù)器，或是選用了帶延時(shí)型的漏電保護(hù)器，由于額定漏電動(dòng)作電流的提高或保護(hù)靈敏度的下降，發(fā)生漏電故障時(shí)，末級(jí)漏電保護(hù)器沒(méi)有動(dòng)作，上級(jí)漏電保護(hù)器就可能動(dòng)作。施工現(xiàn)場(chǎng)電焊機(jī)比較多，電焊機(jī)的漏電保護(hù)器按電焊機(jī)的額定電流選用，在電焊機(jī)起焊時(shí)的大電流可能會(huì)使漏電保護(hù)器跳閘，這是部分電焊機(jī)漏電保護(hù)器跳閘的原因。對(duì)于這類用電設(shè)備一般應(yīng)選用對(duì)浪涌過(guò)電壓、過(guò)電流不太敏感的電磁型漏電保護(hù)器；或選用比電焊機(jī)額定電流大1.5—2倍的電子式漏電保護(hù)器，但作為末級(jí)漏電保護(hù)，額定漏電動(dòng)作電流不應(yīng)大于30mA[6]。塔吊配電箱和配電線路處于高空中，長(zhǎng)年日曬雨淋，絕緣難免有一定的損傷，導(dǎo)致漏電流相應(yīng)增大，這些因素都可能造成塔吊的漏電保護(hù)器頻繁跳閘。

（四）漏電保護(hù)器本身的問(wèn)題

1.漏電保護(hù)器固有的局限性

目前的漏電保護(hù)器，不論是電磁型還是電子型均采用磁感應(yīng)電壓互感器拾取用電設(shè)備主回路中的漏電流，三相或三相四線在磁環(huán)中不可能布置完全均衡，在施工現(xiàn)場(chǎng)有較多的電焊機(jī)等雙相或單相負(fù)荷，三相電流也不可能完全平衡，甚至?xí)嗖詈艽?，在大電流下或較高的過(guò)電壓下，會(huì)在有很高導(dǎo)磁率的磁環(huán)中感應(yīng)出一定的電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)大到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致漏電保護(hù)器跳閘[7]。又由于額定電流越大的漏電保護(hù)器采用相對(duì)較大的磁環(huán)，產(chǎn)生的漏磁通也相對(duì)較大，且漏電流要克服磁環(huán)本身的磁化力，導(dǎo)致實(shí)際使用的漏電保護(hù)器額定電流越大，靈敏度越低，誤動(dòng)或拒動(dòng)率也越大。

2.質(zhì)量差、參數(shù)配置不當(dāng)

現(xiàn)場(chǎng)未按相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)制定的方案參數(shù)要求購(gòu)買及安裝漏電保護(hù)器，以及由于產(chǎn)品質(zhì)量低劣，內(nèi)部實(shí)際整定參數(shù)與銘牌參數(shù)不符合要求，剛出廠的產(chǎn)品就出現(xiàn)誤動(dòng)作。

三、建筑施工現(xiàn)場(chǎng)如何科學(xué)使用漏電保護(hù)器

造成上述故障的主要原因是某些工地電工受知識(shí)水平限制，對(duì)漏電開(kāi)關(guān)的原理及使用不了解，從方案編制到施工，對(duì)規(guī)范理解不深，不按規(guī)范要求實(shí)施，電工對(duì)建筑臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范不熟悉，不具備處理和應(yīng)付建筑工地由于環(huán)境惡劣和生產(chǎn)條件的特殊所帶來(lái)的安全用電問(wèn)題，除了加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理及對(duì)電工加強(qiáng)培訓(xùn)外，需要從技術(shù)的角度，制定相應(yīng)的預(yù)防措施。

(一)避免外界干擾

1.避免過(guò)電壓干擾

對(duì)于雷電過(guò)電壓干擾引起誤動(dòng)作的原因除在架空線路上安裝避雷器或擊穿間隙，及在總配電箱處安裝150mA、0.2s的延時(shí)型漏電斷路器。為了防止中性點(diǎn)位移過(guò)電壓損壞或降低漏電斷路器的靈敏度，應(yīng)調(diào)整負(fù)載，使之盡可能均勻地分布在三相線上，調(diào)換分支線相序，減小三相絕緣電阻不平衡電流，交換中性線，使導(dǎo)線截面不小于各相線的導(dǎo)線截面[8]。

2.做好干擾屏蔽

漏電保護(hù)器安裝地點(diǎn)附近如有流經(jīng)大電流的導(dǎo)體, 如有磁性元件或較大的導(dǎo)磁體時(shí)必須要做好漏電保護(hù)器裝置的屏蔽, 避免在漏電保護(hù)器互感器鐵芯中產(chǎn)生附加磁通量導(dǎo)致漏電保護(hù)器誤動(dòng)作。

(二)正確選配、安裝接線

1.選擇配必須與線路相適應(yīng)

漏電開(kāi)關(guān)的額定電壓、額定電流、分?jǐn)嗄芰Φ刃阅苤笜?biāo)應(yīng)與線路條件相適應(yīng)。電源干線保護(hù)用漏電保護(hù)器與終端設(shè)備保護(hù)用漏電保護(hù)器它們的耐受電壓有所不同。電源干線和終端發(fā)生金屬性接地故障時(shí)所產(chǎn)生的故障電流可相差幾倍。所以為確保漏電保護(hù)器能夠正常使用, 漏電保護(hù)器在選擇使用上必須與線路條件相適應(yīng)[9]。

為防止因電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流造成漏電保護(hù)器的誤動(dòng), 影響正常供電, 所選用漏電保護(hù)裝置的額定不動(dòng)作電流應(yīng)不小于電氣線路和設(shè)備的正常泄漏電流最大值的倍。當(dāng)電氣線路和設(shè)備因老化絕緣下降, 正常泄漏電流超過(guò)其規(guī)定值時(shí), 必須更換絕緣良好的電氣線路和設(shè)備。

2.實(shí)行多分級(jí)、多分區(qū)保護(hù)

在一些住宅樓工地、工業(yè)項(xiàng)目等比較大的施工現(xiàn)場(chǎng)，需要將整個(gè)工地按專業(yè)或不同的施工隊(duì)劃分為若干個(gè)小的漏電保護(hù)范圍，在每個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)形成二級(jí)漏電保護(hù)，必要時(shí)形成三級(jí)漏電保護(hù)，這樣可以提高每個(gè)保護(hù)范圍內(nèi)二或三級(jí)漏電保護(hù)的保護(hù)靈敏度，提高保護(hù)范圍內(nèi)故障漏電時(shí)的漏電保護(hù)器的動(dòng)作率，減少總漏電保護(hù)器跳閘[10]。

3.要嚴(yán)格區(qū)分工作零線與保護(hù)零線

漏電保護(hù)器標(biāo)有負(fù)荷側(cè)和電源側(cè)時(shí)，應(yīng)按規(guī)定安裝接線，不得反接。三極四線式或四極式漏電保護(hù)器的中性線應(yīng)接入漏電保護(hù)器。經(jīng)過(guò)漏電保護(hù)器的工作零線不得作為保護(hù)線、不能重復(fù)接地或接設(shè)備外露可導(dǎo)電部分。負(fù)荷側(cè)的中性線，不得與其它回路共用。

4.合理設(shè)計(jì)漏電保護(hù)器參數(shù)

工地進(jìn)線總電源上的漏電保護(hù)器，可主要做為施工現(xiàn)場(chǎng)防止電氣火災(zāi)隱患和電氣短路的總保護(hù)，兼做每個(gè)小的漏電保護(hù)范圍的后備保護(hù)，它的額定漏電動(dòng)作電流可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的大小在200~500MA之間選擇，額定漏電動(dòng)作時(shí)間可選擇0.2—0.3s，可極大地減少浪涌電壓、電流、電磁干擾對(duì)總漏電保護(hù)器的影響，提高總漏電保護(hù)器動(dòng)作的選擇性和可靠性[11]。如果能通過(guò)加強(qiáng)對(duì)工地漏電保護(hù)器的管理，使每個(gè)漏電保護(hù)范圍內(nèi)的二級(jí)漏電保護(hù)處于有效保護(hù)狀態(tài)，就可以大大地減少工地總漏電保護(hù)器的頻繁跳閘機(jī)率。

四、總結(jié)

漏電保護(hù)器是用來(lái)直接或間接保護(hù)人體觸電的安全設(shè)備，在電氣安全領(lǐng)域尚屬比較新的技術(shù)。幾年的實(shí)踐應(yīng)用證明, 漏電保護(hù)器在預(yù)防人體無(wú)意接觸漏電電流而造成傷害和防止由于電弧性接地故障而引發(fā)電氣火災(zāi)等方面具有顯著的效果。目前漏電保護(hù)器在安全用電、防護(hù)電氣事故領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

但在施工高峰期，漏電保護(hù)器的頻繁跳閘不僅嚴(yán)重影響了工地的正常施工，而且讓處理故障的電工疲于奔命，甚至束手無(wú)策。漏電保護(hù)器誤動(dòng)作是施工現(xiàn)場(chǎng)多種因素綜合作用的結(jié)果，必須正確配置漏電保護(hù)器，合理接線；按規(guī)范要求架設(shè)用電線路，并定期檢查維護(hù)；通過(guò)培訓(xùn)提高電氣操作人員的自身素質(zhì)，盡可能減少漏電保護(hù)器的誤動(dòng)作，才能有效保障施工現(xiàn)場(chǎng)的用電安全，給正常的施工創(chuàng)造良好的供電環(huán)境。

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