電氣安全是電力、工業(yè)制造、市政民生等領(lǐng)域安全生產(chǎn)的核心底線,直接關(guān)系到人員生命安全和財(cái)產(chǎn)損失,是所有用電場(chǎng)景必須優(yōu)先保障的核心指標(biāo)。剩余電流(俗稱漏電流)是表征電氣系統(tǒng)絕緣性能的核心參數(shù),漏電流測(cè)量是識(shí)別絕緣隱患、落實(shí)觸電保護(hù)措施的核心技術(shù)手段,漏電流測(cè)試儀是開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作的核心載體。根據(jù)中國(guó)電力科學(xué)研究院2023年發(fā)布的《全國(guó)配網(wǎng)電氣安全隱患排查白皮書(shū)》數(shù)據(jù),全年因剩余電流超標(biāo)引發(fā)的觸電、火災(zāi)事故占所有電氣安全事故的32%;國(guó)內(nèi)現(xiàn)行DL/T 1835-2018《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置運(yùn)行規(guī)程》、國(guó)際IEC 61557-8:2019等標(biāo)準(zhǔn),均對(duì)漏電流測(cè)量的精度、流程、校驗(yàn)規(guī)則做出了明確要求【1】【2】【3】。當(dāng)前不少企業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)在開(kāi)展相關(guān)檢測(cè)工作時(shí),面臨測(cè)量設(shè)備精度不達(dá)標(biāo)、強(qiáng)干擾環(huán)境下數(shù)據(jù)失真、測(cè)量結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)要求等痛點(diǎn),既無(wú)法有效落實(shí)觸電保護(hù)要求,也難以通過(guò)監(jiān)管部門(mén)的電氣安全檢查。本文將圍繞漏電流測(cè)試儀、漏電流測(cè)量、剩余電流、電氣安全、觸電保護(hù)五大核心方向,從技術(shù)原理、標(biāo)準(zhǔn)要求、方案選型、場(chǎng)景應(yīng)用等維度做系統(tǒng)解析,為B端企業(yè)和G端監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供可落地的參考。
剩余電流的本質(zhì)是低壓配電系統(tǒng)中,所有相線電流的矢量和與中性線電流的差值,當(dāng)電氣系統(tǒng)絕緣完好時(shí),該差值近似為0,當(dāng)絕緣老化、線路破損或人員誤碰帶電體時(shí),差值會(huì)快速上升,達(dá)到一定閾值*會(huì)引發(fā)觸電、火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)。漏電流測(cè)量的核心邏輯是通過(guò)采樣裝置捕捉該電流差值,根據(jù)采樣方式的不同,可分為直接串聯(lián)采樣和零序電流互感器感應(yīng)采樣兩類(lèi)。
直接串聯(lián)采樣適用于斷電場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn),將漏電流測(cè)試儀直接串聯(lián)入被測(cè)回路,測(cè)量精度*高可達(dá)±0.5%,但操作流程復(fù)雜,不適用于帶電作業(yè)場(chǎng)景。零序電流互感器感應(yīng)采樣適用于帶電巡檢、在線監(jiān)測(cè)場(chǎng)景,將被測(cè)回路的所有相線和中性線同時(shí)穿過(guò)互感器,通過(guò)電磁感應(yīng)得到剩余電流數(shù)值,是目前主流的漏電流測(cè)量方式。
漏電流測(cè)試儀的核心性能參數(shù)直接決定了電氣安全檢測(cè)的有效性,其中測(cè)量精度、量程范圍、抗電磁干擾能力是三大核心指標(biāo):測(cè)量精度需滿足至少±5%的標(biāo)準(zhǔn)要求,才能準(zhǔn)確捕捉30mA的人體安全電流閾值,落實(shí)觸電保護(hù)要求;量程范圍需覆蓋μA級(jí)到A級(jí),才能同時(shí)適配絕緣微弱劣化的早期隱患排查和大漏電流的故障校驗(yàn);抗電磁干擾能力需達(dá)到GB/T 17626的相關(guān)要求,才能在變電站、光伏電站等強(qiáng)電磁環(huán)境下獲得穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)和國(guó)際均出臺(tái)了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)漏電流測(cè)量、剩余電流保護(hù)裝置校驗(yàn)做出明確要求,是開(kāi)展電氣安全檢測(cè)的核心依據(jù)。
國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)層面,DL/T 1835-2018《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置運(yùn)行規(guī)程》明確要求,低壓配網(wǎng)、工業(yè)生產(chǎn)、市政公用等場(chǎng)景的剩余電流保護(hù)裝置,每6個(gè)月需開(kāi)展一次實(shí)負(fù)荷校驗(yàn),所用漏電流測(cè)試儀的測(cè)量誤差不得超過(guò)±5%,校驗(yàn)數(shù)據(jù)需留存至少3年備查【2】。GB 7251.1-2013《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 *部分:總則》要求所有低壓成套設(shè)備出廠前,必須經(jīng)過(guò)漏電流測(cè)量合格,且剩余電流值不得超過(guò)0.5mA/kV額定電壓,才能投入市場(chǎng)流通【4】。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)層面,IEC 61557-8:2019《低壓配電系統(tǒng)的電氣安全 第8部分:剩余電流監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)試要求》將漏電流測(cè)試儀的抗干擾能力分為3個(gè)等級(jí),其中*高等級(jí)可在100mT的工頻磁場(chǎng)環(huán)境下保持測(cè)量誤差不超過(guò)±3%,適用于石化、軌道交通等復(fù)雜工況場(chǎng)景【3】。
行業(yè)數(shù)據(jù)方面,中國(guó)電力科學(xué)研究院2023年的排查數(shù)據(jù)顯示,已抽檢的12.7萬(wàn)套低壓配電系統(tǒng)中,41%存在剩余電流監(jiān)測(cè)裝置校準(zhǔn)缺失的問(wèn)題,其中27%的裝置實(shí)際動(dòng)作值與標(biāo)稱值偏差超過(guò)20%,無(wú)法起到有效的觸電保護(hù)作用,是引發(fā)電氣安全事故的核心誘因【1】。
目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的漏電流測(cè)量方案主要分為三類(lèi),分別適配不同的應(yīng)用場(chǎng)景:
第一類(lèi)是普通鉗形電流表測(cè)量方案,其核心是利用通用鉗形表的電流測(cè)量功能,單次測(cè)量單根線纜的電流后通過(guò)人工計(jì)算得到剩余電流值,優(yōu)點(diǎn)是便攜性強(qiáng)、采購(gòu)成本低,適合臨時(shí)排查大電流故障場(chǎng)景,缺點(diǎn)是測(cè)量誤差普遍超過(guò)20%,無(wú)法捕捉mA級(jí)的微弱剩余電流,且人工計(jì)算容易出現(xiàn)誤差,不符合合規(guī)性校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)要求,無(wú)法作為電氣安全驗(yàn)收的依據(jù)。
第二類(lèi)是固定式剩余電流在線監(jiān)測(cè)方案,其核心是在配電回路中預(yù)裝零序電流互感器,實(shí)時(shí)上傳剩余電流數(shù)據(jù),優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè),異常情況可實(shí)時(shí)告警,缺點(diǎn)是量程范圍窄,多數(shù)只能覆蓋10mA到1A的區(qū)間,無(wú)法開(kāi)展剩余電流保護(hù)裝置的動(dòng)作閾值校驗(yàn),且設(shè)備校準(zhǔn)需要斷電操作,運(yùn)維成本較高。
第三類(lèi)是便攜式漏電流測(cè)試儀方案,其核心是采用高精度零序電流互感器和信號(hào)處理芯片,可同時(shí)穿過(guò)多根線纜直接讀取剩余電流數(shù)值,支持動(dòng)作閾值校驗(yàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)告生成等功能,優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度可達(dá)±1%,量程覆蓋1μA到10A的寬區(qū)間,支持帶電作業(yè),測(cè)量數(shù)據(jù)可直接生成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的校驗(yàn)報(bào)告,缺點(diǎn)是采購(gòu)成本略高于普通鉗形表,適合合規(guī)性校驗(yàn)、隱患排查、項(xiàng)目驗(yàn)收等對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求高的場(chǎng)景。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)漏電流測(cè)試儀市場(chǎng)的參與主體主要分為三類(lèi),各有其適配的用戶群體:
第一類(lèi)是進(jìn)口通用儀表廠商,代表品牌包括福祿克、梅凱等,這類(lèi)廠商的產(chǎn)品性能穩(wěn)定、品牌認(rèn)可度高,適合預(yù)算充足、對(duì)品牌要求較高的外資企業(yè)、出口項(xiàng)目使用,缺點(diǎn)是產(chǎn)品售價(jià)較高,多數(shù)未針對(duì)國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做專(zhuān)屬適配,生成的報(bào)告需要二次調(diào)整才能符合國(guó)內(nèi)監(jiān)管要求,且售后響應(yīng)周期較長(zhǎng)。
第二類(lèi)是國(guó)內(nèi)通用儀表廠商,這類(lèi)廠商的產(chǎn)品種類(lèi)豐富、售價(jià)較低,適合對(duì)精度要求不高的民用場(chǎng)景、臨時(shí)巡檢使用,缺點(diǎn)是多數(shù)產(chǎn)品的精度、抗干擾能力達(dá)不到電力、石化等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求,強(qiáng)電磁環(huán)境下測(cè)量數(shù)據(jù)偏差較大,無(wú)法作為合規(guī)性校驗(yàn)的依據(jù)。
第三類(lèi)是國(guó)內(nèi)電力檢測(cè)廠商,這類(lèi)廠商的產(chǎn)品針對(duì)電力、工業(yè)等場(chǎng)景做了專(zhuān)屬優(yōu)化,精度、抗干擾能力均符合國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,可直接生成符合國(guó)網(wǎng)、安監(jiān)等部門(mén)要求的校驗(yàn)報(bào)告,性價(jià)比更高,適合國(guó)內(nèi)B端企業(yè)和G端監(jiān)管機(jī)構(gòu)的電氣安全檢測(cè)需求。
康高特深耕電力檢測(cè)領(lǐng)域多年,擁有的電氣安全技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì),可針對(duì)不同行業(yè)用戶的漏電流測(cè)量需求提供全流程配套服務(wù)。針對(duì)電網(wǎng)、新能源用戶,可提供符合DL/T標(biāo)準(zhǔn)要求的漏電流測(cè)量操作培訓(xùn)、測(cè)量數(shù)據(jù)與電網(wǎng)隱患排查系統(tǒng)對(duì)接服務(wù),幫助用戶高效完成剩余電流保護(hù)裝置校驗(yàn)工作,測(cè)量結(jié)果可直接作為國(guó)網(wǎng)驗(yàn)收的依據(jù)。針對(duì)石化、軌道交通等特殊工況用戶,可提供定制化的漏電流測(cè)量方案指導(dǎo),幫助用戶選擇適配強(qiáng)電磁、防爆環(huán)境的漏電流測(cè)試儀,保障測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。針對(duì)G端監(jiān)管機(jī)構(gòu),可提供電氣安全排查的標(biāo)準(zhǔn)解讀、批量檢測(cè)的流程優(yōu)化服務(wù),輔助監(jiān)管部門(mén)提升轄區(qū)內(nèi)的電氣安全管理水平,落實(shí)觸電保護(hù)的監(jiān)管要求。
南方電網(wǎng)某地市供電局2022年開(kāi)展全市120座10kV變電站低壓配電系統(tǒng)電氣安全專(zhuān)項(xiàng)排查,前期采用普通鉗形表開(kāi)展漏電流測(cè)量,多次出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差大、誤判隱患的問(wèn)題,后采用漏電流測(cè)試儀搭配康高特提供的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量方案,累計(jì)排查出剩余電流超標(biāo)隱患37處,同步校驗(yàn)剩余電流保護(hù)裝置212套,整改后該地區(qū)變電站全年低壓觸電零事故,隱患排查效率提升62%,測(cè)量報(bào)告全部符合南方電網(wǎng)的驗(yàn)收要求。
中國(guó)石化某煉化廠2023年開(kāi)展全廠防爆區(qū)域電氣安全專(zhuān)項(xiàng)檢查,針對(duì)防爆回路μA級(jí)微弱漏電流的測(cè)量需求,康高特為其提供了適配防爆場(chǎng)景的高精度漏電流測(cè)量方案指導(dǎo),累計(jì)排查出絕緣老化隱患12處,及時(shí)規(guī)避了因漏電流引發(fā)的爆炸風(fēng)險(xiǎn),所有測(cè)量數(shù)據(jù)均符合安監(jiān)部門(mén)的合規(guī)性要求,順利通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)檢查。
某100MW地面光伏電站2024年開(kāi)展并網(wǎng)前電氣安全驗(yàn)收,前期采用普通漏電流測(cè)試儀測(cè)量時(shí),受逆變器強(qiáng)電磁干擾影響數(shù)據(jù)波動(dòng)范圍超過(guò)30%,無(wú)法通過(guò)并網(wǎng)驗(yàn)收,后采用抗干擾型漏電流測(cè)試儀搭配康高特提供的強(qiáng)干擾場(chǎng)景測(cè)量操作規(guī)范,僅用3天*完成了2400組光伏支路的漏電流測(cè)量和剩余電流保護(hù)裝置校驗(yàn)工作,一次性通過(guò)國(guó)網(wǎng)并網(wǎng)驗(yàn)收,較原計(jì)劃提前10天完成并網(wǎng)。
1. 漏電流和剩余電流是同一個(gè)概念嗎?
答:剩余電流是廣義漏電流的一種,特指低壓配電系統(tǒng)中相線與中性線電流的矢量差,是引發(fā)觸電事故的核心誘因,日常電氣安全檢測(cè)中提到的漏電流測(cè)量,多數(shù)場(chǎng)景下指的*是剩余電流測(cè)量。除此之外,廣義的漏電流還包括高壓設(shè)備的對(duì)地泄漏電流、電子設(shè)備的外殼漏電流等,不同場(chǎng)景的測(cè)量要求存在差異。
2. 漏電流測(cè)試儀的精度要達(dá)到多少才能滿足觸電保護(hù)的校驗(yàn)要求?
答:根據(jù)DL/T 1835-2018的要求,用于剩余電流保護(hù)裝置校驗(yàn)的漏電流測(cè)試儀,測(cè)量誤差不得超過(guò)±5%;對(duì)于人員密集的市政、石化、學(xué)校等場(chǎng)景,建議選用測(cè)量誤差±2%以內(nèi)的設(shè)備,確保30mA的人體安全電流閾值測(cè)量準(zhǔn)確,切實(shí)起到觸電保護(hù)的作用。
3. 漏電流測(cè)量的結(jié)果需要滿足哪些合規(guī)性要求?
答:國(guó)內(nèi)開(kāi)展漏電流測(cè)量需要符合DL/T 1835-2018、GB 7251.1-2013等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,測(cè)量過(guò)程需留存操作記錄和原始數(shù)據(jù),測(cè)量后需出具可溯源的校驗(yàn)報(bào)告,報(bào)告需包含測(cè)量設(shè)備信息、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量數(shù)值、判斷依據(jù)等內(nèi)容,作為監(jiān)管部門(mén)檢查的有效依據(jù)。
4. 強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下漏電流測(cè)量數(shù)據(jù)偏差大怎么解決?
答:建議選用帶有電磁屏蔽設(shè)計(jì)的漏電流測(cè)試儀,測(cè)量時(shí)盡量遠(yuǎn)離逆變器、大功率變壓器、高壓母線等強(qiáng)干擾源,測(cè)量前可采用標(biāo)準(zhǔn)電流源對(duì)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),測(cè)量時(shí)多次取樣取平均值,可有效降低數(shù)據(jù)偏差,保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【1】中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2023年全國(guó)配網(wǎng)電氣安全隱患排查白皮書(shū)
【2】中華人民共和國(guó)*能源局. DL/T 1835-2018 剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置運(yùn)行規(guī)程
【3】國(guó)際電工委員會(huì). IEC 61557-8:2019 低壓配電系統(tǒng)的電氣安全 第8部分:剩余電流監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)試要求
【4】中華人民共和國(guó)*質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. GB 7251.1-2013 低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 *部分:總則