導(dǎo)語：如何才能寫好一篇泄漏電流，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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實踐證明，最好在被試設(shè)備溫度為30~80℃時對其進(jìn)行試驗，這是因為在這個溫度范圍內(nèi)泄漏電流變化較明顯，且在停運后的熱狀態(tài)下或冷卻過程中對不同溫度下的泄漏電流進(jìn)行試驗也便于比較。規(guī)程給出了油浸式電力變壓器繞組直流泄漏電流在不同溫度下的參考值，對于額定電壓為63一330kV的變壓器，其溫度從80℃變化到10℃的過程中，泄漏電流參考值從570拌A降到了33拜A，減小了94.2%。通常，隨著溫度的升高，泄漏電流值會增大，絕緣材料的散熱條件也會更差，熱擊穿的擊穿電壓也就越低。因此，測量泄漏電流以及分析評判測量結(jié)果時，需重視溫度因素;在比較測量結(jié)果與參考值(或歷史記錄)時，需將測得的泄漏電流值換算到同一溫度下。直流泄漏電流與試驗電壓的關(guān)系對于絕緣良好的設(shè)備，其泄漏電流與試驗電壓的關(guān)系曲線近似為直線;若設(shè)備存在絕緣缺陷，則其泄漏電流將隨電壓的升高而急劇增加，泄漏電流與試驗電壓的關(guān)系曲線(即其伏安特性)也不再為直線，如圖3所示。因此，可利用伏安特性輔助判斷設(shè)備在高電壓下的絕緣狀況，即絕緣正常時的泄漏電流隨試驗電壓成正比上升，絕緣不良時的泄漏電流在某試驗電壓下急劇增加，忽視殘余電荷對直流泄漏電流的影響對于電容量較大的電力設(shè)備，在測量其直流泄漏電流前，必須切斷其電源，并對其進(jìn)行充分放電直至無殘余電荷。實踐證明，未充分放電是造成測量結(jié)果出現(xiàn)偏差的重要原因之一。

忽視高壓試驗導(dǎo)線的正確選取由于連接被試設(shè)備的高壓導(dǎo)線暴露在空氣中，因此當(dāng)其表面場強高于20kV/cm(決定于導(dǎo)線直徑、形狀等)時，沿導(dǎo)線表面的空氣將發(fā)生電離，導(dǎo)線對地形成一定的雜散泄漏電流。由于直流泄漏電流本身量值(微安級)很小，因此不能忽視雜散泄漏電流對測量結(jié)果的影響。采用不規(guī)范的試驗導(dǎo)線測量泄漏電流，得到的測量結(jié)果嚴(yán)重失真，因此測量泄漏電流時需使用屏蔽線作為試驗導(dǎo)線。另外，在測量泄漏電流時還必須注意導(dǎo)線對地距離，以避免影響測量結(jié)果。停電后，采用直流設(shè)備測量UlmA及75%U，、下的泄漏電流是M()A必測項目。正確設(shè)置微安表位置測量MOA的直流泄漏電流時，應(yīng)先用絕緣電阻表搖測M()A本體對地及基座對地的絕緣情況。若絕緣良好，則宜在被試品下端與接地網(wǎng)間串聯(lián)一只帶屏蔽引線的微安表(此時被試品的下端應(yīng)與接地網(wǎng)絕緣)，其精度應(yīng)高于成套裝置上的儀表。若兩只電流表的指示值不同，則應(yīng)以外部串聯(lián)的電流表讀數(shù)為準(zhǔn)。測量時優(yōu)先考慮圖4中PAZ位置接線;若基座絕緣不太理想，則應(yīng)用PAI位置接線，否則泄漏電流測試值誤差較大。

測t試驗電壓目前，普遍采用市售成套直流高壓試驗裝置對M()A進(jìn)行測量。其中部分直流高壓試驗裝置是采用中頻變壓器低壓側(cè)來監(jiān)視高壓電壓的，這對于中低壓(35kV及以下)M()A尚可，但對于高壓(110kV及以上)M()A，將產(chǎn)生較大測量誤差。氧化鋅閥片的非線性致使試驗電壓的準(zhǔn)確性對測量結(jié)果影響較大，因此在測量時應(yīng)在高壓側(cè)直接測量試驗電壓，以保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。導(dǎo)則推薦用高阻器串微安表(或用電阻分壓器接電壓表)對MOA進(jìn)行測量，而不使用成套直流高壓試驗裝置。本文僅對直流泄漏電流測量中存在的部分問題進(jìn)行了分析討論，在實際工作中，還存在如直流試驗裝置的合理選型、被測對象測量前的適當(dāng)處理以及濕度、電源電壓、加壓速度等問題。

作者：張治武 曹小龍 曹小虎 吳棟梁 單位：甘肅省電力公司檢修公司 甘肅天水供電公司

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【關(guān)鍵詞】發(fā)電機；直流耐壓試驗；泄漏電流增大；原因分析

0.概述

江蘇華電句容發(fā)電有限公司1號發(fā)電機采用上海發(fā)電機廠制造的THDF125/67型號，發(fā)電機的定子繞組采用無鹽水直接冷卻，轉(zhuǎn)子繞組、定子相間聯(lián)接線（定子端部弓形引線）和出線套管、過渡引線均采用氫氣直接冷卻。發(fā)電機其它部件的損耗，如鐵芯損耗、風(fēng)摩損耗以及雜散損耗所產(chǎn)生的熱量，均由氫氣帶走。發(fā)電機機座能承受較高壓力，且為氣密型，在汽端和勵端均安裝有端蓋。氫冷卻器為串片式熱交換器，垂直安裝布置在汽側(cè)冷卻器罩上的冷卻器室內(nèi)，冷卻端上端通過螺栓固定就位，而下端用定位塊限位。發(fā)電機勵磁采用“機端變壓器——靜止可控硅整流的自并勵勵磁系統(tǒng)”，其電源取自發(fā)電機出口。

1.試驗方案

（1）發(fā)電機直流耐壓及泄漏電流試驗分吹水條件下試驗（優(yōu)點是所需試驗設(shè)備簡單，容量較小，讀數(shù)準(zhǔn)確而且不受水質(zhì)情況影響；缺點是機組結(jié)構(gòu)所致，吹水十分耗時）和通水條件下試驗（優(yōu)點是不用吹水設(shè)備，省去了吹水時間；缺點是所需設(shè)備容量較大，直流脈動系數(shù)大，易使微安表波動，燒壞表頭）兩種。在與制造廠家、安裝公司協(xié)商后，結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定發(fā)電機直流耐壓及泄漏電流試驗在吹水條件下試驗，試驗電壓為DC68kv。（制造廠家推薦電壓）。

（2）測試定子繞組絕緣合格。

（3）按照試驗原理接線圖接好線，檢查無錯誤。

（4）試驗電壓按每級0.5Un分階段升高（即13.5kv，27kv，40.5kv，57kv，68kv）共5點，每階段停留1min，泄漏電流隨電壓不成比例顯著增加時，應(yīng)立即停止試驗，分析原因后才能繼續(xù)開展工作。

（5）為保證設(shè)備的安全，泄漏電流超過3mA時，應(yīng)立即停止試驗，查明原因后再做決定。

試驗前的準(zhǔn)備工作。

（1）拆除發(fā)電機出口及中性點之間的連接線。

（2）發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地。

（3）發(fā)電機的測溫元件及CT二次側(cè)全部短接接地。

2.常規(guī)試驗進(jìn)行

常規(guī)試驗。

試驗時間為2013年4月11日10點30分，環(huán)境溫度24℃，環(huán)境濕度60%，試驗數(shù)據(jù)見表二。

表1 發(fā)電機出廠試驗數(shù)據(jù)

表2

使用儀器：日本公立5000V搖表ZC25B-3/7。

高壓直流發(fā)生器ZGS-80kv/3mA 蘇州華電。

從試驗數(shù)據(jù)可知該機U、W相試驗與制造廠家出廠試驗數(shù)據(jù)（表一）比較結(jié)果正常，但是V相在電壓升至50KV時，泄漏電流迅速上升至280μA，并且電壓自動掉了下來，降壓放電后，測量V相對UW相及地的絕緣電阻值為6.6MΩ，并沒有完全擊穿，因此首先懷疑發(fā)電機外部的出線套管以及相關(guān)部位臟污受潮。決定使用有機溶劑擦拭各相出線套管及引線等相關(guān)部位后重新進(jìn)行試驗。

3.結(jié)束語

引起發(fā)電機泄漏電流異常的常見原因如表4所示，可供分析判斷時參考。

表3 引起泄漏電流異常的常見原因

泄漏電流和直流耐壓的試驗接線和測量方法是一致的，所加的電壓也一樣。但兩者側(cè)重考核的目的不一樣。直流耐壓主要考核發(fā)電機的絕緣強度如絕緣有無氣隙或損傷等。而泄漏電流主要是反應(yīng)線棒絕緣的整體有無受潮，有無劣化，也能反應(yīng)線棒端部表面的潔凈情況，通過泄漏電流的變化能更準(zhǔn)確予以判斷。

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關(guān)鍵詞：電梯系統(tǒng)流量分析選型

Abstract: with the improvement of people's living standard, people to office building of growing concern about the quality, the elevator traffic flow is the measure of a office building quality important index. This paper to Qingdao day financial building's elevator configuration optimization design practice as an example, this paper expounds the elevator traffic analysis and selection, hope to be helpful to you.

Keywords: elevator system flow analysis selection

中圖分類號：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

以下結(jié)合青島天泰金融大廈工程實踐著重分析高層寫字樓電梯系統(tǒng)優(yōu)化配置的問題：

1工程概況

青島天泰金融廣場項目是一座高品質(zhì)寫字樓，設(shè)計為30層（地上層數(shù))，層高為3.6m,每層建筑面積為1800m²,地上總建筑面積為54000m²;

根據(jù)工程實際經(jīng)驗推算：以5000m²每臺估算，可知每部核心筒電梯設(shè)計配置數(shù)量為11臺，其中客梯10部，消防梯1部，分別均勻布置在核心筒內(nèi)。

2流量分析

(1)電梯交通流量分析，首先做如下假設(shè):

①辦公樓為多租戶，不固定上班時間;按照辦公樓使用面積標(biāo)準(zhǔn)12-15平米每人計算;建筑使用系數(shù)為0.7，本工程使用面積15平方米一個人進(jìn)行計算。

②出勤率(即平均每天使用電梯的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例)為85% 。

⑧電梯負(fù)載因數(shù)0.8(額定人數(shù)在轎箱中一般沒有滿員);高峰期停站率80%。

④電梯加速度為0.8m/s² ;電梯損耗時間為運行一周時間的5%。

⑥每次停站開關(guān)門的時間為5.4s;每位乘客平均進(jìn)出時間為2.4s.

⑥每位乘客體重為75Kg;1350Kg乘坐18人，1500Kg乘坐20人。

⑦寫字樓共30層,服務(wù)層數(shù)為30層。

⑧電梯系統(tǒng)主人口設(shè)在首層(100 %)

(2)計算步驟

第一步，估算建筑物的總?cè)藬?shù)。

辦公樓:建筑使用面積10-15平方米/人;天泰金融廣場建筑面積54000平方米，總?cè)藬?shù)為:(54000m²* 0.7)/15 *0.85 =2142人.

第二步，確定電梯的數(shù)量。

辦公樓:平均5000平米/臺;電梯數(shù)量54000m²/5000約等于11臺，方案布置11臺，10臺客梯，1臺消防電梯。

第三步，確定電梯的服務(wù)方式。

優(yōu)良的操縱控制可以減少電梯可能的停站數(shù)，使負(fù)載和運行間隔均勻，從而縮短候梯時間和乘梯時間，節(jié)省能源，延長電梯壽命。所以操縱控制方式是電梯選型配置非常重要的內(nèi)容。目前使用的控制多是集控、并聯(lián)控制和群控。

在樓層較多的建筑中，分區(qū)分段有利于提高運輸效率，降低系統(tǒng)造價。在高層辦公樓中，有兩種分區(qū)方式：奇偶分區(qū) 和分段分區(qū)（區(qū)中區(qū)或稱設(shè)轉(zhuǎn)換廳的分區(qū)方式一般用在超高層建筑中）圖1

經(jīng)過對相同建筑的模擬計算對比，得出結(jié)論：分段分區(qū)比奇偶分層?？糠绞接懈鄡?yōu)點。分段分區(qū)方式相比奇偶分區(qū)方式，低區(qū)部分的電梯減少了總行程，并可選擇梯速相對較低的電梯，更為經(jīng)濟；高區(qū)部分則擁有了較長段的快速通行區(qū)，有利于發(fā)揮高區(qū)的速梯優(yōu)勢，更加高效，這種優(yōu)勢直接體現(xiàn)在上班早高峰時段中。

經(jīng)過計算得出結(jié)論：本項目電梯操縱系統(tǒng)采用分區(qū)群控設(shè)置，低區(qū)：6臺客梯（服務(wù)20層）；高區(qū)：4臺客梯（服務(wù)10層）：消防梯1臺。

第四步，確定電梯載重量。

對于一般民用建筑來說，國家標(biāo)準(zhǔn)針對電梯載重量的設(shè)定也有相關(guān)的要求。一般來說，速度越高的電梯，要求選擇的載重量越大。原則上按照表1選取。

星級酒店和甲級辦公樓的設(shè)計大多選用載重量≥1350kg的電梯，以便提高電梯的運載能力，突現(xiàn)建筑物的檔次。

查表得出結(jié)論：30辦公樓，電梯速度區(qū)間V取3.0m²/s-3.5 m²/s,電梯載重量m≥1350kg，本項目選定梯速V=3.5m/s,梯重m=1350kg。

第五步，確定電梯的速度。

一般情況下，設(shè)定15層以上的大樓電梯從基站直駛到最高服務(wù)層站所需的時間，最理想的應(yīng)控制在30秒內(nèi)，根據(jù)目前我國的情況，建議該時間宜控制在45秒內(nèi)，見表2

第六步，確定乘客候梯時間。

電梯運行一周的時間(RTT ):指電梯到達(dá)始發(fā)站開門瞬間開始計算，直到電梯下一次達(dá)到始發(fā)站開門瞬間所經(jīng)過的時間。它包括乘客進(jìn)出電梯的時間T1、電梯開門的時間T2、電梯運行的時間T3,損耗時間T4。即RTT= T1+T2+T3+T4。

電梯平均間隔時間(INT ):是粗算一組電梯群控狀態(tài)下到達(dá)基站的相鄰轎箱的時間間隔。電梯間隔時間等于INT= RTT/N(電梯群數(shù)))。

平均候梯時間(AWT):從乘客在廳站登記呼梯信號直至電梯轎廂開始啟動離開這一樓層的平均時間。該參數(shù)對乘客的耐心和情緒有重大影響，是衡量電梯服務(wù)質(zhì)量的最直接指標(biāo)。一般對于甲級寫字樓AWT要小于30s。 AWT=K * INT, K為經(jīng)驗值選取見表3。

有關(guān)寫字樓理論運行及平均間隔時間標(biāo)準(zhǔn)間表4

以6臺低區(qū)客梯, 服務(wù)樓層20層，電梯選擇V=3.5m/s,M=1350kg為例計算平均間隔時間及侯梯時間電梯運行一周的時間(RTT )

RTT=T1+T2+T3+T4=195.39s。其中，T1=2.4* 0.95*18 *0.8=32.83s(其中0.95為進(jìn)出電梯系數(shù))，

T2=20* 70% * 5.4=75.6s, T3=20*3.6/3.5*2=41.14s, T4=0.05*（T1+T2+T3）=7.48s;電梯平均間隔時間(INT):INT= RT'T/N(電梯群數(shù))=157.05/6=26.17s，平均候梯時間(AWT): AWT=K *INT=0.6 x 26.17s =15.7s( K為經(jīng)驗值取0.6見表3 )以上的平均間隔時間為15.7s為

Satisfactory滿意標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于30s甲級寫字樓標(biāo)準(zhǔn)。

同理驗證高區(qū)4臺群控電梯取V=3.5m/s,M=1350kg亦符合標(biāo)準(zhǔn)。INT’=23.84sRTT’=95.76s AWT’=16.69s

第七步，計算5分鐘輸送能力CESmin見表5

電梯運載能力:理論上等于一組群控電梯在高峰期間5min運送的乘客占服務(wù)樓層總?cè)藬?shù)比值CESmin;CESmin= QSmin/Q總

其中QSmin1=(5*60/26.17)*18(電梯載重人數(shù))*0.8=165人;

QSmin2=(5*60/23.84)*18(電梯載重人數(shù))*0.8=181人；

CESmin= QSmin1/Q1+ QSmin2/Q2

其中Q1+Q2=Q總Q1=(1800*20*0.7)/15*0.85=1428人

Q2=(1800*10*0.7)/15*0.85=714人

CESmin=（165/1428+181/714）/2=18.45%

有關(guān)電梯輸送能力的計算是以建筑物內(nèi)人流高峰期的情況進(jìn)行計算的。在人流高峰期，如果電梯完全能夠滿足實際使用，那么大樓的電梯配置符合要求。針對出租型辦公樓來說，5分鐘輸送能力一般為18.45%，符合 Excellent的標(biāo)準(zhǔn)。

3建議性結(jié)論

根據(jù)以上流量分析，筆者認(rèn)為客梯選用3.5 m/s, 1.35T，比較合適。

對于單控的消防電梯不參與流量分析，由于每層均停站，建議將速度定為1.5m/s即可 z重量選擇1.05T。主要參數(shù)定位后，便于施工圖設(shè)計單位進(jìn)行基坑、井道和機房的提前設(shè)計。

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關(guān)鍵詞：絕緣子監(jiān)測；信號消噪；泄漏電流； EEMD閾值

中圖分類號：O357.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）11-0033-02

1 EMD濾波特性和EEMD分解原理

{1}EMD濾波。任何復(fù)雜信號均由簡單振蕩模態(tài)組成。EMD以信號局部極值點為基礎(chǔ)，使用三次樣條插值方法求解信號上、下包絡(luò)及平均包絡(luò)，通過“篩分”算法依次分解出有限個本征模函數(shù)（IMF）。信號x（t）經(jīng)EMD過程后可表示為：

x（t）=imf（t）+r（t） （1）

式中，imfi（t）為第i層IMF，r（t）為剩余分量，分解層數(shù)為N。EMD分解就是為了獲取本征模函數(shù)，得到希爾伯特譜。EMD過程就是濾波的過程，把信號中各分量按特征時間尺度大小分離出來。

{2}合經(jīng)驗?zāi)７纸?。EEMD分解原理為：當(dāng)附加的白噪聲均勻分布在整個時頻空間時，該時頻空間就由濾波器組分割成的不同尺度成分組成。當(dāng)信號加上均勻分布的白噪聲背景時，不同尺度的信號區(qū)域?qū)⒆詣佑成涞脚c背景白噪聲相關(guān)的適當(dāng)尺度上去。在每個獨立的測試中噪聲是不同的。當(dāng)使用足夠測試的全體均值時,噪聲將會被消除。全體的均值最后將會被認(rèn)為是真正的結(jié)果,唯一持久穩(wěn)固的部分是信號本身，所加入的多次測試是為了消除附加的噪聲。

2 EEMD閾值消噪方法

EEMD分解后，噪聲分量和信號分量混疊在一起被分解到各層IMF中。如果簡單的選取某幾層IMF來重構(gòu)有用信號，則存在較大誤差。對于泄漏電流信號不應(yīng)該當(dāng)作噪聲而被濾除。EEMD過程信號中添加了白噪聲，其抑制效果與總體平均次數(shù)有關(guān)。實際處理中，必須保留含有有用信號分量的IMF，并濾除其中的噪聲分量，才能重構(gòu)出泄漏電流信號。白噪聲經(jīng)EMD分解后的各層分量中，第一層能量最大，除imf1外，其余各層IMF能量Ek（k≥2）在半對數(shù)坐標(biāo)上呈線性分布。由此得出各層IMF的能量估計公式：

Ek=ρ,k=2，3,4…（2）

式中，參數(shù)β、ρ的值分別為0.719和2.01。EEMD是EMD的改進(jìn)，白噪聲經(jīng)其分解后的IMF能量應(yīng)當(dāng)服從上述規(guī)律。為了驗證，本文擬合出歸一化白噪聲序列經(jīng)EEMD分解后各IMF的能量在半對數(shù)坐標(biāo)上的分布曲線，如圖1所示。由圖1可以看出，分解后的各IMF的能量仍然滿足式（2），但參數(shù)β和ρ的值分別取0.6484和2.1486。比較實際的IMF能量曲線和文獻(xiàn)[1]給出的分布曲線后發(fā)現(xiàn)，本文擬合的IMF能量曲線能更準(zhǔn)確的描述歸一化白噪聲序列經(jīng)EEMD分解后各IMF的能量分布規(guī)律。在EEMD基礎(chǔ)上，可選取EEMD的閾值函數(shù)：

Thri=Cσi （3）

式中，C為閾值系數(shù)；σi是第i層IMF所含噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，通過式（4）進(jìn)行估計：

i= （4）

式中，Ei由式（2）求取。EEMD過程中人為添加了白噪聲，通常第1層IMF僅由噪聲產(chǎn)生，可直接濾除。根據(jù)第1層可以估計第k層噪聲能量及標(biāo)準(zhǔn)差。最后分解出來的幾層IMF頻率較低，可直接保留。僅需要對中間產(chǎn)生的幾層IMF進(jìn)行閾值估計和消噪處理，然后對信號進(jìn)行重構(gòu)，見式（5）。

xi（n）=imf'（t）+imfi（n） （5）

閾值的不同不僅體現(xiàn)在各層噪聲估計標(biāo)準(zhǔn)差上，也體現(xiàn)在各層的閾值系數(shù)C上。前幾層應(yīng)當(dāng)選用較大的閾值系數(shù)，將噪聲濾除。之后的幾層IMF中，有用信號占絕大部分，噪聲分量很小。文中選用后一層閾值系數(shù)為前一層閾值系數(shù)的1/2，見式（6）：

C2=0.9*

Cn+1=Cn/2（n=2，…，M-1）（6）

軟閾值是一種更平滑的處理方式，不利于保留波峰處放電等細(xì)節(jié)信息，而硬閾值能更多的保護細(xì)節(jié)信息，故而本文采用EEMD硬閾值。

3 仿真試驗分析

處于閃絡(luò)初始階段的絕緣子泄漏電流信號，整體波形呈現(xiàn)出正弦波或三角波。泄漏電流中含有豐富的頻率信息，所以在泄漏電流中必然存在脈沖信號。研究表明，在閃絡(luò)初始階段的放電形式為電暈或輝光放電，在外施電壓的正負(fù)半周峰值處的脈沖群幅值和脈沖數(shù)一般相差不大。本文采用式（7）來模擬污閃初始階段的泄漏電流。

s（t）=10sin（ωt）+2sin（3ωt）+0.5sin（5ωt）+u（t）+h（t）（7）

式中，ω=314rad/s，u（t）為高斯白噪聲，h（t）為放電脈沖信號。

本文選用有效值和奇數(shù)倍頻與工頻幅值比作為監(jiān)測特征量來評價模擬泄漏電流消噪方法的優(yōu)劣。選用啟發(fā)式閾值方法和自適應(yīng)閾值方法。本文畫出了信噪比以0.5為步長，從0遞增至10時，泄漏電流信號消噪前后的有效值Ie（如圖2所示）和三次諧波與基波的幅值比P（如圖3所示）。圖2中，Ie1表示不含噪模擬泄漏電流有效值，Ie2、Ie3、Ie4分別表示含噪泄漏電流經(jīng)EEMD閾值、小波啟發(fā)式閾值、小波自適應(yīng)閾值方法消噪后信號的有效值。兩種閾值準(zhǔn)則下的小波方法信號有效值大體上相同，圍繞真實有效值波動。EEMD閾值消噪后信號有效值誤差不超過4%，和小波消噪的效果相同。圖3中，P1表示不含噪模擬泄漏電流三次諧波與基波的幅值比，P2、P3、P4分別表示含噪泄漏電流經(jīng)EEMD閾值、小波啟發(fā)式閾值、小波自適應(yīng)閾值方法消噪后信號的三次諧波與基波的幅值比。兩種閾值準(zhǔn)則下的小波方法消噪后信號三次諧波與基波幅值比相同，諧波幅值比曲線相互重疊。當(dāng)信噪比大于5.5時，兩者消噪后信號的諧波幅值比都接近真實的諧波幅值比；當(dāng)信噪比小于5.5時，兩者有較大的誤差。EEMD閾值消噪后誤差不超過0.05。

綜合考慮，EEMD閾值消噪明顯優(yōu)于小波閾值消噪。

4 污濕情況下泄漏電流消噪

從理論上分析，EEMD過程具有內(nèi)在自適應(yīng)性。EEMD閾值消噪方法能有效抑制不同形式的泄漏電流噪聲。污濕狀況下，為了比較污閃過程中的泄漏電流消噪效果，選擇復(fù)合絕緣子（ESDD=0.4mg/cm2，NSDD=2mg/cm2）在霧室條件下測得的典型泄漏電流，采用EEMD閾值和小波閾值進(jìn)行消噪，如圖4所示。圖4中，污濕情況下的泄漏電流大致呈現(xiàn)三角波狀，干擾程度不均勻。小波消噪保留了過多的細(xì)節(jié)，消噪效果不明顯。而EEMD閾值消噪方法保留了細(xì)節(jié)信息，為泄漏電流進(jìn)一步分析奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié) 論

本文根據(jù)EEMD過程中的濾波特性，結(jié)合白噪聲經(jīng)EEMD分解后各層IMF的能量分布規(guī)律，給出了EEMD閾值消噪方法。采用EEMD閾值消噪方法和小波閾值消噪方法，分別對模擬和實測泄漏電流進(jìn)行消噪處理，分析評價消噪效果。對于不同信噪比的模擬泄漏電流，與小波閾值消噪相比，EEMD閾值消噪后信號的有效值和三次諧波與基波幅值比都接近真實值，能準(zhǔn)確反映泄漏電流特征。EEMD閾值消噪方法具有自適應(yīng)性，在有效的抑制噪聲的同時，適當(dāng)?shù)谋Ａ袅擞杏眯盘枺m合污濕狀況下的泄漏電流消噪。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：金屬氧化物避雷器 氧化鋅避雷器 帶電檢測

目前,在我國電力系統(tǒng)中運用較為廣泛的是氧化鋅避雷器。其核心元件采用的是氧化鋅電阻片,與傳統(tǒng)的碳化硅避雷器相比較,具有著更好的伏安特性,同時能夠更好提高過電壓的疏通能力,實現(xiàn)防護電氣設(shè)備功能的大幅度提升。

1、避雷器及避雷器帶電檢測概述

避雷器一般安裝在帶電導(dǎo)線與地之間,其與被保護的電氣設(shè)施呈并聯(lián)狀態(tài),進(jìn)而避雷器可以通過對雷電影響或者對過電壓能量的操作來加強電氣設(shè)施的保護。當(dāng)電氣設(shè)施受到超過規(guī)定的電壓值過大時,避雷器則通過限制電壓幅值,使電氣設(shè)施免遭瞬時過電,減少系統(tǒng)短路概率。當(dāng)電壓恢復(fù)平衡時,避雷器則恢復(fù)原狀。

目前,對于避雷器的工作運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的重要手段之一即為全電流在線監(jiān)測法。全電流在線監(jiān)測法一般通過在35kV電壓等級及以上的避雷器下端安裝泄漏電流監(jiān)視儀,這樣即可對避雷器的全電流進(jìn)行監(jiān)測。通過連續(xù)監(jiān)視觀測泄漏電流變化趨勢,對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與分析,得出避雷器的工作性能,對其老化與絕緣損壞程度進(jìn)行充分的了解。

避雷器全電流在線監(jiān)測法雖然可以得到全電流中對于避雷器表面、內(nèi)部泄露電流等總和,但是對于避雷器內(nèi)壁絕緣、氧化鋅片以及支架絕緣等運行情況缺失有效的反映。由此可見,在目前避雷器檢測之中獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)得出的分析具有著一定片面性,還不能透徹對于避雷器的運行狀態(tài)作出全面的反饋。因此,固定時間段（例如,春秋兩季）對避雷器進(jìn)行相應(yīng)的帶電檢測具有著重要意義。通過帶電檢測,可以對于避雷器全電流、阻性電流和損耗功率有著更準(zhǔn)確的分析,為狀態(tài)檢修工作提供可靠的依據(jù)。

2、避雷器帶電檢測各類方法分析

氧化鋅閥片簡化后工頻下的等值電路如圖2-1所示。其中RC為ZnO晶粒本體的電阻,R為晶界層的電阻,C為晶界層的固有電容。氧化鋅閥片在工頻電壓作用下,一般只有約數(shù)十微安的微小電流通過電阻R（稱為阻性電流IR）,而通過閥片電容C的電流IC可在幾百微安以上。正常的情況下,阻性分量僅占全電流的5%～20%。

全電流在線檢測法的方法最為簡單,對流過避雷器的電流進(jìn)行實時監(jiān)測,運行初期,氧化鋅避雷器的全電流中的阻性電流分量IR僅占很小比例。即使發(fā)生故障導(dǎo)致IR有顯著增大,但在測量的全電流I時變化仍不明顯;如(圖1)可知,IR與IC在向量上成90°角。因此對發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器早期老化很不靈敏。

阻性電流IR是判斷避雷器閥片是否良好的重要指標(biāo)。而全電流在線檢測發(fā)對阻性電流分量監(jiān)測并不明顯。要進(jìn)一步掌握避雷器閥片的運行工況,對流經(jīng)避雷器的阻性電流及阻性電流產(chǎn)生的功耗進(jìn)行定期帶電檢測很有必要性。避雷器帶電檢測儀器已早有成熟產(chǎn)品,它是已潛行電流互感器取樣,不必斷開原有全電流在線檢測儀接線,有外補償和自動補償測量阻性電流及功耗。

3、帶電檢測的注意事項

氧化鋅避雷器進(jìn)行帶電檢測時,對操作注意事項的把握將直接影響到帶電檢測的實效性。需要注意以下幾個方面:第一,在實際的檢測之前應(yīng)當(dāng)首先將其連接至地線后,才能夠拆除接地線。第二,外補償測量時,從PT二次取參考電壓時,應(yīng)仔細(xì)檢查接線以避免PT二次短路。第三,電壓信號輸入線和電流信號輸入線務(wù)必不要接反,如果將電流信號輸入線接至PT二次側(cè)或者試驗變壓器測量端,則可能會燒毀儀器。第四,切記在氧化鋅避雷器在有輸入電壓和輸入電流時,勿插拔測量線。這樣將有可能燒壞整個儀器。第五,氧化鋅避雷器在操作過程之中,不能夠在潮濕或者溫度過高的環(huán)境之中使用。例如,在操作過程之中,雖然氧化鋅避雷器由于其優(yōu)勢被人們大規(guī)模使用,值得我們注意的是,氧化鋅避雷器使用的環(huán)境因素的影響,一般環(huán)境溫度高于四十?dāng)z氏度,以及低于四十?dāng)z氏度,日溫差大于二十五攝氏度時均不適宜采用。第六,在氧化鋅避雷器進(jìn)行帶電檢測時,如果發(fā)現(xiàn)避雷器出現(xiàn)異常情況,則應(yīng)當(dāng)加強對以上因素的檢驗,但仍然不能排除問題,為了保障整個電力系統(tǒng)的安全,則應(yīng)當(dāng)采用停電直流試驗。

4 加強對避雷器泄漏電流組成的分析

加強對于避雷器泄漏電流組成的分析,有利于更好的促進(jìn)避雷器帶電檢測工作持續(xù)、健康、穩(wěn)定的進(jìn)行。避雷器在運行電壓下的泄漏電流其主要可以分為以下幾個組成部分:氧化鋅本體的泄漏電流、套管表面的泄漏電流、流經(jīng)隔弧筒與支架的泄漏電流、流經(jīng)隔弧筒與支架的泄漏電流、套管內(nèi)壁的泄漏電流與套管本身材料的泄漏電流、空氣在電場作用下的泄漏電流。經(jīng)過長期避雷器檢測工作經(jīng)驗,筆者發(fā)現(xiàn)由于避雷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的固定,避雷器泄漏電流雖然不同時間段有一定的不同,例如,由于受到外界環(huán)境各種因素的影響,其電流讀數(shù)也會呈現(xiàn)不同變化,但是,其基本上維持在特定的范圍之內(nèi)。相對于避雷器內(nèi)部泄漏的電流,套管表面的泄漏電流由于受到更多因素的影響,（溫度、濕度等影響）,泄漏電流變化較為劇烈。

綜上所述,氧化鋅避雷器具有著較好的無間隙、無續(xù)流以及非線性等優(yōu)勢,已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的類型的避雷器,發(fā)展成為目前我國電力系統(tǒng)之中對于預(yù)防過電壓的主要設(shè)備之一。氧化鋅避雷器的運行狀況以及可靠程度將直接影響到整個電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。因此,要加強對于氧化鋅避雷器的帶電檢測技術(shù)以及在線監(jiān)測水平,并在操作過程之中嚴(yán)格把握操作規(guī)程,這樣才能夠更好的發(fā)現(xiàn)與解決故障,進(jìn)而防止事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]王聯(lián)紅,李劍.一起氧化鋅避雷器在線監(jiān)測與設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)用實例分析[J].新疆電力技術(shù),2009,(01).

[2]申忠如,丁暉,郭福田.氧化鋅避雷器泄漏電流在線檢測的研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報,1996,(12).

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【關(guān)鍵詞】 氧化鋅避雷器 泄漏電流 在線監(jiān)測 無線傳輸

一、引言

避雷器是電力系統(tǒng)運行中應(yīng)用普遍的系統(tǒng)過電壓保護裝置，它承擔(dān)著限制系統(tǒng)內(nèi)因遭受雷擊、諧波和操作等等所產(chǎn)生的各種過電壓現(xiàn)象，起著至關(guān)重要的作用。但是實際中氧化鋅避雷器自身的運行安全往往被忽略，隨著氧化鋅避雷器在長期的運行過程中承受運行電壓的作用，其性能也將逐漸劣化，泄漏電流中的阻性成分將產(chǎn)生有功損耗，使閥片升溫，嚴(yán)重時可能形成熱崩潰導(dǎo)致避雷器損壞或爆炸。其過程相對比較緩慢，具有一定的隱蔽性，若不及時發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生了爆炸事故，一般都造成系統(tǒng)停電，生產(chǎn)被迫中斷，造成的間接損失往往不可估量。

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展及自動化水平的提高，電力系統(tǒng)高壓設(shè)備的檢修手段也在逐步改進(jìn)，狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)評估及狀態(tài)檢修是未來電力系統(tǒng)的必然方向。在線監(jiān)測MOA的運行狀態(tài)，可以在不停電的情況下隨時了解MOA運行的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的異常情況和事故隱患。采取預(yù)防措施，防止事故擴大造成經(jīng)濟損失，保證其在良好的狀況下運行，這對于系統(tǒng)的安全運行，合理安排設(shè)備檢修時間，節(jié)約費用等方面都具有很大的優(yōu)越性。

為了確保MOA正常工作、防止故障的發(fā)生，傳統(tǒng)的做法具有非常大的局限性。因此將采取無線在線監(jiān)測方式對MOA進(jìn)行狀態(tài)跟蹤，可以大大提高監(jiān)測系統(tǒng)的靈活性、實時性、準(zhǔn)確性，減少有線數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`差及成本。

二、氧化鋅避雷器在線監(jiān)測原理及方法

因為氧化鋅避雷器的無串聯(lián)間隙結(jié)構(gòu)，在持續(xù)運行電壓作用下，由氧化鋅閥片組成的芯片柱就要長期通過工作電流，即總泄漏電流。嚴(yán)格說來，總泄漏電流是指流過MOA內(nèi)部閥片柱的泄漏電流，但測得的MOA總泄漏電流包括瓷套泄漏電流、絕緣桿泄漏電流及閥片柱泄漏電流三部分。一般而言，閥片柱泄漏電流不會發(fā)生突變，而由污穢或內(nèi)部受潮引起的瓷套泄漏電流或絕緣桿泄漏電流比流過MOA內(nèi)部閥片柱的泄漏電流小得多。因此，在天氣好的條件下，測得的MOA總泄漏電流一般都視為流過MOA閥片柱的泄漏電流。

由于MOA芯片柱是由若干非線性的閥片串聯(lián)而成的，通過MOA的總泄漏電流是非正弦的，因此不能用線性電路原理來求總泄漏電流。為此，國內(nèi)外常用阻容并聯(lián)電路來近似等效模擬MOA非線性閥片元件，常簡化為下圖1的等效電路。

流過MOA的總泄漏電流可分為阻性電流IR與容性電流Ic兩部分。導(dǎo)致閥片發(fā)熱的有功損耗是阻性電流分量。因R為非線性電阻，流過的阻性電流不但有基波，而且還含有三次、五次及更高次諧波，只有阻性電流的基波才產(chǎn)生功率損耗。雖然總泄漏電流以容性電流為主，阻性電流僅占其總泄漏電流的10%～20%左右，但容性電流的變化很小，相對阻性電流隨時間的變化量，容性電流的變化量可忽略不計。因此對MOA泄漏電流的監(jiān)測應(yīng)以阻性電流為主。

氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測主要有全電流法、補償法測量阻性電流、三次諧波法、基波電流法等等，這幾種方法在不同的在線監(jiān)測裝置中均得到了應(yīng)用，本設(shè)計采用國內(nèi)目前已經(jīng)應(yīng)用比較成熟的阻性電流法，即從全電流中分離出阻性電流，以此來進(jìn)行分析、判斷。

三、氧化鋅避雷器無線在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計理念

交流氧化鋅避雷器無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計理念是：（1）通過控制單元檢測避雷器泄露電流中阻性分量，對避雷器進(jìn)行實時監(jiān)控；（2）采用短距離無線通信模塊，由于無線發(fā)送時耗電量較大，控制電路適時地開關(guān)通信模塊；（3）設(shè)計電路做到抗干擾能力強、信號傳輸穩(wěn)定、低功耗；（4）大大提高監(jiān)測系統(tǒng)的靈活性、實時性，減少有線數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`差及成本。

該理念的特點是檢測準(zhǔn)確、安全及時、可靠節(jié)能，其能夠進(jìn)行真實有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及無線傳輸。對于現(xiàn)場采集端必須能夠全天候的正常工作，同時穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸方案將給監(jiān)測系統(tǒng)提供強大的技術(shù)支持，因此硬件電路必須具有很高的監(jiān)測靈敏度及良好的抗干擾能力。本系統(tǒng)對MOA進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，需采集MOA總泄漏電流及雷擊次數(shù)。

3.2 監(jiān)測模塊硬件電路設(shè)計

3.2.1 微控制器部分電路設(shè)計

監(jiān)測模塊的硬件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和無線接口電路三大部分，所設(shè)計的硬件電路必須能實現(xiàn)在高準(zhǔn)確度和高精度下的信號獲取、處理及長時間工作等功能。因此系統(tǒng)的 監(jiān)測模塊選取MSP430系列的MSP430F169作為微控制器，其工作電壓范圍在1.8至3.6V，待機模式下電流消耗僅為1.1uA，關(guān)閉模式下（RAM保持）電流消耗僅為0.2uA，MSP430F169有五種省電模式，從等待方式喚醒時間僅為6us，16位RISC結(jié)構(gòu)，125ns指令周期，內(nèi)置3通道DMA，可滿足系統(tǒng)快速喚醒、低功耗及準(zhǔn)確獲取信號進(jìn)行處理的工作需求。MSP430F169控制電路圖如圖2所示。

由于氧化鋅避雷器總泄漏電流只有微安級，而現(xiàn)場干擾較嚴(yán)重。因此，必須采用靈敏度高的微電流傳感器，串入避雷器的接地回路，在放電計數(shù)器下方取電流信號，電流傳感器電路圖如圖3所示。補償電壓信號則由母線電壓互感器（PT）二次側(cè)獲取。

3.2.2 無線射頻電路設(shè)計

系統(tǒng)采用nRF903作為無線收發(fā)芯片，其電路圖如圖4所示，其工作電壓范圍可以從2.7～3.3V，接收待機狀電流消耗為600pA，低功耗模式電流消耗僅為1uA，可滿足低功耗設(shè)備的要求。nRF903具有多個頻道（最多170個以上），特別滿足需要多通道工作的特殊場合，適合采用跳頻協(xié)議。

nRF903的天線接口設(shè)計為差分天線，以便于使用低成本的PCB天線，所有的參數(shù)包括工作頻率和發(fā)射功率都可以通過一個l4位的配置寄存器用串行線（CS、CFG―CLK和CFG ―DATA）進(jìn)行設(shè)置。

nRF903內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為發(fā)射電路、接收電路、模式和低功耗控制邏輯電路及串行接口幾個部分。發(fā)射電路含有：射頻功率放大器、鎖相環(huán)（PLL）、壓控振蕩器（VCO）、頻率合成器等電路?；鶞?zhǔn)振蕩器采用外接晶體振蕩器產(chǎn)生電路所需的基準(zhǔn)頻率。振蕩電路采用鎖相環(huán)（PLL）方式，由在DDS基礎(chǔ)上的頻率合成器、外接的無源回路濾波器和壓控振蕩器組成。壓 控振蕩器由片內(nèi)的振蕩電路和外接的LC諧振回路組成。要發(fā)射的數(shù)據(jù)通過DATA端輸入。

接收電路包含有：低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器、GFSK解調(diào)器、濾波器等電路。低噪聲放大器放大輸入的射頻信號；混頻器采用2級混頻結(jié)構(gòu)，第一級中頻10.7136MHz， 第二級中頻345.6kHz。中頻放大器用來放大從混頻器來的輸出信號；中頻放大器的輸出信號經(jīng)中頻濾波器濾波后送入GFSK解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)字信號在DATA端出。

3.3 軟件設(shè)計

3.3.1 主程序設(shè)計

主程序首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，其中包括系統(tǒng)時鐘初始化、I/O口初始化、嵌套向量中斷控制器初始化、外部中斷初始化、SPI初始化和NRF903無線收發(fā)模塊初始化。初始化完成后，NRF903模塊隨即進(jìn)入低功耗休眠模式，該模式每隔1s醒來偵聽是否有有效電平。MSP430F169開放電磁波喚醒中斷及雷擊計數(shù)中斷，然后立即進(jìn)入停止模式，以期將電流消耗降到最小。停機模式可以使MSP430F169達(dá)到最低的電能消耗，在這種模式下，可以通過任何一個配置成EXTI的信號把芯片從該模式下喚醒。

3.3.2 中斷程序設(shè)計

MOA無線在線監(jiān)測系統(tǒng)的中斷程序分為電磁波喚醒中斷和雷擊計數(shù)中斷兩個，雷擊計數(shù)中斷的優(yōu)先級高于電磁波喚醒中斷，這兩個中斷都可以將MSP430從停機模式喚醒。NRF903每隔1s將對電磁波進(jìn)行偵聽，當(dāng)偵聽到有效波時喚醒MSP430F169，監(jiān)測模塊將開啟10s定時器進(jìn)行工作，然后MSP430F169將配置NRF903進(jìn)入接收狀態(tài)。否則進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下次被喚醒；當(dāng)10s內(nèi)接收到中心節(jié)點的命令時，監(jiān)測模塊將在執(zhí)行完相應(yīng)命令程序后返回主程序，對NRF903無線模塊進(jìn)行重新配置，最后進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下次被喚醒。

當(dāng)有雷擊過電壓或者操作過電壓發(fā)生時，光電耦合器將導(dǎo)通，從而觸發(fā)雷擊中斷。中斷發(fā)生后，MSP430F169將被喚醒進(jìn)入中斷程序，中斷程序?qū)⒃谠却螖?shù)上加一后返回，然后MSP430F169進(jìn)入休眠模式。雷擊次數(shù)將不會立即發(fā)送給接收單元，只有當(dāng)后臺需要知道雷擊次數(shù)或者泄漏電流時才將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收單元，也可由接收單元通過USB傳送給后臺顯示。

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關(guān)鍵詞：建筑電器漏電保護器安全用電應(yīng)用

        隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種電器設(shè)備在生產(chǎn)和生活中的各個領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，觸電的可能性也在加大，對漏電保護器的使用要求也越嚴(yán)格。漏電保護器在我國應(yīng)用已經(jīng)多年，積累了不少經(jīng)驗，但是在中小型民用建筑物中應(yīng)用尚不夠重視，為避免接地故障帶來的危害，提高民用用電的安全性和可靠性，因此，我們應(yīng)重視中小民用建筑物供配電線路設(shè)計中對漏電的保護。

        一、漏電保護器的應(yīng)用范圍及特點

接地故障有金屬性和電弧性兩種形式。①故障點熔焊，故障點阻抗可忽略不計的接地故障為金屬性接地故障。金屬性接地故障能使外殼帶危險性接觸電壓，其主要后果是人身電擊；②故障點不熔焊，而是產(chǎn)生電弧、電火花的接地故障為電弧性接地故障。電弧、電火花的局部高溫可高達(dá)2000~3000℃，很容易引燃旁邊的可燃物質(zhì)，引起電氣火災(zāi)。電弧性接地故障只能引起電氣火災(zāi)，而不會引起人身電擊事故。

無論是保護接零還是接地措施，其保護范圍都是有限的。例如“保護接零”，就是把電氣設(shè)備的金屬外殼與電網(wǎng)的零線連接，并在電源側(cè)加裝熔斷器。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生碰殼故障時，則形成該相對零線的單相短路，由于短路電流很大，迅速將保險熔斷，斷開電源進(jìn)行保護。其工作原理是把“碰殼故障”改變?yōu)椤皢蜗喽搪饭收稀睆亩@取大的短路電流切斷保險。然而，工地的電氣碰殼故障并不頻繁，經(jīng)常發(fā)生的是漏電故障。如設(shè)備受潮負(fù)荷過大、線路過長、絕緣老化等造成的漏電，這些漏電電流值較小，不能迅速切斷保險，因此故障不會自動消除而長時間存在，但這種漏電電流對人身安全已構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，所以需要加裝靈敏度高的漏電保護器進(jìn)行補充保護。

漏電保護器作為直接接觸防護和火災(zāi)保護措施的附加保護，表現(xiàn)在達(dá)不到主保護動作值時，防止人身間接觸電以及配電線路由于各種原因而遭損壞引起火災(zāi)等事故，因此不能撤掉或降低對線路、設(shè)備的接地或接零保護要求，不能代替主保護。漏電保護器在規(guī)定條件下，當(dāng)漏電電流達(dá)到或超過其給定值時，自動切斷電路，從而達(dá)到保護的目的。

        二、漏電保護器的分類及選用

漏電保護器按不同方式分類來滿足使用的選型。如按動作方式可分為電壓動作型和電流動作型；按動作機構(gòu)可分為開關(guān)式和繼電器式；按極數(shù)和線數(shù)可分為單極二線、二極和二極三線等；按動作靈敏度可分為高靈敏度(漏電動作電流在30mA以下)、中靈敏度(漏電動作電流在30~1000Ma)和低靈敏度(漏電動作電流在1000mA以上)；按動作時間可分為快速型(漏電動作時間小于0.1s)、延時型(動作時間為0.1~2s之間)、反時限型(隨漏電電流的增加，漏電動作時間減小。當(dāng)額定漏電動作電流時，動作時間為0.2~1s；1.4倍動作電流時為0.1~0.5s；4.4倍動作電流時為小于0.05s。)

選擇漏電保護器應(yīng)按照使用目的和根據(jù)作業(yè)條件選用：按保護目的選用：①以防止人身觸電為目的。安裝在線路末端，選用高靈敏度，快速型漏電保護器。②以防止觸電為目的與設(shè)備接地并用的分支線路，選用中靈敏度、快速型漏電保護器。③用以防止由漏電引起的火災(zāi)和保護線路、設(shè)備為目的的干線，應(yīng)選用中靈敏度、延時型漏電保護器。

漏電保護器的安裝場所

1.應(yīng)該安裝漏電保護器的設(shè)備：漏電保護裝置的防護類型和安裝方式應(yīng)與環(huán)境條件和使用條件相適應(yīng)。對有金屬外殼的一類設(shè)備和手持電動工具、安裝在潮濕或者強腐蝕等場所的電氣設(shè)備、建筑工地臨時用電的電氣設(shè)備、賓館飯店、學(xué)校、企業(yè)、住宅等民用插座、游泳池或浴池類設(shè)備、安裝在水中的供電線路和電氣設(shè)備，以及醫(yī)院直接接觸人體的電氣醫(yī)療設(shè)備等均應(yīng)安裝漏電保護設(shè)備。

2.不應(yīng)該安裝漏電保護器的設(shè)備：公共場所的通道照明電源和應(yīng)急照明電源、消防電梯、防盜報警裝置電源以及其它不允許突然停電的場所或電氣裝置的電源，應(yīng)當(dāng)不安裝漏電保護裝置，或者安裝只報警不跳閘的保護裝置。

3.可不安裝漏電保護的設(shè)備：使用安全電壓供電的設(shè)備、使用雙重絕緣的電氣設(shè)備、使用隔離變壓器供電的設(shè)備、采用不接地的局部等電位聯(lián)結(jié)措施的場所等可不安裝漏電保護設(shè)備。

        三、漏電保護器的設(shè)計配置方法

        1. 漏電保護器的分級要求

        電氣線路和設(shè)備泄漏電流值及分級安裝的漏電泄漏電流特性和時間特性配合要求如下：①用于單臺用電設(shè)備時，動作電流應(yīng)不小于正常運行實測泄漏電流的4倍。②配電線路的漏電保護器動作電流應(yīng)不小于正常運行實測泄漏電流的2.5倍，同時還應(yīng)滿足其中泄漏電流最大的一臺用電設(shè)備正常運行泄漏電流的4倍。③用于全網(wǎng)保護時，動作電流應(yīng)不小于實測泄漏電流的2倍。④漏電保護器的額定動作電流應(yīng)留有一定的余量，以適應(yīng)日久回路絕緣電阻降低、用電設(shè)備增加以及季節(jié)變化等引起的電流泄漏增大。

        2. 二極和四極漏電保護器的應(yīng)用

        電氣安全的一個基本要求是盡量減少開關(guān)電器的極數(shù)和觸頭數(shù)以及線路的連接點。開關(guān)觸頭之類的活動連接和線路的固定連接由于種種原因都可能因?qū)щ姴涣级蔀槭鹿势鹨?，而三相回路中的中性線導(dǎo)電不良危險更甚，這是因為中性線導(dǎo)電不良時設(shè)備依然運轉(zhuǎn)，隱患不易被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡時將導(dǎo)致三相電壓也嚴(yán)重不平衡而燒壞單相設(shè)備。所以應(yīng)盡可能限制在中性線增加觸頭。

篇8

[關(guān)鍵詞] 漏電 火災(zāi) 報警

[Abstract] In this paper, a hospital ward floor renovation project examples,describes the leakage of this new type of electrical fire alarm system, fire protection systems, analyzed and presented the design, inspection, testing should be attention.

1.安裝漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的必要性

目前建筑內(nèi)火災(zāi)事故的發(fā)生有一部分是由于電氣火災(zāi)引起的。由于供電線路及設(shè)備安裝使用不當(dāng)、線路老化或機械損傷等原因,造成其絕緣性能下降,導(dǎo)致供電線路及設(shè)備與大地之間有不正常的電流流過,產(chǎn)生漏電。

電氣線路及裝置因絕緣破損發(fā)生接地故障時,在漏電點處可能引起電火花并產(chǎn)生電弧。這種電弧由于有很高的阻抗,它限制了故障電流,不足以使過電流保護電器動作或不能及時動作來切斷電源,而幾百毫安的漏電電流產(chǎn)生的電弧局部溫度高達(dá)20000C以上,可引燃周圍的可燃物造成火災(zāi)。

為遏制電氣火災(zāi)事故的發(fā)生,國家近幾年頒布實施的相關(guān)規(guī)范,如:《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006中均提出在建筑內(nèi)火災(zāi)危險性大、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。

2.漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)

2.1 現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》14287-2005

2.1.1 此標(biāo)準(zhǔn)為制造標(biāo)準(zhǔn),共分為3部分,電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)被定義為:當(dāng)被保護線路中的被探測參數(shù)超過報警設(shè)定值時,能發(fā)出報警信號、控制信號并能指示報警部位的系統(tǒng),它由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器組成。

電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備被定義為:能接收來自電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器的報警信號,能發(fā)出聲、光報警信號和控制信號,指示報警部位,記錄并保存報警信息的裝置。

電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器被定義為:探測被保護線路中的剩余電流、溫度等電氣火災(zāi)危險參數(shù)變化的探測器。探測器分為兩種型式:剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器和測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

2.1.2電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具備的主要功能

1.監(jiān)控設(shè)備應(yīng)能接收來自探測器的監(jiān)控報警信號,并在30s內(nèi)發(fā)出聲、光報警信號,指示報警部位,記錄報警時間,并予以保持,直至手動復(fù)位。

2.報警聲信號應(yīng)手動消除,當(dāng)再次有報警信號輸入時,應(yīng)能再次啟動。

3.監(jiān)控設(shè)備自身發(fā)生故障時,應(yīng)能在100s內(nèi)發(fā)出與監(jiān)控報警信號有區(qū)別的聲光故障信號;故障期間,非故障回路的正常工作不應(yīng)受到影響。

2.1.3剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)具備的主要功能

1.當(dāng)被保護線路剩余電流達(dá)到報警設(shè)定值時,探測器應(yīng)在60s內(nèi)發(fā)出報警信號。

2.探測器報警值不應(yīng)小于20mA,不應(yīng)大于1000mA,且探測器報警值應(yīng)在報警設(shè)定值得80%～100%之間。

3.探測器在報警時應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號,并予以保持,直至手動復(fù)位。

2.1.4測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器應(yīng)具備的主要功能

1.當(dāng)被監(jiān)視部位溫度達(dá)到報警設(shè)定值時,探測器應(yīng)在40s內(nèi)發(fā)出報警信號。

2.探測器的報警值應(yīng)設(shè)定在55℃～140℃的范圍內(nèi)。

3.探測器在報警時應(yīng)發(fā)出聲、光報警信號,并予以保持,直至手動復(fù)位。

2.2現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045(2005版)

此標(biāo)準(zhǔn)中要求“高層建筑內(nèi)火災(zāi)危險性大、人員密集等場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)?！?/p>

2.3 現(xiàn)行國家規(guī)范《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006

此標(biāo)準(zhǔn)中要求“商店、劇院、電影院、體育館等人員密集場所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)?！?/p>

3.關(guān)于系統(tǒng)名稱的解釋

有2可知,現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對為防范電氣火災(zāi)而采用的報警系統(tǒng)的名稱并未統(tǒng)一,《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》14287-2005將此系統(tǒng)稱之為“電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)”, 《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045(2005版)、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006稱之為“漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)”。由于名稱不一致,在實際應(yīng)用中有可能造成誤解,因此,有待于國家規(guī)范的制定部門對其進(jìn)行統(tǒng)一。本為采用設(shè)計圖紙說明“漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)”這一名稱。

4.漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計

以國內(nèi)某醫(yī)院病房樓改造工程為例,介紹該系統(tǒng)的基本情況:本工程為舊病房樓改造工程,總建筑面積為23000m2。改造完成后與4萬多m2新病房樓結(jié)構(gòu)上連通。此工程用電負(fù)荷為一級,防火等級為一級。

本工程低壓照明配電干線采用封閉母線供電,漏電火災(zāi)報警探測設(shè)備安裝在封閉母線插接箱內(nèi),共12層每層分兩路配電,用以實現(xiàn)對線路電氣火災(zāi)的探測、報警。本系統(tǒng)設(shè)計將報警信號就近接入消防報警模塊,相當(dāng)于并入了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。

5.漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)驗收中應(yīng)注意的問題

5.1事前控制

在安裝前要有預(yù)見性的要求漏電火災(zāi)報警器設(shè)備廠家、配電柜廠家、配電系統(tǒng)施工單位三方充分溝通,協(xié)調(diào)有關(guān)安裝方式、尺寸和電氣技術(shù)參數(shù)。防止安裝時不必要的返工,造成質(zhì)量問題。

在設(shè)備進(jìn)場時要對照圖紙檢查漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)等參數(shù)是否滿足被保護線路、電氣設(shè)備及設(shè)計的要求,主要對廠家提供的檢驗報告進(jìn)行檢查。

5.2事中控制

漏電火災(zāi)報警裝置有分體機和一體機兩種結(jié)構(gòu),本工程采用一體機。特別要注意保護裝置漏電流報警器電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)的接線方式,不能反接;同時注意強弱電分開走線,防止接錯線或搭線,造成強電串入漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)總線中,燒毀整個漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。

安裝完成之后,要進(jìn)行配電系統(tǒng)剩余電流的檢測,及時排除剩余電流異常情況,并作詳細(xì)記錄。

檢查報警電流和報警時間是否滿足設(shè)計要求。對每一臺設(shè)備安裝通電后進(jìn)行了現(xiàn)場的測試。

5.3事后控制

安裝完成之后,應(yīng)建立保存漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)的安裝和試驗記錄;根據(jù)電子式剩余電流動作保護裝置使用壽命的要求,一般工作年限為6年,超過規(guī)定年限應(yīng)進(jìn)行全面檢測。

6.固有泄漏電流的估算及漏電火災(zāi)報警電流值的確定

6.1漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)探測器的報警設(shè)定值應(yīng)考慮配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流。用戶側(cè)的正常泄漏電流與室內(nèi)布線和電器設(shè)備的對地阻抗有關(guān)。

6.2配電系統(tǒng)及用電設(shè)備的正常泄漏電流以實測為準(zhǔn),并參考廠家提供的數(shù)據(jù)。表1和表2為有關(guān)資料上提供的數(shù)據(jù)。

按照GB14287.2-2005的要求:“探測器報警值不應(yīng)小于20mA,不應(yīng)大于1000mA,且探測器報警值應(yīng)在報警設(shè)定值的80%~100%之間。”考慮到醫(yī)院的特殊性,對泄漏電流報警值本工程的電路系統(tǒng)進(jìn)行了計算。

本工程每層為一個防火分區(qū),每層主要照明為熒光燈,燈的數(shù)量為150盞左右,每層用電腦約20臺,每層用在照明回路的電線(4、6 mm2)約為5000～6000m,同時考慮其他用電設(shè)備的泄漏,最終計算系統(tǒng)泄漏電流在300 mA左右。

篇9

【關(guān)鍵詞】交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜；絕緣試驗試驗；分析判斷

0 前言

在過去對交聯(lián)聚乙烯電力電纜與油浸紙絕緣電纜都采用直流耐壓試驗。但發(fā)現(xiàn)交聯(lián)聚乙烯電力電纜在直流耐壓試驗后，加速了交聯(lián)聚乙烯電力電纜絕緣性能早期劣化，大大縮短了電纜的運行壽命；所以國內(nèi)外陸續(xù)制訂交聯(lián)電纜交流耐壓試驗的標(biāo)準(zhǔn)。交流耐壓試驗作為目前交聯(lián)電纜最有效的絕緣試驗方法。

1 絕緣電阻的測試

對電纜主絕緣部分的絕緣電阻測試，其目的是為了判斷電纜主絕緣是否受潮，老化，在耐壓試驗后進(jìn)行絕緣電阻測試，是判斷電纜主絕緣是否存在缺陷。絕緣電阻高表示電纜的絕緣性能良好，交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜絕緣電阻不少于1000MΩ，耐壓試驗前后，絕緣電阻測量應(yīng)無明顯變化。

2 泄漏電流及直流耐壓試驗

2.1 試驗原理

泄漏電流試驗是測量電纜在直流電壓作用下，流過被試電纜絕緣的持續(xù)電流，從而有效地發(fā)現(xiàn)電纜的絕緣缺陷。測量泄漏電流與測量絕緣電阻在原理上是相同的，不同的只是測量泄漏電流時所用的直流電壓較高，能發(fā)現(xiàn)一些用兆歐表測量絕緣電阻所不能發(fā)現(xiàn)的缺陷，如尚未貫通兩電極的集中性缺陷等。通常，泄漏電流的測量是與電纜直流耐壓試驗同時進(jìn)行的，有時也在降低試驗電壓的情況下單獨測量。

2.2 試驗步驟

（1）18/30kV及以下電壓等級的橡塑絕緣電纜直流耐壓試驗電壓。

按照Ut=4×U0 計算。例：8.7/15kV橡塑絕緣電纜直流耐壓試驗電壓為35kV。

（2）試驗時，試驗電壓可分為25%，50%，75%，100%4階段均勻升壓，每階段停留1min，并讀取泄漏電流值，試驗電壓升至規(guī)定值后維持15min，其間讀取1min和15min時泄漏電流，測量時應(yīng)消除雜散電流影響。

（3）泄漏電流值和不平衡系數(shù)只作為判斷絕緣狀況的參考，不作為是否能投入運行的判據(jù)。

2.3 工程中的問題與分析

某工程有一條電纜，型號為YJV22―8.7/15，長度約有680m，耐壓前用兆歐表測量絕緣電阻，相間及相對地能達(dá)到2500MΩ，耐壓時B相電壓升到15kV就升不上去，泄漏電流很大，達(dá)到800多μA，顯然此相電纜存在問題。外觀檢查沒發(fā)現(xiàn)異樣，用干布把電纜頭擦拭干凈，再用兆歐表測量絕緣，顯示2500MΩ，其后再進(jìn)行一次耐壓試驗，目的是檢查電纜中間接頭是否存在異常。這時對其緩慢升壓，顯示泄漏電流依然很大，這時隨著電壓的升高，電纜中間接頭電纜處發(fā)出吱吱的聲音，同時冒煙，最后中間接頭被擊穿。通過施加直流耐壓及查看泄漏電流，能夠查找出此電纜的B相的中間接頭存在著工藝方面的問題，確保電纜在以后運行中的安全性。

2.4 電纜試驗經(jīng)驗總結(jié)

在對電纜進(jìn)行直流耐壓試驗時，不僅看達(dá)到耐壓時間時的泄漏電流值，而且要全面觀察，旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器必須緩慢、勻速，電壓升高的時候泄漏電流也隨之升高，但稍有停頓，泄漏電流就會大幅下降，這是正常的現(xiàn)象，如果停止升壓，泄漏電流值還不減小，就說明電纜可能存在缺陷。

3 電纜的交流耐壓試驗

3.1 交流耐壓試驗的優(yōu)點

按高壓試驗的通用原則，被試品上所施加的試驗電壓場強應(yīng)模擬高壓電氣設(shè)備的運行狀況，直流耐壓試驗對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜存在局限性，而且還可能產(chǎn)生負(fù)作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內(nèi)部電場分布情況完全不同。在直流電壓下，電場按絕緣電阻系數(shù)呈正比例分配，而XLPE絕緣材料存在電阻系數(shù)不均勻性，導(dǎo)致在直流電壓下電場分布的不均勻性。交流電壓下，電場按介電系數(shù)呈反比例分配，XLPE為整體絕緣結(jié)構(gòu)，其介電系數(shù)為2.1～2.3，且一般不受溫度變化的影響。因此，在交流電壓下XLPE絕緣內(nèi)部電場分布是比較穩(wěn)定的。

（2）交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在直流電壓下會積累單極性電荷，釋放由直流耐壓試驗引起的單極性空間電荷需要很長時間。如果在直流殘余電荷未完全釋放之前投入運行，直流電壓便會疊加在工頻電壓峰值上，電纜上的電壓值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其額定電壓。這會導(dǎo)致電纜絕緣老化加速，使用壽命縮短，嚴(yán)重的會發(fā)生絕緣擊穿。

（3）交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的一個致命弱點是其絕緣內(nèi)容易產(chǎn)生水樹枝，在直流電壓，水樹枝會迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌渲?，并形成放電，加速了絕緣水劣化，以致于在運行工頻電壓作用下形成擊穿。

（4）直流耐壓試驗不能有效地發(fā)現(xiàn)在交流電壓作用下電纜的某些缺陷。

3.2 電纜試驗的發(fā)展

在1980年左右，國外電力部門發(fā)現(xiàn)了直流耐壓試驗對橡塑絕緣是無效的且具有危害性。1997年國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）發(fā)表《高壓擠包絕緣峻工驗收試驗導(dǎo)則》（30～300Hz及試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)），在全世界范圍內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用。我國在20世紀(jì)90年代中期已開始并關(guān)注此問題，并頒發(fā)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：Q/CSG10007-2004中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》。

3.3 交流耐壓試驗方法

交流220V或380V電源，由變頻源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可調(diào)的電源，經(jīng)勵磁變壓器T，送入由電抗器L和被試電纜Cx構(gòu)成的高壓串聯(lián)諧振回路，分壓器是純電容式的，用來測量試驗電壓。變頻器經(jīng)勵磁變壓器T向主諧振電路送入一個較低的電壓Ue，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，當(dāng)頻率滿足條件f=1/（2π√LC）時，電路即達(dá)到諧振狀態(tài)。

3.4 電纜交流試驗注意

（1）試驗設(shè)備（電抗器、分壓器、勵磁變壓器等）應(yīng)盡量靠近被試電纜頭，減少試驗接地線的長度，即減少接地線的電感量。

（2）采用配套供應(yīng)的專用的一點接地式試驗接地線。應(yīng)盡可能地短，不要任意延長接地線的長度

（3）如果電纜頭安裝在桿塔上，電纜的屏蔽層和非試相連接接地，該接地線不可利用桿塔架代替，須采用專配的接地線與變頻諧振系統(tǒng)連成回路

（4）試驗電壓大于26kV時，必須在電抗器底部加專用絕緣底座。

（5）電抗器不能放置在金屬物體上。

4 結(jié)論

直流耐壓試驗對交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜存在局限性，而且還可能產(chǎn)生負(fù)作用，在工程上，存在著很多舊電纜駁接新電纜的情況，使用直流耐壓試驗，試驗電壓很高（達(dá)到35kV）擊穿或者破壞舊電纜的風(fēng)險較高。

交流耐壓試驗由于試驗電壓較低（交接試驗21.75kV，預(yù)試13.92kV）不能用來檢查正常絕緣的絕緣水平所以在現(xiàn)實中，遇到這樣的情況下，大多數(shù)還是選擇使用直流耐壓試驗。

【參考文獻(xiàn)】

[1]電力工人技術(shù)等級暨職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)教材.電氣試驗工[M].中國水利水電出版社.2009.8.

篇10

【關(guān)鍵詞】道路照明；間接接觸防護；接地形式

1.引言

隨著本市城市建設(shè)的發(fā)展，特別是新區(qū)的啟動，城市道路照明規(guī)模也不斷擴大，大量的照明裝置在新建的廣場、街道、公園、道路、居住小區(qū)都隨處可見，與人們生活的環(huán)境密切相關(guān)。因此，道路照明裝置的用電安全性及配電可靠性，是一個不可忽視的重要問題。

很多人在討論TT還是TN-S接地形式的安全性，也在討論在燈頭加漏電開關(guān)還是熔斷器，但是忽略了線路上的問題，現(xiàn)在路燈供電距離都很長，一個回路超過500米很常見，有的甚至能達(dá)到1000米，有沒有考慮如何對末端單相接地短路電流進(jìn)行保護呢？ 甚至一些設(shè)計師僅關(guān)注電壓降問題，對路燈間接接觸防護根本不考慮。由于道路照明裝置用電情況的特殊性，其接地故障保護值得引起更多的關(guān)注和思考。

2.道路照明間接接觸防護措施及接地形式

路燈由于暴露于戶外、常受風(fēng)霜雨雪的侵蝕，負(fù)荷分散、線路長、泄漏電流大，又屬于Ⅰ類電擊防護等級的設(shè)備，其金屬燈桿及構(gòu)件、殼體常處于人體容易觸及的范圍。當(dāng)發(fā)生接地故障而使金屬燈桿及構(gòu)件、殼體帶電時，人體與之接觸將招致電擊，而危及人身安全。這方面的案例已經(jīng)很多，造成人員傷亡、賠償、追究責(zé)任的事件屢見不鮮。

根據(jù)新版GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》5.2.1條間接接觸防護措施為：

（1）采用Ⅱ類設(shè)備；

（2）采取電氣分隔措施；

（3）采用特低電壓供電；

（4）將電氣設(shè)備安裝在非導(dǎo)電場所內(nèi)；

（5）設(shè)備不接地的等電位聯(lián)結(jié)。

在使用Ⅰ類設(shè)備。預(yù)期接觸電壓限制為50V的場所，當(dāng)回路或設(shè)備中發(fā)生帶電導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分或保護導(dǎo)體之間的故障時，間接接觸防護電器應(yīng)能在預(yù)期接觸電壓超過50V且持續(xù)時間足以引起對人體有害的病理生理效應(yīng)前切斷該回路或設(shè)備電源。

城市道路照明配電系統(tǒng)的接地形式主要是從間接接觸電擊防護的角度來考慮，其中，自動切斷電源是通常普遍采用的保護方法。

CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》6.1.9條規(guī)定，道路照明配電系統(tǒng)的接地形式宜采用TN-S系統(tǒng)或TT系統(tǒng)。目前當(dāng)?shù)刂鞴懿块T還未統(tǒng)一這方面的做法，現(xiàn)行兩種接地形式都有在使用。本文分別討論在不同接地形式下路燈的間接接觸防護。

3.道路照明TN-S接地形式

TN-S接地形式是把工作中性線N和專用保護線PE嚴(yán)格分開，采用它的優(yōu)點是：當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是工作中性線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓，所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線PE上，安全可靠；其缺點是路燈設(shè)于戶外，易遭受雷擊，沿PE線可能把高電位引入配出電源的建筑物，也可能把電源側(cè)的故障電壓傳導(dǎo)至路燈從而造成人身傷害事故。

由參考文獻(xiàn)【4】及中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院任元會老師有關(guān)《城市道路照明配電系統(tǒng)接地方式和配電線路保護的探討》文獻(xiàn)的要點，本文按常用的情況來設(shè)定幾種參數(shù)進(jìn)行通用分析，按照《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》（第三版）P154～P163表4-21、表4-24、表4-25等提供的計算方法來計算接地故障電流，得出下面兩個表格供大家參考。

道路照明由一臺SCB-9-10/0.4kV， 200 kVA ，D，Yn-11（Uk=4.5%）箱變供電。箱變內(nèi)帶3m長TMY-4（40×4）低壓母線。箱變到路燈控制箱干線為YJV-1/0.6KV- 4x35+1x16。系統(tǒng)短路容量Sd =300MVA。

根據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》6.2.4條規(guī)定：

Iset1≥IC （1）

Iset3≥Krel3 Iset1 （2）

Idmin≥1.3 Iset3 （3）

式中：Idmin——照明線路預(yù)期短路電流中的最小短路電流，A。

Iset1——斷路器長延時過電流脫扣器整定電流，A。

IC—— 照明線路計算電流，A。

Iset3——斷路器瞬時過電流脫扣器整定電流，A。

Krel3——斷路器瞬時過電流脫扣器可靠系數(shù)，取決于電光源啟動狀況和斷路器特性，高壓鈉燈取4～7，本次按5考慮。

表一 TN-S系統(tǒng)不同規(guī)格（YJV）銅芯電纜的單相接地短路電流 （A）

電纜規(guī)格mm2 配電線路長度（m）

400 500 600 700 800 900 1000

5x16 164 132 110 94 83 74 66

4x25+1x16 203 163 136 117 103 91 82

5x25 253 203 170 146 128 114 103

4x35+1x16 223 179 150 129 113 101 91

5x35 349 281 236 203 178 159 143

表二 TN-S系統(tǒng)用斷路器時符合公式（3）規(guī)定的Iset1/ Iset3最大允許值

電纜規(guī)格mm2 配電線路長度（m）

400 500 600 700 800 900 1000

5x16 ≤25/125 - - - - - -

4x25+1x16 ≤25/125 ≤25/125 - - - - -

5x25 ≤32/160 ≤25/125 ≤25/125 - - - -

4x35+1x16 ≤32/160 ≤25/125 - - - - -

5x35 ≤50/250 ≤40/200 ≤32/160 ≤25/125 ≤25/125 - -

通過上面計算表格可知，只要電纜截面與電纜長度滿足對應(yīng)的選擇關(guān)系，就可以認(rèn)為配電回路能滿足接地故障保護靈敏性的要求，并得出以下結(jié)論【4】：

a.線路長度在500米以下時，斷路器可以滿足短路保護（TT系統(tǒng)能滿足除接地故障外的短路保護），TN-S系統(tǒng)能兼作接地故障保護；線路長度在800米以上時，基本上不能滿足保護要求。

b.能滿足保護要求的，也是靠加大電纜截面才能達(dá)到。

c.采用TN-S系統(tǒng)，加大電纜PE線截面，比加大相線截面更有效，如用1（5x25mm2）比用1（4x35+1x16mm2） 電纜的接地故障電流明顯要大。

d.建議線路長度在500m以上時，采取分區(qū)配電，增設(shè)路燈配電箱。

如上可知：當(dāng)?shù)缆氛彰鞯呐潆娋€路不很長，用斷路器兼作接地故障保護，經(jīng)計算能符合GB50054-2011規(guī)定時，可以采用TN-S接地方式。

值得注意的是，由推倒公式：

RB≤0.29RE（正常干燥場所）【1】

RB≤0.13RE（潮濕場所）

式中RB——TN系統(tǒng)中所有PE線并聯(lián)的接地極的接地電阻，Ω；

RE——不與PE線相連接的裝置外導(dǎo)電部分與大地間的最小接觸電阻，Ω。

因RE是隨機值，難以對其規(guī)定一個安全限值。從防電擊考慮，應(yīng)盡量降低變壓器中性點接地電阻RB值，有專家建議電源系統(tǒng)接地電阻小于2Ω較好。同時降低金屬電桿的接地電阻值，如在保護線（PE）上多做重復(fù)接地。在路燈設(shè)計實踐過程中，通常的做法是：當(dāng)采用TN-S接地形式時，在每桿路燈下打一根50mmx50mmx5mm、長度2500mm的角鋼接地極，將PE線與金屬燈桿及構(gòu)件、燈具外殼、燈桿基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋、人工接地極等連接成一個整體。

我們可以根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，依據(jù)路燈配電箱的配電距離，選擇適當(dāng)?shù)慕孛婧团潆姺绞絹碚〝嗦菲?，以滿足間接接觸防護保護的要求。

4.道路照明TT接地形式

在TN-S系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)缆氛彰鞯呐潆娋€路較長，線路末端（按最不利因素考慮）發(fā)生接地故障時，其接地故障電流比較??；配電線路首端的斷路器采用瞬時過電流脫扣器兼作接地故障保護時，很難保證按GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，在5s內(nèi)切斷故障電路。

近年來，許多業(yè)界專家和學(xué)者對室外道路照明配電系統(tǒng)的接地形式進(jìn)行了很深入的分析和討論，認(rèn)為“道路照明的間接接觸防護保護及有關(guān)的接地形式最好采用TT接地形式”【2】，筆者對此表示贊同。

TT接地形式是將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，因而可以減少觸電的危險性，采用它的優(yōu)點是更安全，缺點是其故障電流小，不能用熔斷器或斷路器的瞬時過電流脫扣器兼做接地故障保護，而應(yīng)使用剩余電流保護器作接地故障保護（GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》5.2.18條）。此時，其保護靈敏度更高；但由于戶外潮濕等因素，如果線路過長，其泄漏電流較大，如果整定電流不當(dāng)（整定值過?。?，將會導(dǎo)致誤動作，所以要求正確合理整定其動作電流。

由上可知：采用TT系統(tǒng)時，正確合理地選擇漏電保護器的額定漏電動作電流非常重要。

4.1. TT系統(tǒng)額定剩余動作電流值選擇的依據(jù)

GB13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》5.7.5條規(guī)定：“選用的剩余電流保護裝置的額定剩余不動作電流，應(yīng)不小于被保護電氣線路和設(shè)備的正常運行時泄漏電流最大值的2倍。同時本規(guī)范附錄B.6指出：“額定剩余不動作電流的優(yōu)先值為0.5 In。如采用其他值時，應(yīng)大于0.5 In”。即有：

In≥4Imax

式中：In——剩余電流保護裝置的額定剩余動作電流。

Imax——被保護電氣線路和設(shè)備的正常運行時泄漏電流最大值

4.2. TT系統(tǒng)干線額定剩余動作電流值的設(shè)定

路燈回路正常運行泄漏電流Imax主要由三部分組成：各燈具正常泄漏電Ix1、各燈具引接線正常泄漏電流Ix2和干線正常泄漏電流Ix3。

a.對于Ix1，根據(jù)GB7248-87《電光源的安全要求》規(guī)定，“B15d、B22d、E27、E40和G13型燈頭的絕緣電阻，在正常氣候下不應(yīng)低于50MΩ，在潮濕氣候下不應(yīng)低于2MΩ”。由此推算HID燈（220V）的正常泄漏電流，分別應(yīng)是220V/（50～2）MΩ=0.0044～ 0.11mA。

對于單相回路的路燈而言，燈具總泄漏電流即為各燈具泄漏電流之代數(shù)和。而對于三相回路燈而言，因路燈干線為三相配電且均衡分布，則其泄漏電流之矢量和Ix1基本為0。這也是按三相配電的優(yōu)勢所在。

b.單套燈具的引接線（BVV線，12米高路燈長度為15m）正常泄漏電流可查《工業(yè)與民用配電手冊》第二版第637頁表11-43，近似為50mA/km。若為三相配電回路，可認(rèn)為其矢量和Ix2為0。

c.若選用25mm2左右的YJV銅芯電纜（YJV電纜為聚乙烯絕緣，泄漏電流比采用聚氯乙烯絕緣的VV電纜小很多且兩者價位相差不大），由配電手冊表11-43可知，每KM的泄漏電流約為29mA，線路長度在800m以內(nèi)時，則Ix3=（800m/1000m）×29.0 mA=23.2mA。于是，一個完整的三相路燈回路的正常最大泄漏電流理論值為Imax= Ix1+ Ix2+ Ix3≈23.2（mA）。

因此，干線開關(guān)RCD的額定漏電動作電流In≥4Ix =4×23.2mA=92.8mA。根據(jù)RCD的制作規(guī)格（優(yōu)選值）， In取值為100mA、300mA、500mA等，受限于電纜敷設(shè)施工質(zhì)量、電纜接頭絕緣水平、雨天潮濕天氣等因素的影響，100mA的漏保動作電流偏小，影響路燈的正常運行。根據(jù)市政路燈維護部門的經(jīng)驗，如采用漏電開關(guān)，漏保動作電流可取300mA。

以上舉例介紹了漏電電流的確定過程，大家可根據(jù)實際工程情況借鑒。由于室外環(huán)境的特殊性、 線路泄漏電流的隨機性， 要使RCD整定值躲過正常的泄漏電流，當(dāng)線路較長、燈具較多時，實在難以整定。當(dāng)然，必要時在不同的季節(jié)、不同的氣候條件下，對線路泄漏電流進(jìn)行實際測量以確定RCD的整定值，采用可調(diào)的RCD是最有效的解決辦法。

4.3. TT系統(tǒng)RCD的級間配合及接地

盡管規(guī)范未明確路燈線路是否要做到嚴(yán)格的級間配合，而在設(shè)計中則應(yīng)盡量予以滿足。當(dāng)末端燈具開關(guān)采用熔斷器，而干線開關(guān)采用RCD時，則無論在分?jǐn)鄷r間或動作電流上，二者都較難配合，即當(dāng)熔斷器的負(fù)荷側(cè)發(fā)生接地故障時，作為配電線路干線開關(guān)的RCD很可能出現(xiàn)越級跳閘。當(dāng)TT系統(tǒng)的路燈采用上、下兩級RCD保護時，若發(fā)生接地故障（常見），通過RCD的動作時間差，無疑能滿足動作選擇性要求【3】?？稍谀┒藷艟呗╇婇_關(guān)采用In=30mA、分?jǐn)鄷r間為0.1s的單相RCD。當(dāng)要和末端燈具開關(guān)RCD（0.1s）作時間上的配合時，干線開關(guān)RCD的分?jǐn)鄷r間可取0.3s。

此時 RA Ia≤50V

式中：RA——外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和PE線電阻之和（Ω）；

Ia——保證保護裝置切斷故障回路的動作電流（A）。

則：RA≤50V/0.3=166Ω；即使在潮濕環(huán)境下RA≤25V/0.3=83Ω。

可見，采用TT接地形式時接地電阻值的要求比較寬松。為留有必要余地，通常接地電阻不大于50Ω即可。

當(dāng)采用TT接地形式時，通常的做法是在每桿路燈下打一根50mmx50mmx5mm、長度2500mm的角鋼接地極，整個路燈沿線敷設(shè)一條40mmx4mm熱鍍鋅扁鋼或φ12熱鍍鋅圓鋼將金屬燈桿及構(gòu)件、燈具外殼、燈桿基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋、人工接地極等連接成一個整體（即共用接地體），且該連接線與電源接地線是分離的。

對于是否用扁鋼或圓鋼連接，新版GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》5.2.14條與老規(guī)范相比在條文解釋時進(jìn)行了明確說明：“當(dāng)TT系統(tǒng)配電線路內(nèi)由同一保護電器保護的幾個外露導(dǎo)電部分之間相距較遠(yuǎn)時，每個外露導(dǎo)電部分的保護導(dǎo)體可連接至各自的接地極上。當(dāng)有多級保護時，如果被保護的各級外露導(dǎo)電部分在一個建筑物內(nèi)，則應(yīng)采用共同的接地極；如果被保護的各級外露導(dǎo)電部分在不同的建筑物內(nèi)，或在屋外相距較遠(yuǎn)的地方，則各級應(yīng)采用各自的接地極?！?如新規(guī)范所示，像路燈這種戶外設(shè)備，各自單獨接地后，不需要再用連接線將各路燈連接。這樣才能保障TT系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢，避免故障電壓經(jīng)過貫通的連接線蔓延至臨近路燈上。

5.結(jié)語

道路照明處于戶外公共場所，其電擊防護問題涉及公眾人身安全，應(yīng)引起大家的足夠重視。路燈線路的長度、線路的截面是影響末端短路電流的關(guān)鍵因數(shù)，推薦采用TT接地方式。 當(dāng)?shù)缆氛彰鞯呐潆娋€路不很長，用斷路器兼作接地故障保護，經(jīng)計算能符合GB50054-2011規(guī)定時，可以采用TN-S接地方式。大家可依據(jù)工程實際情況合理選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]王厚余. 低壓電氣裝置的設(shè)計安裝和檢驗[M].第二版.北京：中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院，中國電力出版社，2007

[2]任元會. 道路照明電擊防護探討[J].成都：建筑電氣雜志社，2008，5：3-5