低壓配電系統漏電與節能問題及對策

　　近年來，由漏電引起的火災時有發生，這種火災比起短路等引起的火災更具隱蔽性。本文就低壓配電系統漏電與節能等問題進行了探討，供大家參考。

　　《電力勘測設計》雜志是電力勘測設計行業唯一的國內外公開發行的科技類刊物，由國務院國有資產監督管理委員會主管，中國電力規劃設計協會承辦，本刊為雙月刊，逢雙月末發行。

　　1低壓配電系統漏電問題

　　引發電氣火災的原因主要有:短路、過負荷、接觸不良、漏電、燈具和電熱器具引燃可燃物等。失火后也難以找出真正的原因(被短路等假象所掩蓋)因此危害性也就更大、充分了解漏電火災的危險性，加強對漏電的技術防范,是電氣安全工作的重要任務之一。電氣線路或設備絕緣損傷后在一定的環境下對靠近物質(穿線金屬管、電氣裝置金屬外殼、潮濕木材等)會發生漏電，漏電可使局部物質帶電,會給人們造成嚴重的或致命的觸電危害或產生火花、電弧、過熱高溫等而造成火災。目前，在低壓配電系統中多采用接零保護(接地保護)及過流保護裝置(熔斷器等)防止嚴重漏電短路情況的發生。

　　1.1發生漏電的技術問題

　　當電氣設備發生漏電即碰殼短路時，電流使設備外殼、保護接零線(保護接地線)、零線(大地)形成閉合回路、通常漏電電流將很大，會使熔斷器動作而切斷電源，由此看來似乎這種漏電的危險性是可以避免的。但由于下述原因的存

　　在，使過流保護裝置并不絕對可靠。

　　(1)如果電氣設備容量較大，熔體額定電流超過漏電電流時，熔斷器也不會

　　動作;

　　(2)熔斷器規格可能被人為加大數倍或熔斷器被銅絲代替，起不到過流保護

　　作用;

　　(3)保護接零(接地)線的接線端子連接不實，造成接觸電阻過大，限制了

　　故障電流，致使熔斷器不動作。

　　(4)接地裝置不符合要求，造成接地電阻較大，導致漏電短路電流較小也不

　　會令熔斷器動作;

　　(5)當采用過電流自動保護開關時，開關失靈，或脫扣電流設置過大，自動

　　保護開關不動作;

　　(6)故障點可能發生在系統的足夠遠的末端，故障回路阻抗較大，漏電短路

　　電流不足以令熔斷器動作;

　　上述現象在實際中并不少見，或存在一種或同時存在幾種且不被人重視因此漏電一旦發生，將持續存在，導致觸電或電氣火災事故。許多漏電火災案例也證

　　明了這一點。

　　1.2漏電引起火災的原因

　　(1)保護零線或保護地線的接線端子處連接不實，引起火災。保護零線或地線的接線端子連接不實，電阻過大.設備可照常工作，但故障點不易發現。此處一旦發生漏電，出現高阻，造成局部過熱，連接端子處產生高溫或電弧，能夠引燃周圍可燃物質，或者燒壞電器插座、開關等，引燃木質底座.這是較為常見的

　　漏電起火形式。

　　(2)漏電故障點處接觸不良或漏電電流引起火災。通常情況下故障點處的接觸會不實，似接非接。導致接觸電阻較大，使過流保護裝置難以動作;同時故障點處會產生電弧，據測，僅0.5A的電流的電弧溫度可達2000℃以上，足以引燃

　　所有可燃物。保護零線或保護地線的線徑大小容易被忽視，如果選擇過小，當通過較大的漏電電流時，線路溫升較快，同樣也能引起火災。

　　(3)漏電電壓引起火災且漏電持續發生時,由于電流不能流散而尋找阻抗小的另一同路通地，會沿保護接零線(接地線)傳導使所有與之相連的電氣裝置的金屬外殼帶有對地電壓，這時就可能向鄰近低電位的水暖管、煤氣管等金屬構件飛弧成為起火源。僅20V的維持電壓就可使電弧連續發生，同樣能引燃周圍可燃物。如果是向煤氣管飛弧，就可能擊穿管壁，造成煤氣泄漏引起火災。需要說明的是.由于電壓的傳導，漏電點與起火點不一定一致。

　　1.3漏電火災的防范措施

　　(1)保護接零及保護接地線的截面積必須經過計算確定，并用碰殼短路電流

　　校核。其接線端子必須可靠連接。不允許有松動，并經常檢查其連接質量。

　　(2)接地電阻值應符合設計要求。地面電氣設備的保護接地電阻值不應超過4歐姆，井下電氣設備不應超過2歐姆。如用電氣設備的容量較大，熔體熔斷電流也較大時，應增加接地線截面或并聯接地體以充分減小接地電阻值，增大漏電

　　短路電流.以利于保護裝置動作。

　　(3)裝設漏電保護器、現行的低壓配電系統中普遍裝設了漏電保護開關。漏電保護開關分單相和三相。單相漏電保護開關用于家庭照明。三相漏電保護開關是空氣開關納入漏電保護功能后改進而成的。該開關具有過載、短路、漏電保護功能，被廣泛運用于工業和民用供電。現大同煤礦集團公司廣泛使用的JDB電機綜合保護裝置是一種技術更為先進的綜合保護器，具有短路、過載、斷相、漏電保護功能，保護更全面動作更靈敏，調節更方便。為防止大面積停電，便于查找

　　故障，用戶應分別裝設漏電保護開關或JDB。

　　(4)嚴格按照低壓電氣裝置安裝操作規程辦事，非電氣專業人員一律不準上

　　崗，杜絕造成漏電的各類人為因素。

　　(5)應嚴格執行《建筑內部裝修設計防火規范》，不用或盡量少用易燃可燃材料。特別是電氣線路通過可燃物時，應穿金屬管或難燃硬塑料管進行保護，由于塑料絕緣性能好故能較好地防止漏電。采用金屬管布線時，一定要防止損傷線的絕緣層。配電裝置(開關、插座、配電箱等)和用電設備與可燃物應保持足夠

　　的安全距離，確實達不到的，應做好隔熱保護措施。

　　2低壓配電系統的節能問題

　　2.1采用智能型交流接觸器

　　低壓電器行業開展節能技術主要是通過對低壓電器進行技術改造，即把微處理器引入低壓電器，使其具有智能化的功能，并采用新型控制策略，使之在運行期間不但能節省鐵芯和分磁環中的損耗，消除電磁系統的噪聲，而且還能大幅度降低電磁系統和線圈的溫升，從而提高系統的可靠性。

　　自適應節能交流接觸器就是一種由微處理器智能化的交流接觸器，它采用直流斬波脈寬調制技術和模糊控制技術可靠地運行在各種不同的電壓下，具有良好動態吸合特性。將交流電磁機構改為節能的直流脈動操作，由模糊控制器根據檢測的電壓值進行處理、分析、計算后選擇最佳的控制策略，并利用直流斬波技術控制大功率晶體管完成勵磁線路的整個工作過程，即根據不同的電壓值，調整勵磁電壓的脈沖寬度，使交流接觸器在寬的工作電壓下既能保持可靠吸持，又能滿足吸持狀態有良好的節能效果。

　　2.2采用新型低壓無功動態補償裝置

　　傳統的低壓動態無功補償裝置是采用模擬量或微電腦功率因數檢測，通過中間繼電器(或固態繼電器)接通接觸器、控制補償電容器投入或切除。存在的主要問題：

　　(1)對供電系統及周圍電氣設備干擾大。

　　(2)斷開弧光大;

　　(3)補償電容器及接觸器易損壞;

　　(4)合閘涌流大，可達到100In(In為補償電容器額定電流);

　　因此，傳統的低壓無功動態補償裝置，只適用于無功負荷較穩定的變電所使用。經實際調查，無功負荷經常變化的各個產業及民用變電所，使用的傳統的低壓動態無功補償裝置，一年后90%以上不好用，改為手動控制接觸器固定補償。使供電系統損耗增加。另外，傳統的低壓動態無功補償裝置，不能濾波，也不能分相補償，不能適應多種用電負荷對無功補償的要求。

　　新型低壓無功動態補償裝置，采用微電腦全數字控制，通過交流無觸點電子開關投切補償電容器，全部無觸點化。無合閘涌流、無斷電弧光。可實現低壓濾波和分相補償。電壓、電流、功率因數數字顯示，代替傳統指針式儀表。有通訊接口，與智能化低壓電器設備配套，可實現遠程監控或遙控。

　　有保護和報警功能，調試、維護方便。

　　新型低壓無功動態補償裝置的各項技術性能，都優于傳統的補償裝置。相同的功能價格只差20%。但使用壽命長、維護工作量小、長期節能效果好。因此，新型補償裝置是傳統低壓無功動態補償裝置的更新換代產品。而且技術上已經成熟，有5年以上的實際運行經驗。

　　2.3采用智能照明調控裝置

　　智能照明調控裝置工作原理：采用微電腦控制系統，實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較，通過計算進行自動調節，從而保證輸出最佳的照明系統工作電壓。具體優點體現在以下四個方面：

　　2.3.1優化電力質量，節約照明用電

　　(1)多時段節能運行。根據用戶實際的照明需求，調控裝置還可通過程序進行多時段節能電壓設置，從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求，實現最佳照明狀態和最大節電率。

　　(2)穩定最佳工作電壓。針對電網電壓偏高和波動等現象，調控裝置可根據用戶現場實際需求，實時在線調控輸出最佳照明工作電壓，并能將其穩定在±2%以內，有效提高電力質量，從而達到節電10%——40%的效果。

　　2.3.2有效保護電光源，延長其使用壽命

　　(1)智能照明調控。為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要，智能調控裝置有三種運行模式可供選用：即：端子控制節能運行模式;時間控制節能運行模式;通訊控制節能運行模式。

　　可按現場實際情況，通過天文鐘、智能探頭或內部編程、遠程計算機遙控，實現時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據不同時段、不同燈具、不同亮度要求，每相獨立調節，允許100%不平衡。軟啟動、慢斜坡。影響電光源壽命的一個重要因素是：啟動和運行時電流和電壓對光源的沖擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命，在國外高檔燈具產品中，要求燈具有軟啟動功能。

　　智能調控裝置能夠實現燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。燈具在啟動時，采用低壓軟啟動，充分預熱。該過程可減少40%的啟動電流沖擊，有效提高光源壽命。在調壓、穩壓的過程中，智能調控裝置采用慢斜坡方式，讓電壓在設定

　　時間內緩慢過渡，保證光源不受電壓、電流波動的沖擊，從而降低電光源損壞，延長使用壽命。

　　(2)實時穩壓、控壓。在電壓波動很大的地方，如電氣設備比較多的廠區，一分鐘內的電壓波動達到±15%;路燈后半夜的供電電壓也會達到250V。智能調控裝置高穩定的最佳照明電壓，能夠延長電光源壽命2——4倍，減少照明運

　　行、維護成本30%——50%。

　　(3)適用性、可靠性。調控裝置每相可獨立調節，可操作性強，可以承受三相100%的不平衡負載，且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置可以帶不同類型光源負載，還可以獨立調節每相的輸出電壓。

　　調控裝置采用手動和自動雙旁路系統，以保證照明設備不斷電，正常安全運行;調控裝置控制部分不含交流接觸器，無觸點和移動元件，保證高可靠性和低功耗。

　　可選配GSM/GPRS全球實時(手機)監控系統，通過顯示、聲音等信號監測設備運行，故障報警，采取保護措施。

　　這類照明節電產品成本略高，可實現智能照明調控、有效保護電光源、降低電能消耗的功能，使用的經濟性和可靠性比較高，是目前國際上比較成熟的照明控制解決方案。

　　3結語

　　以上筆者重點介紹了低壓配電系統漏電產生的電流和電壓引起的火災的危

　　分析了低壓配電系統漏電導致電氣火災的原因，給出了防范漏電的技術措施。同時對工程設計方面提出一些可以達到節能的方案措施，關于電力節能的方案有很多種，從設計到施工，以及設備的采購，設備的管理，一系列環節都對節能有著決定性的因素，每個環節要求我們盡量完美。