高压漏电保护装置误动作的分析与改进

【摘 要】本文针对BLD-3型高压漏电保护装置误动作频繁，提出漏电保护装置改进措施方案。

【关键词】高压漏电保护；误动作；改进

地面配电室BLD-3型高压漏电保护装置，在使用过程中发现BLD-3型高压漏电保护装置误动作频繁，直接影响矿井变电所的安全供电。根据《煤矿安全规程》第423条：“矿井变电所的高压馈电线上，应该设有选择性的检漏保护装置”的规定，该保护装置还必须使用

1 BLD-3型保护装置误动作的原因

BLD-3型高压漏电保护装置是沈阳市继电器厂的第一代产品，也是我国生产这类保护装置的第一个厂家。其工作原理主要是由零序方向原理构成，方向原理的实现是采用三极管脉冲相位比较线路。

从该漏电保护装置在广家调试时的试验结果来看，只要零序电压大于2V，零序电流大于150mA，其电流信号相位超前电压信号时，动作是可靠的。但在现场使用中为什么会出现较多的误动作呢？我认为产品在调试中很难模拟实际电网的复杂性及各种干扰对漏电保护装置的影响。经过长时间在使用现场的检测与对该装置电路的分析，其误动作频繁的原因大致可分为三种情况：①外界因素对装置的影响；②装置本身存在一定的缺陷；③用户在安装零穿电流互感器与电缆时其接线不正确。

1.1 外界因素对保护装置的影响从理论上讲，在电网正常时（即电网没有漏电现象和单相接地情况），其零序电流互感器所穿过的电缆芯线的三相电流之和应为零；零序电流互感器的二次绕组不会产生感应电势.保护装置不可能动作。但通过现场用示波器长时间观察零序电流互感器的二次绕组输出端， 常可以看到一些瞬间的大幅值异形干扰杂波信号，由于大幅值干扰信号的出现，从而导致保护装置误动作。通过仪器对电网的分点检测和分析，固外界因素造成保护装置误动作大致有如下几种清况：

①由于电话交换台（产生因铃流信号引起的载频干扰信号）、通讯电台（产生调制干扰信号）、有线广播扩大机（音频功率感应扩散的干扰信号）、电力载波系统的电波幅射或其它电讯设备引起的综台性干扰信号。

②因大型绕线式电机转子回路在切换过程中引起的瞬问三相不平衡状态。

③因单相大负载设备的投入（如大型提升绞车单相可控硅动力制动电流的投入，单相电焊机的使用等），造成电网瞬间三相不平衡现象。

④由于电网本身的三相负载存在差异造成的三相电流不平衡状态。

⑤固气候与环境变化而造成井下馈电电缆的分布电容变化。

1.2 因保护装置本身的缺陷所造成的误动作

①由于BLD-3型保护装置是采用全封闭式结构，同时，其电路是由分立式元件组装而成，在长时间的使用过程中，因电源变压器、限流电阻、稳压管等发热元件所产生的热量不能及时散发，造成封闭壳内温度升高（尤其是夏季显得更为突出），使壳内元件参数变化较大，工作点偏移也就较大，当某级电路处在截止与饱和的临界点时，保护装置就很可能误动作。具体表现为保护装置误动作后，如找出电路插件冷却一段时间后再重新插入使用时，装置不会立即动作，而是等温度上升后才又动作。

②该装置的电路未设置防高频信号干扰滤波电路， 因各种强干扰信号的串入调制，易造成误动作。

③该装置所定的零序电流150mA、零序电压2V的门坎值偏低，尤其对电网复杂矿井，误动作更为显著。

2 防止和减少装置误动作的措施

2.1 为了使零序电流互感器能正确地反映故障信号电流，安装时应注意零序互感器的极性（即将标有“L1”标记面向负荷侧）；将金属电缆头与支架之间用绝缘物隔开后再固定；电缆头的接地引线必须穿过零序电流互感器后再接至接地端。这样可以排除电缆外皮流过的电流与接地引线流过的电流相互之间的影响，以便检出真实的漏电信号。

2.2 为防止各种干扰信号串入保护装置，不影响装置的正常状态，可在其输入回路加装高通滤波器。电感线卷L采用直径0.64mm的漆包线在直径5mm木棒上密绕9匝而成：CA（100P）、CB（500P）两滤波电容均采用普通瓷片电容。当干扰信号出现时，先被CA滤除，残余信号经电感L后再次被CB滤除，从而达到抑制干扰的目的。

为避免干扰信号经稳压电源串入装置可在稳压管WD3与WD4两端并一个滤波电容Ca（1000P）；二极管D13与D14两端也并接一电容Cb（1000P）。

2.3 解决温升引起保护装置误动作的最简办法是在封闭式外壳的上下两方，离变压器较近的位置分别各钻5mm圆孔数个，以利于散除壳内热量。另外，由于原限流电阻为50Ω/8W，流过稳压管的电流巳接近极限值，使稳压管发热严重。因此，可将限流电阻R27的阻值改为100Ω/8W的线绕电阻，这样不但降低了壳内温度同时也不使稳压管过早老化（稳压值偏移较大）。

2.4 该装置所定的150mA及2V的门坎值低，可适当提高其门坎值。具体做法是增大输入信号限流电阻RB与反馈电阻R2的阻值，原则是使保护装置在有假漏电现象时不至于动作即可。

经过上述改进后，地面6kV配电室近半年的使用情况来看，效果较为明显。