农村配电台区漏电、接地故障研究及应用

农村配电台区漏电、接地故障研究及应用

赵育林[1][2]蔡义明[1]杨柳林[1]邓东

([1]广西大学电气工程学院；[2]凭祥供电公司)

摘要：本文研究农村配电台区漏电、接地故障，给出漏电、接地故障解决方案，漏电电流整定配合原则，选用具有新型漏电、短路功能断路器进行了实地试验，从实地试验的效果良好，能够有效提高配电网运行的安全性、可靠性。

关键词：漏电；断路器；试验；跳闸

一、概述

农村低压380V配电系统中性点通常接地，负荷出线的回路多，延伸面广，缺乏保护监测装置,线路经常发生漏电、断线或接地故障，给人民群众生命、财产安全带来极大威胁，由于缺乏有效运行维护手段或装置，也给供电运行维护人员带来很大的困难。220/380V低压断路器存在着两个主要问题[1]：（1）目前的低压断路器采用的是三相断路器，缺乏漏电保护功能，若安装漏电断路器又会造成用户频繁跳闸。（2）低压断路器的跳闸电流不能整定，如果选择不合理或电流达不到断路器的跳闸电流，断路器拒动。台区变的断路器选择往往与变压器的容量匹配，不考虑用户的实际需要，因此用户侧已经短路，但断路器并不跳闸。

通过本文拟解决以下几个问题：（1）研究具有漏电、短路、重合闸功能的新型断路器应用的可行性。（2）低压配电断路器脱扣器动作值的整定原则、计算方法。（3）断路器漏电、接地告警信息模块开发，将低压断路器跳闸信号实时发送至运行维护人员手机，提高运行维护人员的响应速度。

二、漏电断路器工作电流的整定配合原则

1、漏电动作电流的整定原则[2]

（a）安装在离电源最近的保护称第一级保护或总保护。该级保护主要是保护间接触电和防止电气火灾事故。保护电网的覆盖面大，负载电流大，正常泄漏电流大，正常泄漏电流的计算目前还没有统一的计算方法，正常泄漏电流与地域、供电系统的绝缘标准、气候、负荷的大小等许多因素有关。总保护的漏电电流值应大于第二级漏电保护电流值的最大值。

（b）第二级漏电保护

单相混合负载供电线路，正常泄漏电流≥线路总负载电流/2000——第二级保护中一台最大漏电流动作电流。

l三相三线或三相四线混合负载供电线路正常泄漏电流≥线路总负载电流/1000——每二级保护中一台最大漏电动作电流。电动机保护线路正常泄漏电流≥0.18×电动机额定功率（kW）。

2、漏电动作时间的整定

漏电断路器实施分级保护时，上级保护应选用延时型，其分断时间应比下一级漏电断路器的动作时间增加0.2S(第三级保护动作时间:t≤0.1S,第二级保护动作时间:0.2S≤t≤0.4S,第一级保护动作时间:0.6S≤t≤0.8S)。

三、项目实施方案

1、漏电断路器功能

本文采用具有漏电、短路功能断路器[3]，该装置功能：（1）剩余电流可调、辅助电源过欠压、短路过流的保护功能和自动重合闸、剩余电流显示、动作状态指示等实用功能。（2）具有电流可设定功能，数码管显示三相负荷电流。（3）通过GPRS通讯模板连接，向管理人员的手机发送状态的短信。为降低对用户的停电影响，试验地点安装在夏石镇养鸭场专变台区，将原有断路器拆除重新安装新型断路器。

2、剩余电流断路器技术参数

（1）额定电压：380V三相四线。

（2）额定电流：250A，短路电流100A、125A、140A、160A、180A、200A、225A、250A可设定。

（3）额定频率：50Hz。

（4）额定剩余动作电流（mA）：5mA、10mA、20mA、30mA、50mA、75mA、100mA、300mA可设定。

（5）额定剩余不动作电流（mA）：0.025/0.5/0.1/0.15/0.25。

（6）额定剩余分断时间：<0.2s/0.5sS型/1sS型

（7）延时重合闸时间：20-60s自动重合闸一次

（8）辅助电源欠压动作值：单相168V±5%（电压恢复正常后能自动合闸）

（9）辅助电源过压动作值：单相270V±5%（电压恢复正常后能自动合闸）

（10）漏电动作特征分类：Ac型

（11）断路器极限分断能力：50kA

3、告警信息发送模块参数

（1）额定电压:DC5V

（2）额定电流：1.5A

（3）工作电流:20mA-1200mA

（4）SIM卡:支持移动或联通2G卡;兼容2G的移动4G或联通3G卡

（5）触发方式:无源开关量(干结点)信号

4、系统结构原理图

系统结构原理图如下图1所示。漏电断路器具有跳闸辅助触点，跳闸检测模块将断路器分合闸信号传给无线发射模块，无线发射模块通过移动网络发送信息到运行维护人员手中。

5、漏电电流试验接线

漏电电流试验需要确保试验人员的安全，同时达到试验的效果，为此试验的时候可以采用台区变的接地装置作为接地短路试验的接地点，接地时使用令克棒，保证接地点与试验人员有一定的安全距离。

6、短路试验

短路试验原理如下图2所示。台区变压器出口断路器D1到用户断路器D2总开关距离约100米，断路器D1短路电流整定值为250A，用户侧断路器D2额定电流200A。

（1）在台区变压器出口K1点断路器D1进行AB相间短路1次，断路器D1跳开，并且能够成功自动重合闸。

（2）在用户侧K2点断路器D2进行AB相间短路1次，断路器D2跳开，对断路器D1没有影响。

8、漏电试验

漏电试验原理如下图3所示。

（1）在台区变压器断路器D1出口处K1点进行接地短路4次，断路器D1跳开，并且能够成功自动重合闸，运行人员收到跳闸告警信息。自动重合闸超过3次，本项目采用的新型断路器就停止自动重合闸。4次试验的断路器漏电电流整定值分别为10mA、30mA、50mA、100mA。

（2）在用户侧断路器D2出口处K2点进行相间短路2次。第一次：断路器D1漏电电流整定值为100mA，用户侧断路器D2额定电流30mA，断路器D2跳开，对断路器D1没有影响。第二次：断路器D1漏电电流整定值为10mA，用户侧断路器D2额定电流30mA，断路器D1跳开，运行人员收到跳闸告警信息，对断路器D2没有影响。

试验的结果良好，随着技术的发展，在低压断路器已经做到跳闸定值分级，选择这样的新型断路器有助于提高用户的供电可靠性、安全性。

四、结论

本文对农村配电台区漏电、接地故障进行研究，研究了台区断路器漏电整定原则，对台区的断路器增加跳闸信息告警模块。低压断路器过电流、漏电流的动作值整定是否适当变得至关重要。本文在夏石镇养鸭场专变台区进行了实地试验，项目试验结果效果良好。

（1）低压断路器短路跳闸电流可以设定，根据用户的实际运行条件可以灵活设置其跳闸电流；

（2）低压断路器漏电跳闸电流可以设定，根据用户的实际运行条件可以灵活设置其跳闸电流；

（3）断路器具有自动重合闸功能，避免断路器跳闸于瞬时故障，也可以减少维护的成本。

（4）跳闸信号准确发送到运行维护人员手中，信号最多可以发送至6人。

总的来说，达到了项目预期效果。

五、参考文献

[1]陈珍萍,刘淮霞.精简型漏电断路器控制器的研制.煤矿机械,2004,(9):29-31

[2]董杰.漏电断路器在住宅楼中的应用.科技情报开发与经济，2005，15(9):269-270

[3]曹建成.火灾自动保护型漏电断路器及其选型.江苏电器，2005,(2):19-23

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（2016JGB104）

第一作者简介：赵育林(1976-)，男，广西崇左人，职称：中级工程师，研究方向：配网自动化，单位：广西电网凭祥供电公司