王序辰

（國網(wǎng)天津市電力公司薊州供電分公司，天津 薊州 301900）

1 剩余電流動作斷路器引發(fā)的頻繁停電

隨著農(nóng)網(wǎng)改造工程的不斷進行與供電可靠性要求的不斷提升，對電網(wǎng)設(shè)備安全性與智能性的要求也越來越高，這也就促使人們更多地去選擇那些簡便安全的供電設(shè)備。當前，剩余電流動作斷路器作為應(yīng)用越來越普及的一種漏電保護設(shè)備，在廣大農(nóng)村地區(qū)及工業(yè)低壓配電網(wǎng)中已經(jīng)逐步取代了原來的塑殼斷路器得到了廣泛引用。由于具有短路、過載、過壓、欠壓、漏電等多重保護功能，在保護線路、設(shè)備、人身安全等方面發(fā)揮了重要的作用。

2019年2—4月，某供電公司供服指揮中心共接到故障保修類工單251條，其中開關(guān)類故障共計74條，占比30%。通過對故障原因的仔細詢問，發(fā)現(xiàn)臺區(qū)二級剩余電流動作斷路器異常保護動作是引發(fā)頻繁停電的主要原因。在現(xiàn)場檢查過程中，觀察剩余電流斷路器外觀，表面無放電、過熱、受潮、老化、破損等外部破壞痕跡，如圖1所示。查看其參數(shù)設(shè)置也均為標定參數(shù)，未見異常，因此初步判斷為外部接線原因造成。

1.1 剩余電流動作斷路器運行現(xiàn)狀與原因分析

以一臺頻繁動作的臺區(qū)剩余電流斷路器為例，該斷路器安裝在變壓器低壓側(cè)出口，為二級剩余電流動作斷路器，其下只安裝有若干居民用戶。其他設(shè)置參數(shù)如表1所示。

圖1 臺區(qū)二級剩余電流動作斷路器外觀

對該設(shè)備檢查參數(shù)設(shè)置，未發(fā)現(xiàn)存在設(shè)置不合理的參數(shù)。

表1 原剩余電流動作斷路器部分參數(shù)

對用戶側(cè)用電設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)其中一戶存在較大隱患。一是該用戶長期使用的水泵通過較長的電線與家中電源連接，該電線直接放置在土路中間，中性線的表皮已出現(xiàn)破損情況。二是該用戶家中的一級剩余電流動作斷路器已自行拆除，更換為普通塑殼空氣開關(guān)。

根據(jù)以上情況分析，首先居民家中存在漏電點導(dǎo)致原一級剩余電流動作斷路器頻繁跳閘，而用戶在未做深入細致排查的情況下，自行拆除原剩余電流斷路器，引起故障越級，二級斷路器動作切斷故障。其次，那根絕緣有破損的中性線就是漏電點，也就是故障源。本事例中異常動作原因為中性線重復(fù)接地，而不是金屬設(shè)備的殼體帶電，否則極有可能引起嚴重的人身觸電事故。

1.2 剩余電流動作斷路器的日常維護與管理

剩余電流動作斷路器之后中性線不能再次接地。用戶本身中性線對地絕緣不良是剩余電流動作斷路器頻繁跳閘的直接原因[2]。在TN-C-S系統(tǒng)中入戶的PEN線首先轉(zhuǎn)化為中性線（N線）和接地線（PE線），然后分別引出N線與PE線接入用戶的N極與PE極。此后的N線與PE線決不能再次混接，N線也決不能再次接地。在建工行業(yè)標準JGJ16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中，明確說明“采用TNC-S系統(tǒng)時，當保護導(dǎo)體與中性導(dǎo)體從某點分開后不應(yīng)再合并，且中性導(dǎo)體不應(yīng)再接地”。

在之前所述的事例中，用戶水泵所使用的中性線由于長期直接放置在土路中間，受到重物或行人的壓迫摩擦，出現(xiàn)絕緣破損情況。將其斷開后進行對地絕緣電阻測試，結(jié)果為0，已經(jīng)是較為明顯的重復(fù)接地情況。

在正常情況下，流過剩余電流斷路器的三相電流與中性線電流矢量和為0，不會產(chǎn)生不平衡情況。但若出現(xiàn)中性線多次接地的情況，則會在接地位置產(chǎn)生分流，一部分通過剩余電流斷路器原路徑返回中性點，另一部分則通過大地返回中性點。這時流過剩余電流斷路器三相電流與中性線電流的矢量和不為0，若超過一級或二級剩余電流斷路器的設(shè)定值，將會分別跳閘。而在本例中，由于中性線表面存在絕緣破損的情況，對地絕緣隨天氣、漏水、震動等變化頻繁，通過大地分流的泄漏電流也不穩(wěn)定，導(dǎo)致剩余電流斷路器跳閘并不穩(wěn)定。通過詢問也確實有陰天下雨或有人、車經(jīng)過時就跳閘的情況出現(xiàn)。

用戶私自將家中一級剩余電流動作斷路器拆除。用戶在發(fā)生漏電跳閘后未深究漏電原因，只是簡單認定為斷路器故障，而更換為一臺不具備剩余電流動作保護功能的塑殼開關(guān)，失去剩余電流動作保護功能。若發(fā)生的是相線絕緣破損導(dǎo)致外殼帶電，極易引發(fā)人身觸電事故。

查清原因后，在用戶家中更換了破損的中性線、重新安裝了一級剩余電流動作斷路器，并調(diào)整了動作電流值。通常情況下，剩余電流動作斷路器的動作電流值需要滿足2個條件，IΔn≥ 2I0；IΔn≥ 2IΔ，其中IΔn表示設(shè)置的動作電流值，I0表示電網(wǎng)漏電流值，IΔ表示下級的剩余電流動作斷路器的設(shè)置值[3]。根據(jù)此用戶實際情況，重新將一級剩余電流動作斷路器的動作電流值設(shè)置為100 mA，二級剩余電流動作斷路器的動作電流值依然保持500 mA。

應(yīng)用一級剩余電流動作斷路器以保護人身直接觸電為主要目的，使得頻繁動作集中在小用戶。因為小用戶或家庭用電設(shè)備集中且單一，漏電引起的跳閘方便定位，這樣一方面縮小了停電范圍，還可以及時確定故障設(shè)備，從而滿足供電可靠性的要求。若頻繁發(fā)生漏電造成總保護動作，不能強行投運或隨意拆除，必須要查明確切原因和故障點并消除。

分析故障原因的同時，也對剩余電流動作斷路器的安裝工藝也進行了粗略檢查。目前選用的部分產(chǎn)品相間距過近，電纜接線線鼻子處留有4～5 cm未用絕緣熱縮護套包裹，操作過程中易發(fā)生觸電安全隱患。剩余電流動作斷路器在JP柜中安裝高度過高，觀察不便，影響操作。電纜接線鼻子處僅通過1個孔連接，受力易產(chǎn)生彎折松脫。

在運行過程中，需要定期對剩余電流斷路器開展測試和檢查，對發(fā)現(xiàn)的大漏電線路和用戶及時消除。若用戶側(cè)無漏電保護器，或與上級漏電保護器定值、時限配合不當，造成臺區(qū)的剩余電流斷路器跳閘，停電范圍將擴大且故障點查找較為困難，頻繁停電投訴風險隨之升高。還要重視剩余電流斷路器的安裝質(zhì)量，特別是要方便設(shè)備的運行維護，同時剩余電流斷路器上下引線要壓接好，每運行一段時間后要重新緊固。

2 用戶計量箱內(nèi)用戶側(cè)空開引發(fā)的頻繁停電

2018年度，某供電公司共計完成54個村的“煤改電”工程。供暖季中（自2018年11月中旬—2019年2月），共接報“煤改電”用戶報修121次，其中內(nèi)部停電故障報修約60余次，占比約50%。且2018年12月—2019年2月底期間，程逐月遞增趨勢，已成為“煤改電”用戶報修的主要原因。維修人員通過多次現(xiàn)場勘查后，發(fā)現(xiàn)計量箱下口用戶側(cè)空開存在有發(fā)熱、燒蝕、開裂的共性情況，如圖2所示，更換該空開后，故障恢復(fù)。

圖2 故障空氣開關(guān)外觀

2.1 故障原因分析

針對上述問題，對出現(xiàn)故障最多的采用熱電磁脫扣機構(gòu)的ZSB2-80型與HiBD63型塑殼斷路器分析其安裝運行狀態(tài)。

連接時選用導(dǎo)線截面面積不匹配（偏大或偏?。?，上下口接線與空開接線夾片平面接觸不均勻不完全，導(dǎo)致接線處發(fā)熱、誤動作。

熱電磁脫扣機構(gòu)的動作是由2種不同熱膨脹系數(shù)組成的雙金屬片和與接線端子連接的熱敏元件共同控制的，當空開流過短路電流或過負荷時，熱敏元件溫度最先變化，之后將熱量傳導(dǎo)至雙金屬片。雙金屬片受熱產(chǎn)生不同形變彎曲并驅(qū)動脫扣器動作，分斷開關(guān)。熱電磁脫扣機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，但易受環(huán)境溫度與安裝工藝的影響。當所接引線直徑超過空開的要求時，引線金屬部分就成了開關(guān)熱敏元件的散熱渠道，雙金屬片傳導(dǎo)得來的熱量減少，彎曲形變量不足，開關(guān)的靈敏度降低；當存在引線直徑比要求小、與開關(guān)接線端子接觸面小、接觸面安裝不牢固或接觸面存在異物等情況時，引線或接線端子處極易發(fā)熱。熱敏元件得到的熱量更多，雙金屬片形變程度更高，使開關(guān)動作頻率提升[4]。本例中接線端子處出現(xiàn)發(fā)黑過熱痕跡同時空開異常跳閘次數(shù)增多，即是接觸面安裝不牢固引發(fā)異常動作的具體表現(xiàn)。

施工工藝問題，接線時未正確選用接線端子，擰緊力矩過大，導(dǎo)致接線柱處開裂。

該類開關(guān)接線柱處通常為壓接，與叉型端子配合具備較好的連接效果。同時由于用戶側(cè)開關(guān)下口為電采暖廠商接線，其本身施工工藝不合格，未采用銅鋁過渡，或使用銅鋁過渡時直接錘擊銅鋁端子后接入開關(guān)，使得接觸點虛接，進而導(dǎo)致開關(guān)長期過熱；此外，接線時力度過大，導(dǎo)致開關(guān)直接斷裂。

2.2 應(yīng)對與處理措施

安裝時要依據(jù)空開大小選擇合適的引線直徑，接線時牢固緊密，避免在接線處出現(xiàn)異常發(fā)熱點。查詢空開說明書以及線徑電流對應(yīng)關(guān)系，該類開關(guān)應(yīng)使用25 mm2以下銅線。同時可使用管式接線端子，配合專業(yè)壓接鉗，保證連接點處接觸良好。

銅受熱氧化后生成的氧化銅及氧化亞銅表面膜能造成接頭處接觸電阻達數(shù)十Ω，長時間、大電流下引起的發(fā)熱不可忽視。應(yīng)在安裝前去除銅表面氧化膜，保證接觸電阻足夠小[5]。

增強對用戶側(cè)施工工藝的宣傳力度，強調(diào)由電采暖廠家安裝時接線端子擰緊扭矩不得超過空開說明書所規(guī)定的2 Nm。

針對同批次，相同電采暖廠家安裝的計量箱提前處理，發(fā)現(xiàn)存在發(fā)熱異常，提前通知用戶，避免后續(xù)可能因停電帶來的不必要的投訴。

2.3 暴露出來的問題

對用戶安全用電造成威脅。此次煤改電計量箱內(nèi)的用戶開關(guān)無剩余電流動作保護功能，若用戶內(nèi)部未安裝三級剩余電流動作保護裝置，發(fā)生漏電故障時會增加觸電風險。

頻繁停電投訴風險升高。若計量箱內(nèi)用戶開關(guān)至用戶內(nèi)部三級漏保之間的線路發(fā)生漏電，則臺區(qū)漏電開關(guān)可能跳閘，停電范圍將擴大且故障點查找較為困難，頻繁停電投訴風險隨之升高。