DQZHAN技術訊：電氣設備漏電保護方式研究
摘要：電氣設備漏電故障可能對無防范意識人員產生觸電危害，輕者灼傷人體接觸位置，重者危及人員生命，甚至會產生漏電火花引起火災，給企業帶來不可估計的損失。文中淺談電氣設備漏電危害性及漏電保護方式，意指總結行業經驗提出全新的解決思路
關鍵詞:電氣設備；漏電保護；危害分析；解決策略
0引言
國家統計數據顯示，我國2019年接報火災23.3萬起，直接財產損失36.12億元，傷亡共計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防控較之2018年成效顯著，但占比今年電氣火災事故總數仍呈多發之勢?；诖?，有必要對公共場所電氣火災成因以及防范對策進行探究分析，對于維護人民生命財產有重要現實意義。
1電氣設備漏電保護方式探討
1.1有效的保護接地的方法
有效的接地漏電保護方法接是將電氣設備內電阻降至0.8Ω以下，這樣設備直接接地電阻會小于3Ω，即使電氣設備漏電所產生的電壓也會降至36V以內，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備生產成本，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境下，電氣設備也可以達到預期漏電保護效果［1］。
1.2保護接零方法
保護接零的基礎工作原理是將電氣設備的金屬外殼接入點，與電源電路中的零線連接在一起，促使電氣設備金屬外殼與電源電路形成簡單的回路，空開保護器在感知到大電流通過時，會緊急跳閘，進而切斷路線電源達到漏電保護的作用，這種方法的優勢就是在于反應速度快，造價成本低廉，但是在采取接地系統時，電氣接零保護措施時要加以慎重。
1.3剩余電流保護器
剩余電流保護器是當下較為常見漏電保護裝置之一，其可以當做電氣設備漏電保護裝置主要代表之一，那么，只采用剩余電流保護器是否能夠完全杜絕電氣設備漏電現象呢？令人遺憾這也是不可能的，因為剩余電流保護器內部也屬于一個完整的電氣電路閉環，它只有在狀態良好的條件下才能夠正常工作，但它也會出現老化、損壞的現象，進而使漏電功能失靈。
在漏電保護器安裝過程中，設備安裝人員可能會因為拒動作、誤動作協調動作，拒動作產生的原因在于漏電動作電流選擇不當，使用的保護器過載電流過大，而實際的電流點漏電值沒有規定值，致使保護器失去應有功能；誤動作產生的原因就會比舉動作多一些，，像誤將保護線與中性線反接、錯誤的使用漏電保護裝置、其他大功率電磁設備的干擾等等。
1.4火災電氣監控系統
火災電氣監控系統是當下，一種較為流行的電氣火災保護裝置，它在通過對保護線路中的探測參數值的檢測確定線路運行狀態，在發生火災時發出信號，并控制相應設備對部位進行處理，進而 電氣消防隱患，火災電氣檢測系統一般是由電氣火災監控設備、電氣火災監控探測設備共同組成。
在電氣設備電流溫度參數發生變化時，處理系統會通過剩余電流互感器和溫度傳感器，對電路狀態進行檢測，而這兩種感應器會利用電磁場感應原理以及溫度效應變化采集消防火災信息，在完成檢測后將信號輸送到處理系統之中，然后在經A/D轉換元件、CPU的單片機對變化線路溫度幅值進行分析、處理。并會主動與消防監控人員溫度設定值額定數值進行對比，一旦溫度變化超出額定數值則會發出，同時將信號輸送到監控系統之中，再經過監控系統進一步識別，當確認出現的火焰或煙霧， 處理系統就會發出上等別的火災信號，點亮建筑物內全部火災指示燈，發出刺耳的火災音響，同時在樓道或是大廳液晶顯示屏上滾動播出火災信息
傳統保護開關在電流過載或者是小型電器短路時執行保護方法，進而防止金屬短路故障和電流過載發熱或短路故障，避免漏電問題引發建筑電氣火災，但這種方法是屬于被動預防電氣火災預防方法，已經無法滿足當下人們對用電需求。對于線間端子發熱問題和電流泄漏增，沒有控制能力，可能會引發金屬性短路或過載故障，無法做到早發現、早防范、早控制、早解決。出現這種問題主要原因是傳統保護開關是因為在一個額定參數下完成工作，如果漏電電流達不到預定設計的閾值，電路漏電保護開關就不會主動切斷電路。此外，還有部分施工項目使用的保護開關質量不達標，加大電氣故障風險，持續降低電器運轉性。為此，監管部門加大建筑工程電路施工質量監管，強化監理責任意識，使其認識漏電保護工作的重要性。
1.5漏電保護插座
現階段部分高新電器裝置內部設置漏電保護開關，通過內部感應器和單片機檢測火線和零線的電流失衡量判斷電路狀態，在發生漏電問題時，內設裝置會將部分電流直接導入大地，控制電器內部電流平衡差異。控制芯片檢測到這種電流失衡的差異后，就會觸發脫扣，斷開電源。
2電氣設備漏電保護的措施
無論是上文所述的接地漏電防護、設備保護接零保護、還是漏電保護開關、漏電插座、電氣火災監控系統等，都是為了減少燒損電氣、設備短路事故、人身觸電時對工作人員產生的危害，確保用電。以下場所需采取漏電保護及監控的措施：交流電氣裝置及設備的外露可導電部分做接地處理［4］：①高壓電氣裝置以及傳動裝置的外露可導電部分；②電纜溝和電纜隧道內，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，接地系統的中金屬設備外露部分可導致漏電問題的發生；⑥電氣、配電變壓器和高壓電器等的底座和金屬外殼；⑦電纜保護線盒、終端盒的外殼金屬部分，電纜金屬保護套層和屏蔽層，穿線過程使用的鋼管以及電纜橋架等等；⑧預裝式變電站、干式變壓器和環網柜的金屬箱體等；⑨發電機中性點柜的外殼、發電機出線柜、母線槽的外殼等。
下文所述電氣設備配電線路應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器進行保護：①人工手持式電氣過電設備；②人體觸電無法逃離的固定電氣設備；③室外公共場所的露出用電設備；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備是指非維護工作人員可接觸到的設備應設置不大于30mA的剩余電流保護器，比如下列這些設備設置在室外普通人不能到達的地方：室外冷卻塔.水泵.空調外機等這些用電設備配電線路可不設置30mA的剩余電流保護器。
下列建筑物（場所）應設置電氣火災監控系統：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以上的標準乙、丙類廠房或是倉庫，整體室外用水大于30L/s的專用倉庫。⑷野外民用機場航站樓，各地區、二級汽車客運站或中轉站，、二級海上停泊港口運輸站或是客運站；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總體座位數超過1700座次大型電影院、歌劇院、彩排劇場；總體座位數高于3800座次以上的體育館；座位數高于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大型醫院門診、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、網吧等娛樂性較強公共場所；（12）設區市級及以上電力調度樓、電信樓、郵政樓、防災指揮調度樓、廣播電視樓、檔案樓；（13）單體建筑面積高于45000m2的獨立建筑，或建筑高度超過60m的公共使用性建筑；（14）文物保護單位的磚木或木結構的古建筑；（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安科瑞電氣火災監控云系統架構和硬件選型
安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給學校管理人員，指導學校實現時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“防患于未然”的目的。
用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平臺的訪問，查詢包括系統信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶提供的低成本服務，能有提升企業的消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任事故的發生。
本系統的整體結構如圖所示：
3.1硬件配置：
平臺服務器：建議按照我方提供配置標準購買，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個回路，剩余電流互感器根據現場回路電流大小選擇。
3.2運行條件
1）瀏覽器運行設備：
臺式電腦（WindowsXP以上），安卓系統或IOS系統手機（android或IOS4.0及以上版本）。
2）瀏覽器端運行環境：
Windows系統下使用谷歌、火狐、360（速模式）等瀏覽器訪問。
3.3主要技術指標
數據上傳頻率：2分鐘
通信方式：RS485、2G/3G/4G
并發訪問量：>=10000
歷史數據存儲：>=3年4
4結束語
結合上文所述，用電使用者對電氣設備的漏電保護措施加以關注。要時刻明白電氣設備的不因素一直都是存在的，任何的保護手段或者是漏電保護器都有一定的局限性，因此，結合建筑性質及規模，采取多種漏電保護方法，進而做到全方位防護，此外，建筑內電氣設備和電路配置也要采用局部分階段漏電保護方法，即使一個位置發生漏電事故，也不妨礙上級以及整體的用電使用。
