．配电 住宅用自恢复式过欠电压保护器的隐患及防范措施 张刘斗王农高新霞 （北京ＡＢＢ低压电器有限公司，１００１７６，北京） ＪＧＪ ２４２＿２０１１《住宅建筑电气设计规范》和 ＧＢ ５０３６８－－２００５《住宅建筑规范》明确要求，每 套住宅应该设置电源总断路器和自恢复式过欠电压 现主电路中的Ｌ极和Ｎ极同时通电动作。 ２住宅建筑中配电层面常用的结构布局 保护器（ＯＵＰＡ），同时要求户内的各电源插座回 ＪＧＪ １６＿２００８《民用建筑电气设计规范》第 路（除分体式壁挂空调的电源插座回路外）应设 置剩余电流动作保护器。 在住宅配电线路中使用ＯＵＰＡ不但能保护住宅 配电线路中的电气设备免受异常电压而毁坏，而且 其自恢复功能可以给后端用户提供异常电压故障排 除后及时用电的便利。市场上ＯＵＰＡ种类繁多、功 能各异、质量参差不齐，若在配电线路中选用和搭 配不当，轻者会导致户内的电气设备毁坏，重者会 危及人身安全。因此，分析住宅建筑中配置ＯＵＰＡ 存在的问题，制定预防措施具有十分重要的现实 意义。 １ ＯＵＰＡ的种类 ＯＵＰＡ分为自恢复式过电压保护器（ＯＰＡ）、 自恢复式欠电压保护器（ＵＰＡ）、自恢复式过欠电 压保护器（ＯＵＰＡ）。对家用电器而言，一般认为， 过电压造成的危害远远大于欠电压造成的危害，下 面着重对具备过电压保护功能的ＯＵＰＡ类产品进行 分析。 国家标委会制定的《自恢复式过欠电压保护 器（ＯＵＰＡ）》规范送审稿第４．３条规定：“根据带 与不带过电流保护型式分：带过电流保护ＯＵＰＡ， 不带过电流保护ＯＵＰＡ。”据当前市场上产品的情 况和技术分析，不带过电流保护的ＯＵＰＡ产品采用 继电器原理实现异常电压保护切断和正常电压自恢 复接通功能，其主要特点是：不具备过电流保护功 能，仅实现Ｌ极的切断和接通。带过电流保护的 ＯＵＰＡ产品是在已经广泛使用并得到认可的过、欠 电压断路器的基础上增加了电机类（或ＡＢＢ的另 外一种膨胀驱动装置类）的自动合闸装置实现自 恢复接通功能的，其主要特点是：具备过电流保护 功能，过、欠电压故障后，主电路中的Ｌ极和Ｎ 极能被同时切断；同样，在电压恢复正常后，通过 驱动装置推动具备过、欠电压保护功能的ＭＣＢ实 １Ｏ．８．１１条规定：住宅配电箱（分户箱）的进线端 应装设短路、过负荷和过、欠电压保护电器；分户 箱宜设在住户走廊或门厅内便于检修、维护的地 方。ＧＢ ５０３６８－－２００５第８．５．４条规定：每套住宅应 设置电源总断路器，总断路器应采用可同时断开相 线和中性线的开关电器。ＧＢ ５００９６－－２０１ １《住宅 设计规范》第６．５．２条规定：电源插座常接用手 握式电器，当电器绝缘损坏时易引起电击伤亡事 故，因此应设置漏电保护装置以快速切断电源；空 调机不是手握式电器，一般为绝缘外壳，且安装位 置较高，故不必设置漏电保护装置。 根据上述规范的规定，在国内常用配电层面的 结构布局中，过电压类保护器的安装主要有以下两 种方式：一种是以天津地区为代表的做法，将单相 进线过电压保护断路器安装在电能表箱内，在电能 表之后选用同时断开中性极（即２Ｐ）的微型断路 器，后端的户内配电箱设置手握式电器接插的电源 插座回路剩余电流保护断路器；另一种是以北京地 区为代表的做法，将过电压保护断路器安装在分户 配电箱内，分户配电箱内设置手握式电器接插的电 源插座回路剩余电流保护断路器。我国内地除少数 沿海发达城市外，大部分户内住宅过电压保护器后 端配置的漏电保护器为经济型电子式漏电保护器。 对于三相进线而言，根据不同的供电方式，过 电压类断路器的选择和安装位置也有不同。图１、 图２、图３分别为常见的住宅户内配电方式及过电 压类断路器的安装布局。 图ｌ为放射式户内配电箱系统示意图，即户内 只安装一台配电箱，所有用电设备均从该配电箱内 引出的配电线路，任意回路出现故障，均不影 响其他线路的正常使用，供电可靠性较高，加工生 产亦较简单。 图２为树干式户内配电箱系统示意图。树干式 配电一般是首层配电箱进线断路器为三相，各层配 雩世雾（２０１５—８） Ｌ１ ￥２０１一Ｃ１６ ＷＬ１ 一／， 明 Ｇ￥２０１－Ｃ１６ ＷＬ２ Ｌ２ ……ｉ —＿＾／ 自 厅插座 Ｇ￥２０１—Ｃ２Ｏ ＷＬ３ Ｌ３ Ｉ－……ｌ ／，一 房插座 Ｇ￥２０ｌ—Ｃｌ６ ＷＬ４ Ｌ１ ｒ……１ ／ 生间插座 ＧＳ２０ｌ—Ｃ２Ｏ ＷＬ５ ￥２０３ＮＡ—Ｃ４０＋ ＷＭ・ ２ ……ｌ ／，一 ｌ 室插座 ／， Ｇ￥２０ｌ—Ｃ１６ ＷＬ６ Ｌ３ｒ……ｌ ＞， 一 ｆ 室插座 Ｇ￥２０１一Ｃ２０、ⅣＬ７ Ｌｌ ｒ…一ｉ ／，一 水器 Ｌ２ ￥２６１一Ｃ２０ ＷＬ８ ／ ｌＪ： 调机 Ｌ３ ￥２０１一Ｃ２０ ＷＬ９ 投 一／ 嗣 用 由荫 凼牯 ～Ｌ１ ￥２０１一Ｄ２０ ＷＬ１０ ，调机 图１ 放射式户内配电箱系统 三层配电箱 ￥２０１ＮＡ～一 ．，￥２０１一Ｃ１６ ＷＬ１ ／ｒ 照明 Ｃ３２＋ＡＶＭ Ｇ￥２０ｌ—Ｃ２０ ＷＬ２ ：：……１ Ｌ３ 园 王 ／￥２一０１ 一Ｃ２０ ＷＬ３ 卧室插座 一■ 空调机 二层配电箱 ￥２０１一Ｃｌ６ ＷＬ４ ￥２０ｌＮＡ— ／ 照明 Ｃ３２专 ＶＭ ｆ……Ｇ￥２０１一Ｃ２０ ＷＬ５ ‘１ ▲ Ｌ２ 圈王 ／ｒ一 臣｝室插座 ￥２０１一Ｃ２０ ＷＬ６ ・ —— 、，／ 空调机 ￥２０１一Ｃ１６ ＷＬ７ ￥２０１ＮＡ— ／， 照明 Ｃ３２＋ＡＶＭ Ｇ￥２０１－Ｃ１６ ＷＬ８ ｒ……ｌ ／一ｕ ／一 客厅插座 Ｇ￥２０ｌ—Ｃ２０ ＷＬ９ ……。 ＾ … ／ 厨房插座 首层配电箱 图２树干式户内配电箱系统 电箱分别接至其中一相；三相设备从首层主断路器 后直接引出。由于各分支配电箱为单相进线，故应 在分支配电箱进线断路器处设置过电压保护，三相 进线总断路器选用普通断路器即可。 图３为混合式户内配电箱系统示意图。混合式 即树干式与放射式的结合，总配电箱安装在首层， 本层设备以放射式从该箱引出配电回路，分层配电 箱安装在相应各层并分别引出配电回路。当分支配 电箱采用单相供电时，过电压保护装置宜设置在各 分层配电箱进线断路器处或总配电箱出线断路器 雩世幂（２０１５—８） ・ 鲁・ ＿＿－●＿＿＿＿－＿●＿＿＿＿●●＿＿－＿－●●＿＿＿－●＿＿＿●－●－●’●＿●●●＿●●－●＿＿－－－●＿＿－－＿＿＿＿＿‘—。—。—‘—。－。●＿—●●－●－●＿●－●＿ ￥２０ｌ—Ｃ１６ ＷＬ１ 工作室插座 会客厅插座 洗衣间插座 厨房插座 卫生间ｌ插座 卫生间２插座 照明１ 照明２ 室外照明、 门铃 弱电电源 应急照明 风机盘管 ＡＬ２ ＡＬ３ ＡＬＫ 备用 图３混合式户内配电箱系统 处，配电总箱进线断路器不再设置过电压保护。 ＪＧＪ ２４２－２０１１第６．３．２条规定，每套住宅应 设置自恢复式过、欠电压保护电器。上述常用住宅 建筑配电层面的过压类断路器将会被ＯＵＰＡ产品 替代。 ３住宅建筑中配置ＯＵＰＡ存在的问题及预防措施 根据ＪＧＪ ２４２＿２Ｏ１１第６．３．２条强制要求，国 家标委会制定了ＯＵＰＡ的相关标准，该标准当前正 处在报批之中。问题是新标准中的部分条款对市场 上已有的多种产品实行包容性接受（允许使用）， 当用户根据该标准选用ＯＵＰＡ产品，并在传统配电 系统中使用时，系统会存在一定的安全隐患或 不便。 下面根据新标准的具体条款及ＯＵＰＡ在传统配 电系统中存在的隐患进行分析，并给出预防措施， 供大家讨论。 ３．１ Ｎ极带电隐患分析及预防措施 《自恢复式过欠电压保护器（ＯＵＰＡ）》规范送 鲁 审稿第４．３条规定：“根据带与不带过电流保护型 式分：带过电流保护ＯＵＰＡ，不带过电流保护 ＯＵＰＡ。”第８．１．２条规定： “除了可开闭中性极 （如有）外，ＯＵＰＡ的所有其他极的动触头机械连 接，无论是手动还是自动操作，应同时接通和分 断。”从以上两条可以得出，该规范允许当前市场 上存在的不能断开中性极（仅能断开Ｌ极）的不 带过电流的ＯＵＰＡ产品在住宅配电系统中使用。针 对三相负载不平衡的“断零”故障，若配置的过 电压保护器为继电器原理的不带过电流保护的 ＯＵＰＡ，在异常电压出现后，ＯＵＰＡ切断（且只能 切断）主电路中的Ｌ极，而Ｎ极由于电位漂移， 会存在较高的电位。不带过电流保护的ＯＵＰＡ后端 安装的保护人身安全的电子式漏电保护器此时得不 到电源的支持，处在失效状态，Ｎ极的高电位势必 会对户内的人身安全构成巨大的威胁。 针对由于“断零”造成的Ｎ极带电隐患问题， 可以采用如下三种方式预防： （１）要求在住宅人户配电箱内安装可以同时切 断Ｌ极和Ｎ极的过电压保护器或异常电压保护 器ＯＵＰＡ； （２）改变现有标配的供配电系统方式，将漏电 保护器置于户外的过电压保护器的前端； （３）在国内强制推广并使用可靠性更高但价格 昂贵的电磁型漏电保护器。 综合以上三种预防措施，最优措施为方案 （１），即要求住宅入户配电箱内安装和使用可以同 时接通、分断Ｌ极和Ｎ极的过电压保护器或 ＯＵＰＡ。这样，既不需要改变现有供配电系统方 式，也不会出现不符合中国国情硬性要求采用价格 昂贵的电磁型漏电保护器而产生的高成本问题。 ３．２在供配系统中容易造成死循环的问题及预防 措施 在《自恢复式过欠电压保护器（ＯＵＰＡ）》规 范送审稿中没有涉及ＯＵＰＡ产品应用到供配电系统 时，由于“断零”造成的三相不平衡电压出现死 循环的问题，即：如图４所示的住宅建筑常用的 ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统，后端负载是造成三相不平衡电压 的必要条件。当ＯＵＰＡ前端出现三相不平衡电压 时，ＯＵＰＡ保护分闸，将前端的电源与后端的负载 隔离，负载被切断，ＯＵＰＡ前端的三相电压很快进 入平衡状态。 由于ＯＵＰＡ具备探测前端电压正常时的自恢复 Ｌｌ ——” Ｌ２ ” — — Ｌ３ Ｉ Ｎ ＰＥ ｌ一． ●●＿＿ －●●＿ Ｉ ；＼ 一 －一 ＼一、Ｉ Ｉ ＿ｌ一 一 －－●＇－ －－｝ｊ ｌ ６ ６ ６ ６ 工作接地保护接地 负载 图４住宅建筑常用的ＴＮ—Ｃ—Ｓ系统 接通功能，当负载断开后，ＯＵＰＡ探测到前端电压 正常时，随即实现自动复位，使得后端负载再次接 通到电源回路中。此时，故障并没有排除，ＯＵＰＡ 前端的三相系统很快又进入到电压不平衡状态，使 得ＯＵＰＡ再次由于异常电压保护而分闸，切断负载 与供电电源之间的回路。该供电回路进入到一种分 闸、合闸、再分闸、再合闸的死循环状态，直至线 路中的某个负载由于异常电压而损坏，该死循环 终止。 针对以上供电系统的死循环问题及造成的危 害，可以采取如下措施来解决。 （１）要求在ＯＵＰＡ上设计锁定装置，当设定的 循环次数超过安全设定次数时，ＯＵＰＡ上的锁定装 置能将自恢复功能锁定，终止死循环。客户或供电 方发现ＯＵＰＡ上的自动合闸功能处在该锁定位置 时，便得知线路有异常电压故障，可及时进行 维修。 （２）从第一次循环开始，以后每次循环中的自 恢复延迟时间都适当加大，在确保设备不被损坏的 前提下，给出供电方发现问题和维修的时问。 ４结语 作为保护后端负载设备和人身安全的ＯＵＰＡ， 在为设备和人身提供安全保障的同时，也为供电方 和客户提供了具有自恢复功能的便利。市场上的 ＯＵＰＡ种类繁多，功能各异、质量参差不齐，要求 标准制定者要结合供配电系统的实际状况和现实中 可能出现的故障情况，对产品的功能和结构提出合 理的要求；同时，要求供配电设计人员或客户在选 用ＯＵＰＡ产品时，选择质量好的产品，尽量避免由 于ＯＵＰＡ的功能不足而引发的电力故障，提高供电 的安全性和可靠性。 （编辑叶帆） 【供电低压断路器保护标准安全性】 需世幂（２０１５—８）
