线路的对地电容对漏电保护器的影响

1、电气设备和线路的对地电容对漏电保护器的影响彭聃田阳县电力有限责任公司摘 要：详细叙述了漏电保护器对电气设备和线路的漏电保护作用原理和对地电容对漏电保护器的影响。关键词：漏电保护器 对地电容 原理 影响近年来，漏电保护器广泛地用于建筑施工现场，工业和民用建筑的电气设备和线路的漏电保护。这对保护用电设备和防止触电伤亡起了积极的作用。漏电保护器对电气设备和线路的漏电保护作用原理是：电气设备和线路由于某种原因引起绝缘下降或损坏，通过接地的设备金属外壳或金属配线管，造成电流对大地泄漏。使漏电保护器内的零序互感器中的剩余电流不为零。当泄漏电流超过漏电保护器的临界剩余动作电流值时，漏电保护器将跳闸，切断电源

2、。漏电保护器对人身的触电保护是当人接触带电设备或电气线路的导电体时，人体与大地构成通路，电流通过人体向大地流散。当电流超过漏电保护器的临界剩余动作电流值，小于或等于30mA时，漏电保护器跳闸，断开电源。由此可见，漏电保护器保护的是设备、人身对大地的漏电、触电保护。当设备发生相间短路，过负荷等非接地故障时，漏电保护器的漏电保护机构将不起作用。这时将由漏电保护器的短路或过负荷装置进行保护。同样，当人触及经漏电保护器保护的线路上的两根相线或相线、零线时，漏电保护器将不起保护作用。这是因为，这些故障在漏电保护器的零序互感器中产生的是大小相等方向相反的电流，它们的差值为零，没有剩余电流或很小，不能引起漏

3、电保护器的漏电保护机构动作而跳闸。在实际工作中，除了上述常见的漏电情形外，还有一种被人们忽视的漏电现象，这就是电气设备、电子设备、电气线路的电缆线路、穿管敷设线路的对地电容引起的漏电。虽然它不影响设备和人身的安全，但是如果处理不当，它能影响漏电保护器的工作。当发生漏电保护器跳闸时，人们还不易发现问题的所在而大伤脑筋。电容的概念人们是比较熟悉的。就是彼此绝缘的两个导体间就形成了电容。在同一种介质里，这个电容的电容量大小与两个导电体的相对面积成正比，与它们之间的距离成反比。比如，电气设备的导电绕组与接地的金属外壳之间，电缆内的相线与接地保护线，接地的金属外皮之间，钢管内穿线与接地的钢管之间等都形成

4、了电容。并且随着电气设备的增加，管线的增长，其对地电容的电容量也增加。实际上，由于电气设备结构比较复杂，电气线路中的线间距离不易测量，采用公式法不易计算出这些电容量。目前，我们多采用数字电容表等仪器就可较精确地测量出这些电容量。下面是实测的一些设备和管线的对地电容量，可供参考：名 称 规 格单 位对地电容量3×BV2.5mm2线穿PVC16管100米0.004uF2×BV2.5mm2线穿SC15管100米0.006uF3×2.5+1×1.5橡套电缆100米0.01uF3×6mm2橡套电缆100米0.012uF微型计算机台0.022uF对地电容的

5、性质和其它电容器件的性质一样，对工频交流电都存在着容抗。容抗的大小按下式计算：式中： Xc容抗 单位 F频率 单位 HzC电容 单位 F当它接上一定的交流电压时，就会有电流通过电容，这个电流叫做容流。它的大小按下式计算：式中： Ic容流 单位 A U电压 单位 V Xc容抗 单位 我们首先讨论对地电容对二极漏电保护器的影响。二极漏电保护器接线原理见图一：图中虚线电容C1表示配电线路相线的对地电容，C2表示电气设备的导电体对接地金属外壳的对地电容。这两个电容相当于在相线与地之间接了一个电容负载。当通电时，相线的电流将分为二路，一路通过电容流向PE线进入大地，另一路通过负载经零线流回。所以，通过相

6、线的电流大于通过零线的电流。这个电流差就是漏电保护器的零序互感器中的剩余电流。当通过电容的电流大于漏电保护器的临界剩余动作电流值时，漏电保护器将跳闸。三极漏电保护器的接线原理图见图二：图中虚线电容C1、C2、C3表示配电线路相线的对地电容。C4、C5、C6表示三相用电设备的导电体对接地金属外壳的对地电容。由于三相配电线路和三相用电设备的结构是三相对称的，所以，各相的对地电容是一样的。这就相当于在用电设备上并联了一组星形连接的电容器。由于三相平衡对称，其瞬时相量和为零，星点与接地点之间没有电位差，所以没有电流流向PE线，零序互感器中没有剩余电流或相当小。漏电保护器不会跳闸。四极漏电保护器接三相用

7、电设备的情形与三极漏电保护器相同。但是，当四极漏电保护器接单相负载时，由于这些单相负载的性质、结构等不同，因而各相的对地电容也不同。这种差别将导致各相的对地容流不同，其星点将不是零电位。星点与接地点的PE线中将有不平衡电流。当这个电流超过漏电保护器的临界剩余动作电流值时，漏电保护器将跳闸。下面介绍PE线中不平衡电流的计算方法。例：有一380220V中性点直接接地的施工用电配电线路，采用TN-S接零保护系统，总漏电保护器为四极漏电开关当全部用电设备接入线路后，测得各相线对地电容为：CA=0.44uF、CB=0.14uF、CC=0.22uF。根据式（一）、式（二）计算出各相线对地电容的电流为：IC

8、A=30mA、 ICB=10mA、ICC=15mA，相量图见图三中粗实线。用平行四边形画法先画出ICA和ICB的相量和IOD，再画出IOD和ICC的相量和IOE。用余弦定理可求出：用正弦定理可求出ICAOIOD：用平行四边形内角和定理可求出IOEICCO：用余弦定理可求出IOE：我们也可用图解法求出IOE，此略。应该注意：这个电流的大小将随着用电设备的增减、变更、接用相线的变化而变化。下面，我们再分析一个实例，说明对地电容对漏电保护器的影响。有一栋教学楼微机室，内装了40台微机，分两路由两只C45L-32A的漏电开关各带20台供电。漏电保护器的额定漏电动作电流是30mA。经测试，临界漏电动作电流是23mA。通电时，两路均合不上闸。经检查，线路接线正确，各相、地间，零、地间的绝缘电阻均在200M以上。由此排除了接线错误和绝缘不良漏电的影响。使在场人员不知所措，于是便把PE线从配电箱的接地端子上取下，各路方能合闸。但是不接接地线是不允许的。后经用数字电容表测量每台微机的相、地端子间的电容为0.022uF。20台微机的对地电容并联值是0.44uF。按式（一）、式（二）计算可知IC=30mA，这个电流已超过漏电保护器的临界剩余动作电流值23mA。所以，漏电保护器是合不上闸的。为了减小对地电容对漏电保护器的影响，把40台微机分为四路，每路10台，由4只