淺析雷雨天氣保護器跳閘的原因

1、淺析雷雨天氣保淺析雷雨天氣保護器跳器跳閘的原因的原因1引言引言雷雨天氣時，安裝了電源避雷器的供電線路中，線路保護設備時常出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，特別是地處空曠地帶的供配電系統(tǒng)，更是頻繁的跳閘，甚至會發(fā)生設備被雷電擊穿損壞，給日常工作帶來諸多不便。由于各種原因，避雷器前端串聯(lián)的斷路器也經(jīng)常發(fā)生動作，使避雷器失去保護作用。因此，有人埋怨避雷器成了擺設，更本不起作用。本文將從解釋避雷器的供電線路中的作用和斷路器、漏電斷路器的工作性質，結合實際筆者在工作

2、中遇到的跳閘情況，分析安裝了避雷器的線路中各種保護設備跳閘的原因。2各種保護器的工作原理各種保護器的工作原理2.1避雷器在線路的工作原理避雷器在線路的工作原理電涌保護器（SPD），俗稱避雷器。低壓配電線路中的避雷器主要由半導體元件空氣間隙組成，它們在實質上是一個限位開關，沒有雷電波來的時候它兩端處于開路狀態(tài)，對電源和信號沒有影響，當雷電波侵入并且超過某一定值時，它迅速成為通路狀態(tài)，把電壓箝制在一個安全范圍內，把雷電大部分泄放入地。當雷電

3、流過后，避雷器又恢復高阻狀態(tài)，保證后端設備安全正常地工作。2.2斷路器工作原理斷路器工作原理微型斷路器由操作機構、觸點、保護裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。其主要觸點是靠手動操作或電動合閘的。主觸點閉合后，自由脫扣機構將主觸點鎖在合閘位置上。過電流脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件與主要電路串聯(lián)，欠電壓脫扣器的線圈和電源并聯(lián)。當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，過電流脫扣器的銜鐵吸合，使自由脫扣機構動作，主觸點斷開主電路。當電路欠電壓時，欠電壓

4、脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機構動作。2.3漏電斷路器工作原理漏電斷路器工作原理漏電斷路器由零序電流互感器TAN、放大器A和壓低斷路器等三部分組成。設備正常工作時，電路三相電流對稱，三相電流向量和為零，因此零序電流互感器的鐵心中沒有磁通，不動作。當發(fā)生漏電和單相接地故障時，由于電路三相電流的向量和不為零，零序電流互感器的鐵心中就有零序磁通，其二次側就有電流，該電流經(jīng)過放大鏡放大后，通入開關脫扣線圈，使低壓斷路器發(fā)生跳閘，切斷故障電路，

5、避免發(fā)生觸電事故［1］。3安裝有避雷器的線路中保護設備跳閘的原因安裝有避雷器的線路中保護設備跳閘的原因通過對線路中三種保護器工作原理的分析，我們可以總結出雷雨天氣時，裝有電源避雷器的線路中各種保護設備（含避雷器前端的保護設備）為什么跳閘的三個原因.3.1電源避雷器前端串聯(lián)微型斷路器電源避雷器前端串聯(lián)微型斷路器為了防止電源避雷器失效時，接地短路故障電流損壞設備，保障人身安全，防雷工程應用中常常在電源SPD前端串聯(lián)小型斷路器作為SPD的前端

6、保護裝置。電源避雷器的失效模式可以分為兩類：開路失效模式和短路失效模式。（1）開路失效模式：由于SPD本身的非線性元件形成或由與SPD串聯(lián)的內部或外部保護設備與供電電源短路所形成，此時，供電電源的連續(xù)性在SPD失效的情況下被保證見圖1。（2）短路失效模式：由于SPD短路失本身引起或由一附加設備引起，那么電源供電將由于系統(tǒng)的后被保護而中斷。此時，供電系統(tǒng)受到保護，但是系統(tǒng)不再供電，見圖2。（2）間接觸情況下的保護：在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，金

7、屬外殼有意外帶電的可能性，這種危險必須得到防護。通常，最大允許長久接觸電壓UL為交流50V和直流120V，更高的接觸電壓必須在5S內自動斷開（特殊情況下在0.2S以內）。由于人身保護措施是最優(yōu)先的，其他所有的保護措施如雷電和電涌保護，必須隸屬于間接接觸保護措施，而且不能因為保護設備而使人身保護措施失效。因此，為防止間接接觸事故的發(fā)生，通常在電源線路中加裝保護器，如TN系統(tǒng)，安裝過流保護器和漏電保護器作為防止間接接觸保護的措施。但是，由于

8、避雷器存在失效問題，且避雷器始終連接向保護導體，所以在避雷器與漏電斷器同時存在時，會導致沖突。這種沖突常常表現(xiàn)為雷雨天氣時，線路中的漏電斷路器頻繁地動作。以TNS制式為例，當電源避雷器裝于漏電斷路器的后端時（圖3），目的是實現(xiàn)間接接觸情況下的保護。但是，在這種布置方式下，當避雷器將浪涌電流釋放到PE線路時，可能會被上游的漏電斷路器解釋為漏電流。所以漏電斷路器會試圖切斷有關電路，以達到間接接觸的保護措施。這就是為什么在雷電天氣時，電源線路

9、上的漏電斷路器發(fā)生跳閘而導致線路短路的原因。此時供電系統(tǒng)斷電，從用戶供電安全的角度來看，漏電斷路器的誤跳是不希望發(fā)生的，應該避免。解決的辦法是將避雷器安裝在漏電器的上游，即前端（圖4）。這樣泄放的浪涌電流不再經(jīng)過漏電斷路器，也就不會被解釋成剩余電流。這樣就避免了漏電器的誤跳，使電氣設備用電的不間斷性得到保障［3］。將電源避雷器安裝于漏電器的上游還有另一個原因。大多數(shù)B級、C級、D級電源避雷器采用的保護模式為共模保護，即避雷器安裝于每一相

10、線、零線與地線之間。這種情況下，當電氣源設備，包括避雷器出現(xiàn)過載時，可能由于某種原因引起短路。當避雷器安裝在漏電斷路器的下游時，這種短路避雷器成為漏電斷路器動作的罪魁禍首。由于有1P的避雷器處于零線和地線連接的紐帶。而在此時，如果設備發(fā)生漏電或人體觸電，此時產(chǎn)生的電流不會被清楚地辨認為漏電流，結果是漏電斷路器可能不動作，從而造成電氣事故，更嚴重的后果是威脅到人身安全，雖然這樣可能性極小，但仍然不能排除。因此，對于共模保護，電源避雷器應接