三级漏保动作特性综合检测装置的研究

三级漏保动作特性综合检测装置的研究

吴少雷1冯玉1胡跃云2刘立帆3

（1.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230000；2.国网安徽省电力有限公司安徽合肥230000；3合肥汇优科技有限公司安徽合肥230000）

摘要：提出了一种三级漏保动作特性综合快速检测装置的设计方案，从软硬件两个方面做详细的说明和讨论，可半自动完成串接模拟分级动作试验，并能在不停电的情况下，完成漏保的定期检测试验。

关键词：漏保；漏保；可控硅

0引言

我国漏保（RCD）技术从上世纪末开始发展，经过几十年不断完善已逐步成熟。在低压电网，尤其是农村低压电网中漏保已广泛安装应用，然而剩余电流动作保护器的状态特性检测一直是一个亟需解决的难题。为避免RCD越级动作扩大停电范围，国网公司要求台区按照三级漏保进行设置，相关标准对三级保护中每级保护的动作时间、不动作时间、动作值、不动作值均有较为严格的配合要求。在GB13955《剩余电流动作保护装置安装和运行》标准中5.5款规定：“采用分级保护方式采用分级保护方式时，安装使用前应进行串接模拟分级动作试验，保证其动作特性协调配合”。然而目前市面上的漏保检测设备功能较为单一，只能对单台漏保进行离线检测，无法对RCD之间的保护配合特性进行有效检测。

本文研究三级漏保动作特性综合快速检测技术，可实现串接模拟分级动作试验，快速检测三级漏保之间的动作协调配合特性。该装置能保证RCD选型与保护定值整定的合理性，避免错误的整定值或有故障的漏保抢动扩大停电范围的影响。

1三相四线制供电系统的漏电保护电气原理

国内外目前广泛使用的是电流型漏电保护装置，图1是三相四线制供电系统的漏电保护电气原理图。图中TA为零序电流互感器，GF为主开关，TL为主开关GF的分励脱扣器线圈。在被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电的情况下，由克希荷夫定律可知，通过TA一次侧电流的相量和等于零。即IL1+IL2+IL3+IN=0此时，TA二次侧不产生感应电动势，漏电保护装置不动作，系统保持正常供电。

图1三相四线制供电系统的漏电保护电气原理图

当被保护电路产生漏电电流时，通过TA一次侧各相负荷电流的相量和不再等于零，即IL1+IL2+IL3+IN≠0产生了剩余电流，TA二次侧线圈就有感应电动势产生，此信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线TL通电，驱动主开关GF自动跳闸，迅速切断被保护电路的供电电源，从而实现保护。

2三级漏保串接模拟分级动作试验

为了避免越级跳闸，三级漏保的动作值和分断时间是需要相互配合的，越靠近用户侧，动作值和分断时间就应该越小。为了验证三级漏保之间的配合，本文设计了一种串接模拟试验装置。

硬件上有三路交流220V电压采样功能，分别连接到第一级、第二级、第三级漏保的出线侧，存在220V电压时，表示该级漏保为合闸状态，反之为分闸状态。剩余电流注入到N极，采用变压器将220V电压降到6V后，串接可调电阻和电流采样回路，并通过切换开关K控制剩余电流的流向，当K与上触点接通时，剩余电流不注入漏保，此时可调整可调电阻得到需要的剩余电流，调整完毕后，再让K与下触点接通，将剩余电流注入到串接的三级漏保。剩余电流共注入三次，分别以第三级漏保、第二级漏保、第一级漏保的保护值作为设定值，三次注入都应该是第三级漏保先动作，判断为试验通过，否则判断为试验失败。

图2串接模拟试验原理图

图3串接模拟试验流程图

3单台漏保不停电试验装置

按相关规程规定，漏保在实际使用时，需要定期按试验按钮进行试验，验证漏保是否能正常工作，确保用电安全。然而漏保试验时会造成短暂停电，影响供电可靠性。为了解决用电安全和用电可靠性之间的这种矛盾，本文设计了一种不停电试验装置。

装置内部有4个大电流可控硅，四个可控硅同步导通或关闭，分别并联在ABCN四极的进线和出线之间，在漏保试验期间，装置不间断检测漏保出线侧电压，发现漏保出线侧电压跌落后，判断为漏保分闸，在10ms内导通4路可控硅，临时接管负载，达到近似不停电的效果。可控硅接管后，实时测量A相可控硅两端电压，在漏保分闸而可控硅导通时，能测量到可控硅的压降；当漏保合闸后，由于漏保内部的机械触点导通压降低于可控硅，因此合闸后测量到的电压近似为0，以此区分漏保是否已合闸。

在漏保非试验期间，可控硅保持关闭状态，即使检测到漏保分闸，可控硅也不导通，避免漏保因线路漏电、过载、短路等情况而分闸时，可控硅导通影响用电安全和设备安全。

除了用于验证漏保试验功能是否正常，还可以结合图2右半部分剩余电流注入部分功能，产生指定幅值和持续时间的剩余电流，注入到漏保中，在线验证漏保的动作特性是否在合格范围内。

图4单台漏保不停电试验装置原理图

4小结

本文设计的三级漏保动作特性综合快速检测装置通过检测漏保出线侧相线和零线之间的电压，检测漏保分闸、合闸的状态，可半自动完成串接模拟分级动作试验，并能在不停电的情况下，进行漏保的试验，在漏保在线检测领域具有较好的应用前景和经济效益。

参考文献：

[1]向珉江，范宪铭，张辉.居民小区漏电保护开关越级跳闸原因及对策分析[J].山东电力技术，2016，43（04）：51-55.

[2]GB13955.剩余电流动作保护装置安装和运行[S].

[3]Q/GDW11196-2014.剩余电流动作保护器选型技术原则和检测技术规范[S].