在供电线路远端的抽油机应设置漏电断路器

一、事故经过

2012年7月4日下午3时10分左右，大雨过后，某油田抽油机站房，工人邬某手扶电动机时，感觉有电，本能的一甩手，人站立不稳，跌倒，头磕到抽油机电动机底座上，头部磕破，包扎后，送医院，经检查医疗观察后，自行回家。

二、事故调查和原因分析

对事故现场我们做了如下勘查：

1.该抽油机的动力电源变压器560KVA，10KV进户，低压侧中性点与接地装置连接，实测接地电阻R0=4Ω。是变压器低压中性点直接接地的接地系统。

2.变压器低压配电柜内有一自动断路器Q10，额定电流为400A，瞬时动作整定电流为Ia=10IE=4000A；按GB50054的规定，瞬时动作短路电流为5200A时才能瞬时动作。变压器低压配电柜内还有三根母线，一根载流零线N，这四根线送往抽油机站房，载流零线N为照明供电。抽油机设置人工接地装置。实测接地电阻Rc=4Ω。如图1所示。

3.抽油机的电源开关箱内有一个开关是自动断路器Q11，额定电流IE=100A，瞬时动作整定电流为Ia=10IE=1000A。按GB50054的规定，瞬时动作短路电流为1300A时才能瞬时动作。

4.电源来的N线直接送到抽油机的电源开关箱内，未送到抽油机电动机上，即抽油机电动机未接地。即未与电源的保护接地线PE连接。因为电源未送出保护接地线PE。 即电源来的N线，按载流零线使用，未按PEN线使用。

5.对抽油机送电，把一根金属棒A放在离电动机20m远的地面的水坑中，用万用表500V交流电压挡，测量电动机与水坑中金属棒A之间的电压：220V；说明电动机带电。

6.对抽油机断电，用兆欧表测量绝缘电阻，电动机的相线对地绝缘电阻为零。说明电动机带电是电动机漏电引起。

7.测电源相电压为222V，短路电流Id为：222÷（R0+Rd）=222÷（4+4）=27.5A.。这个短路电流小于变压器配电柜内的自动断路器Q10的动作电流5200A、抽油机电源开关Q11的动作电流1300A，使这两个开关都不能动作。抽油机上的对地电压，即电阻Rc上电压降Uc=111（V）。

因此，抽油机带电的原因是电动机带电未与电源接地线PE连接，导致短路电流（27.5.5A）小于自动断路器动作的电流值（5200A，2600A），不可能动作“跳闸”，是导致抽油机带电的的原因。

图1抽油机电动机带电的故障分析

8.邬某的接触电压大约为110V，邬某的人体电阻按GB/T 13870.1-92《电流通过人体的效应 第一部分：常用部分》，接触电压100～220V时，人体阻抗约为1000Ω，地面接触电阻（包括鞋袜电阻）按500Ω考虑，通过邬某的人体电流约为111÷1500=74mA.。按GB/T13870.1，人体长期通过这个电流，也会导致死亡。邬某接触时间短，是邬某免于一死的原因。

三、整改意见

1.标准规定

按GB50054的规定，该加油机电动机可以采用图2、3、4的TN、TT、IT接地系统。加油机电动机的金属外壳“接地”。“地”是TN、TT、IT系统的供电电源的保护接地线PE。

图2 TN系统接线图

图3 IT系统接线图

图4 TT系统接线图

2.该抽油机电动机应组成TN系统，PE线或PEN线重复接地，加设漏电断路器

图2中，变压器供电电源为TN-C系统，抽油机电动机配电箱电源开关Q11处的N线作为PEN线使用，设立PEN端子，从PEN端子分出PE线和N线。N线可以为接触器220V线圈控制电源和照明供电；PE线接到抽油机电动机接线盒的接地端子上，抽油机电动机金属外壳再接到接地装置上。实现抽油机电动机与电源的保护接地线PE连接，又与接地装置连接。同时过电流保护装置采用漏电断路器，如Q11。如有可能Q10也采用漏电断路器。

图5 采用TN 系统又与接地装置连接还采用漏电断路器的示意图

图5中，如果采用TN系统，采用自动断路器时，短路故障时一般不能动作。采用漏电断路器时，一定能动作。

设抽油机电动机距离变压器2000m；采用3×35+16的电缆供电；铜线。铜电阻率为 0.0175 Ω mm2/m；相线电阻（铜）为0.0175×2000÷35=1.00（Ω）；接地线线电阻（铜）为0.0175×2000÷16=2.1875（Ω）；短路回路中的相零回路阻抗ZS为3.1875Ω，短路电流Id1，为222÷3.1875=70（A），Q11如果采用自动断路器，额定电流为100A，瞬时动作电流为1300A；Q11不能动作。

自动断路器Q10，额定电流为400A，瞬时动作短路电流为5200A，70A的短路电流不可能使它瞬时动作。

Q11如果采用漏电断路器，额定工作电流为100A，额定动作电流为0.2A；漏电断路器Q11能动作。

图5中，如果采用TT系统，采用自动断路器时，短路故障时肯定不能动作。采用漏电断路器时，一定能动作。

设RO=4Ω；RC=4Ω。短路电流Id2，为222÷8=27.75（A），Q11如果采用自动断路器，额定电流为100A，瞬时动作电流为1300A；Q11不能动作。

自动断路器Q10，额定电流为400A，瞬时动作短路电流为5200A，27.75A的短路电流不可能使它瞬时动作。

采用额定动作电流为0.2A的漏电断路器时，一定能动作。

如果采用TN系统接线时，短路电流大，漏电断路器Q11动作可靠。万一TN系统的接地线PE断线时，失去TN系统功能，又是TT系统，但可靠性差，因为RO和RC会随时间季节的变化而变化。因此维持TN系统的导电连续性是必要的。

如果按图5所示，是TN系统，又是TT系统，采用漏电断路器，抽油机不可能长期带电。同时最好在抽油机站设置二级漏电断路器，即再设置一级漏电断路器，额定动作电流一般不大于200mA。

参考文献：

[1]GB50054-2010《低压配电设计规范》.