施工現(xiàn)場臨時用電TT系統(tǒng)漏電保護器的設(shè)置

1、施工現(xiàn)場臨時用電TT系統(tǒng)漏電保護器的設(shè)置侯星萍 福建省建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站   摘 要：本文從TT系統(tǒng)接地故障保護的要求出發(fā)，分析了動作特性及動作時間的要求，提出了施工現(xiàn)場臨時用電漏電保護器的合理配置，可有效地防止觸電事故發(fā)生，可靠地切斷故障線路，從而保障施工現(xiàn)場臨時用電的安全。關(guān)鍵詞：TT系統(tǒng) 漏電保護器 動作特性 動作時間  1        TT系統(tǒng)的適用范圍及形式 施工現(xiàn)場臨時用電配電線路的接地保護形式常采用TN或TT系統(tǒng)。當(dāng)施工現(xiàn)場與外用電共用同一供電系統(tǒng)時，若

2、外電配電線路采用TT接地系統(tǒng)，那么施工現(xiàn)場臨時用電也應(yīng)采用TT系統(tǒng)。TT系統(tǒng)的形式如圖1所示，用電設(shè)備可接近的外露可導(dǎo)電部分單獨接地，與電源系統(tǒng)的接地在電氣上無直接聯(lián)系。此系統(tǒng)的保護線（PE線）與中性線（N線）自始至終是分開的。TT系統(tǒng)在場地內(nèi)可分設(shè)幾個互不關(guān)聯(lián)的獨立的接地極，分別引出其PE線，可避免故障電壓在不同場地間的傳導(dǎo)，減少電擊事故的發(fā)生。   TT系統(tǒng)的形式 2 TT系統(tǒng)接地故障保護的要求 2.1 動作特性的要求根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計規(guī)程（JGJ/T16-92）規(guī)定：在一般室內(nèi)場所，TT系統(tǒng)配電線路接地故障保護的動作特性應(yīng)符合(2-1)式要求：R

3、FPE×Ia50V (2-1)式式中：RFPE外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和PE線電阻之和（）； Ia 保證保護電器切斷故障回路的動作電流（A）。當(dāng)采用漏電保護器電流動作保護時，Ia為其額定漏電動作電流（In）。從(2-1)式得知，保護動作的條件是外露可導(dǎo)電部分對地電壓達到或超過50V時，保護器應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)可靠動作，此時的接地故障電流Id要大于等于保護器的動作電流Ia，即：IdIa (2-2)式Id的大小由接地故障回路的阻抗決定，而外露可導(dǎo)電部分對地電壓值的大小由故障電流在其相應(yīng)電阻上的壓降決定。如圖2-1為TT系統(tǒng)接地故障示意圖，由于接地故障回路的阻抗主要以電阻性為主（感性、容性可

4、忽略不計），所以圖2-1接地故障的等效電路如圖2-2所示。圖2-1、2-2中：Rf 故障點電阻（）； RE 電源系統(tǒng)的接地電阻（取4）； RF 外露可導(dǎo)電部分的接地電阻（）； RL 相線電阻（）； RPEPE線電阻（）。 圖2-1 TT系統(tǒng)接地故障示意圖 圖2-2 圖2-1接地故障的等效電路 從圖2-2可得出TT系統(tǒng)的單相接地故障電流Id為： IdUO(RL+ Rf + RPE + RF + RE) (2-3)式外露可導(dǎo)電部分接地故障電壓為: Uf= Id( RPE+ RF) (2-4)式由于(RL+ RPE) 大大小于(RF + RE)，同時取Rf0（以金屬性接地故障接觸

5、電阻約為零）。所以(2-3)式可簡化為： IdUO(RF + RE)(2-5)式(2-4)式可簡化為： Uf= Id×RF(2-6)式由(2-5)式、(2-6)式得：RFUf×RE（UOUf） (2-7)式由(2-7)式得出，不同的電源系統(tǒng)接地電阻RE，在外露可導(dǎo)電部分接地故障電壓Uf50V，UO220V(單相相電壓)情況下，其對應(yīng)的最大接地電阻（RF）值，列成表2-1。從表2-1可知：電源系統(tǒng)接地電阻RE為4時，要保證接觸電壓限制在50V以下，則用電設(shè)備側(cè)的接地電阻RF應(yīng)不大于1.18。表2-1RE()RF()10.2941.18102.94 建筑施工場地是電氣

6、危險很大的特殊場所，其環(huán)境條件惡劣，風(fēng)吹、雨淋、日曬等惡劣氣候條件會使電氣絕緣水平下降，而且由于場地內(nèi)眾多運輸車輛和施工機械的運作，使電氣設(shè)備和線路易受撞擊碾壓招致機械損傷，而施工人員在作業(yè)中常被水濺雨淋，使皮膚潮濕人體阻抗下降。因此，施工場地的接觸電壓限值宜取25V，按上述公式其對應(yīng)的最大接地電阻RF值可列成表2-2。從表2-2可知，當(dāng)RE為4時，RF應(yīng)不大于0.51,即要求施工現(xiàn)場接地電阻值應(yīng)更小了，此種情況一般較難做到。同時TT系統(tǒng)的接地故障回路的阻抗較大（RE + RF），致使接地故障電流（Id）較小，難以保證線路的過電流在規(guī)定的時間內(nèi)使脫扣器可靠動作，使故障危險電壓Uf（100V左右

7、）存在，甚至蔓延。因此，施工現(xiàn)場在采用TT系統(tǒng)作為基本的接地保護系統(tǒng)時，因其接地故障電流小，所以必須在每一回路上裝設(shè)漏電保護器，以確保動作時間的要求。 表2-2RE()RF()10.1340.51101.32 2.2 動作時間的要求TT系統(tǒng)保護動作的基本條件除了故障電流必須大于或等于保護器的動作電流之外,還必須滿足切斷故障時間的要求,其要求為（1）當(dāng)采用反時限特性的過電流保護電器時，故障保護裝置的分?jǐn)鄷r間5s；（2）供電給插座或手握式或移動式用電設(shè)備的末級配電線路，故障分?jǐn)鄷r間應(yīng)滿足表2-3的數(shù)值。此時多采用RCD。  TT系統(tǒng)手握式或移動式設(shè)備允許最大切斷電路時間 表2-

8、3預(yù)期接觸電壓（V）507590110150220允許最大切斷電路時間(s)50.60.450.360.270.17  3 漏電保護器的設(shè)置 3.1 漏電保護器的分級設(shè)置施工現(xiàn)場臨時用電實行至少三級配電（即要求設(shè)置配電柜或總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱），并要求至少設(shè)置兩級漏電保護器，以確保人身與設(shè)備線路的安全。開關(guān)箱（末級箱）中必須設(shè)置漏電保護器，另外一級漏電保護器應(yīng)設(shè)在總配電箱。但由于漏電保護器設(shè)在總箱內(nèi)時，一旦發(fā)生事故導(dǎo)致漏電保護器起保護作用跳閘時，停電的面積較大，導(dǎo)致一些正常運行的用電設(shè)備，無法得到正常工作，要等故障排除，正常送電后，方可投入運行，所以影響了工

9、作效率。因此在保證總箱和開關(guān)箱設(shè)置二級漏電保護器后，在分配電箱內(nèi)也加裝漏電保護器，并選擇好各級漏電保護器的參數(shù)，實現(xiàn)級間選擇，保證分配電箱之后的線路或設(shè)備發(fā)生漏電事故時，不致引起總箱內(nèi)漏電保護器跳閘。3.2 漏電保護器參數(shù)與型式的確定3.2.1 漏電保護器的主要參數(shù)漏電保護器的參數(shù)除額定電壓（Un），額定電流（In），額定頻率（fn）這些基本參數(shù)外，其主要技術(shù)參數(shù)為漏電動作電流額定漏電動作電流（In）、額定漏電不動作電流（Ino）和動作時間（toff）。根據(jù)剩余電流動作保護器的一般要求（GB6829-25）規(guī)定，額定漏電不動作電流（Ino）優(yōu)先值為額定漏電動作電流（In）的一半。如一個額定漏電

10、動作電流為30mA的漏電保護器，其額定漏電不動作電流宜為15mA。即當(dāng)線路和用電設(shè)備泄漏電流值15mA時，漏電保護器不應(yīng)跳閘；當(dāng)線路和用電設(shè)備泄漏電流30mA時，漏電保護器必須跳閘起到保護作用；當(dāng)泄漏電流大于15mA且小于30mA時，這時漏電保護器可能跳閘，也可能不跳閘，但均屬于正常狀態(tài)。額定漏電動作電流的優(yōu)先值為：0.006，0.01，0.03，0.05，0.1，0.3，0.5，1，3，4，10A。其中0.03A及以下為高靈敏度，0.03A以上至1A為中靈敏度。漏電保護器的動作時間（toff）由保護要求決定，分為以下三種類型：（1）快速型：toff0.1s；（2）延時型（toff優(yōu)先值為：0

11、.2，0.24，0.8，1，1.5，2.5s）；（3）反時限型。3.2.2 末級箱漏電保護器的參數(shù)確定末級箱漏電保護器，主要是為了保護人身安全，而且直接接觸觸電的概率較大，所以選擇額定漏電動作電流值不大于30mA，額定漏電動作時間不應(yīng)大于0.1s。使用于潮濕或有腐蝕介質(zhì)場所或供電給、類手持電動工具（除塑料外殼類外）的漏電保護器，因手握式或移動式電氣設(shè)備使用中經(jīng)常挪動，絕緣容易破損而發(fā)生碰外殼接地故障，握持設(shè)備的手掌肌肉通電收縮使人無法甩脫外殼帶電的設(shè)備，人體通電時間稍長即易發(fā)生心室纖顫致死，因此電擊危險大，其額定漏電動作電流不應(yīng)大于15mA，額定漏電動作時間不應(yīng)大于0.1s。3.2.3 漏電保

12、護器的級間參數(shù)的選擇性漏電保護器各級間應(yīng)具有選擇性，主要體現(xiàn)在漏電保護器額定漏電動作電流與額定漏電動作時間的選擇性。對具備過載與短路保護的漏電保護器，其熱脫扣器與電磁脫扣器的級間選擇同空氣開關(guān)。（1）額定漏電動作電流之間的選擇性如圖3如示，為三級漏電保護器設(shè)置示意圖。        圖3 漏電保護器三級設(shè)置示意圖圖3中： QF1：一級箱總漏電保護器；QF2i：第i個二級箱總漏電保護器；QF3i：引自QF2i 的第i個三級箱漏電保護器；In1： 一級箱總漏電保護器QF1的額定漏電動作電流；Ino1：一級箱總漏電保護器

13、QF1的額定漏電不動作電流；In2i： 第i個二級箱總漏電保護器QF2i的額定漏電動作電流；Ino2i：第i個二級箱總漏電保護器QF2i的額定漏電不動作電流；In3i： 引自QF2i 的第i個三級箱漏電保護器的額定漏電動作電流；Ino3i：引自QF2i 的第i個三級箱漏電保護器的額定漏電不動作電流。一級箱漏電保護器QF1與二級箱漏電保護器QF2i額定動作漏電電流之間的選擇性配合應(yīng)滿足（31）式（忽略線路間的泄漏電流）：In12 = Ino1no2i = (n2i)2(3-1)式同樣二、三級額定漏電動作電流之間的選擇性配合應(yīng)滿足（32）式：In2i2 = Ino2ino3i = (n3i)2(3

14、-2)式一級箱（總配電柜、箱）漏電保護器，應(yīng)選擇額定漏電動作電流偏大的中靈敏度（In為：0.31A）的延時型漏電保護器，同時考慮到防止電氣火災(zāi)的產(chǎn)生，選擇In等于300mA，較為安全可靠。二級箱（分配電箱）內(nèi)設(shè)置的漏電保護器，該級基本作為間接接觸保護，但也作為末級開關(guān)箱漏電保護器的后備保護，其額定漏電動作特性介于一級與末級之間，所以選擇中靈敏度（In為0.10.3A）的延時型漏電保護器。（2）額定漏電動作時間之間的選擇性末級箱采用快速動作型，其動作時間0.1s；分配電箱采用延時型，其動作時間可選0.10.4s；總配電箱也采用延時型，其動作時間選擇在0.11s。每級宜相差0.2s。3.2.4漏電

15、保護器型式的確定（1）使用于潮濕或有腐蝕介質(zhì)場所的漏電保護器，應(yīng)分別采用防濺與耐腐蝕型。（2）在強電磁干擾源附近，漏電保護器還可能受電網(wǎng)中高次諧波的影響而誤動，所以應(yīng)選擇抗高頻波、電磁干擾強的漏電保護器，即采用純電磁式漏電保護器。因其是靠接地故障電流本身的能量使漏電保護器動作，因此動作較為可靠。（3）在裝有漏電保護器的供電回路上若感應(yīng)雷電脈沖電壓，其波頭也是高頻波，也可引起漏電保護器誤動，因此應(yīng)選用帶少許延時的脈沖電壓不動作型漏電保護器。（4）施工現(xiàn)場由于塵埃多，多數(shù)配電箱安裝在室外，所以應(yīng)選擇戶外防塵型。（5）選型時還必須注意應(yīng)選擇能同時斷相線與中性線的漏電保護器。（6）施工現(xiàn)場電焊機比較多

16、，漏電保護器應(yīng)按電焊機的額定電流選用，電焊機起焊時的大電流可能會使漏電保護器跳閘。因此，對于這類用電設(shè)備一般應(yīng)選用對浪涌過電壓、過電流不太敏感的電磁型漏電保護器；或選用較大額定電流的電子式漏電保護器。（7）塔吊是施工現(xiàn)場較大的施工設(shè)備，有多臺電動機，雖然啟動過程采用了Y-起動和轉(zhuǎn)子回路串入電阻啟動，降低了啟動電流，但仍然會有較大的啟動電流，這時會隨機產(chǎn)生一定的過電壓，塔吊配電箱和配電線路處于高空中，長年日曬雨淋，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器頻繁跳閘。因此應(yīng)選用較大額定電流的電子式漏電保護器，減少頻繁跳閘的幾率。 4 漏電保護器的安裝與接

17、線應(yīng)注意的問題 4.1 根據(jù)漏電保護器的安裝場所和安裝環(huán)境，選擇合適類型的漏電保護器。4.2 應(yīng)避開振動、機械沖擊和高溫環(huán)境安裝。4.3 漏電保護器的保護范圍，應(yīng)是獨立回路，不能與不在保護范圍內(nèi)的其它線路有電氣上的連接，那怕是中性線上的連接與借用。否則，必將使通過漏電保護器零序電流互感器一次側(cè)的電流不平衡，導(dǎo)致誤動。4.4不能因為負(fù)載的增加而采用增加一臺漏電保護器與原漏電保護器并聯(lián)連接的供電方式，即使兩臺漏電保護器型號、參數(shù)相同。因為型號、參數(shù)完全相同的兩臺漏電保護器，其內(nèi)部阻抗并非完全一樣，所以并聯(lián)連接時，通過兩臺漏電保護器零序互感器的電流存在不平衡，會使其中一個誤動。另一個出現(xiàn)過

18、載跳閘或長期過載燒壞（不帶過載保護功能）事故。4.5 使用漏電保護器，被保護的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分，仍必須與保護線相連接。但保護線（PE線）嚴(yán)禁通過漏電保護器。4.6 施工現(xiàn)場分級保護的漏電保護器，因保護線路長，保護范圍廣，在線路末端連接時應(yīng)注意經(jīng)過漏電保護器后的中性線在任何場合都不能重復(fù)接地或接用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分。4.7 當(dāng)漏電保護器上標(biāo)有“電源側(cè)”和“負(fù)載側(cè)”時，必須接對，不允許將電源側(cè)作為負(fù)載側(cè)接線。負(fù)載側(cè)的中性線應(yīng)保證絕緣良好和接線正確，且中性線不得接地，PE線和中性線不得接錯。4.8 施工現(xiàn)場較多配電箱安裝在室外，為了避免雨水或露水沿著導(dǎo)線流入箱內(nèi)，往往采用下進線方式，而且沿著漏電保護器兩側(cè)布線，如圖4（a）所示。這樣兩側(cè)導(dǎo)線可能與電磁式漏電保護器零序電流互感器的二次線圈交鏈，使二次側(cè)有輸出。隨著負(fù)載電流的增大，二次側(cè)輸出也增大，會使漏電保護器誤動作。為防止這種誤動作現(xiàn)象，應(yīng)同時將電源線與負(fù)載線各自扎成一束，沿同一側(cè)敷設(shè)，如圖4（b）所示。   (a) (b)圖4 漏電保護器布線方式  5 結(jié)語  當(dāng)施工現(xiàn)場