第一個問題，什么是剩余電流？以及檢測剩余電流的原理。假設有三根水管A、B、C里面的水都流進水管N。正常情況下，管子沒漏時里面的水量A+B+C=N對吧，考慮水流方向，那A+B+C-N=0對吧。圖中那個橢圓虛線框就是貴司產品里面的某一個用來檢測A+B+C-N是不是等于0的元件。（當然，交流電）在水沒漏的情況下貴司的產品檢測到的剩余電流，哦不對剩余水流就等于0（當然，對電流來說，檢測的是矢量和。不過這不重要，反正你也不是搞技術的。）。

如果在某種情況下，某根管破了，漏水啦。像下圖這樣，有一部分水流到土里去了（在電氣里，我們叫接地故障）。

這個時候，虛線框就檢測到A+B+C-N不等于0了，然后你們的監控系統就知道出現剩余電流哦不對，漏水了。到漏水量到達800mA時，你們的系統就會發出警報啦。第二個問題，剩余電流過大都是什么情況引起的？還是說上面的水管，既然有水漏了，那肯定是水管壞了唄。把水管換成電線/纜，就是絕緣層破壞，電“漏走了”。所以造成剩余電流過大的情況就是多數都是因為絕緣層老化、破壞、絕緣水平下降等，導致了接地故障。第三個問題，探測器測量的電流是零線的電流嗎？當然不是，是檢測的相線和零線的電流矢量和。就像上面的水管一樣，你光檢測N管，你怎么知道有漏水？

電器設備的漏電電流最大安全值是多少毫安（1）手握式用電設備為15mA；

（2）環境惡劣或潮濕場所的用電設備為6～10mA；

（3）醫療電氣設備為6mA；

（4）建筑施工工地的用電設備為15～30mA；

（5）家用電器回路為30mA；

（6）成套開關柜分配電盤等為100mA；

（7）防止電氣火災為300mA。

漏電保護開關的動作電流500mA和300mA應怎樣選擇呢《低壓配電設計規范》中要求防接地故障火災的RCD動作值為0.5A.王厚余老師介紹說：按IEC標準這一0.5A限值是對生產、加工或儲存可燃物質的BE2級火災危險場所規定的，因為小于0.5A的電弧能量不足以引燃起火。300MA=0.3A500MA=0.5A漏電電流并不會引起火災。火災通常是大電流（電流的熱效應），所以應該是過載與短路。是因為漏電時火線會與地接觸，此時電流會很大，致使電線發熱起火余鋼鐵股份有限公司安全環保部

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摘要：低壓配電系統中漏電產生的電流和電壓均可引起火災，指出漏電仍是導致電氣火災的重要原因之一，并提出漏電的技術防范措施。關鍵詞：漏電

漏電電流

漏電電壓

漏電保護

等電位

引發電氣火災的原因主要有：短路、過負荷、接觸不良、漏電、燈具和電熱器具引燃可燃物等，近年來，由于漏電引起的火災不斷發生而且這種火災比起短路等引起的火災更具有隱蔽性，漏電失火后往往難以找出真正的原因，容易被短路等假象所掩蓋，因此，危害性就更大。某公司煉鋼廠轉爐水泵房2006年8月15日由于低壓電纜漏電引起了高低壓電纜燒損事故,燒壞的電纜共計206根,造成煉鋼廠三座轉爐停產二天零七小時,直接修復材料費用約14.4萬元。充分了解漏電的火災危險性，加強對漏電的技術防范措施應是電氣防火工作的重要任務之一。一、漏電的火災危險性電氣線路或設備絕緣損傷后，在一定的環境下，對靠近的物質（穿線金屬管、電氣裝置金屬外殼、潮濕木材等）會發生漏電，漏電可使局部物質帶電會給人們造成嚴重的或致命的觸電,所產生火花、電弧過熱高溫會造成火災。目前，在低壓配電系統中多采用接零保護（接地保護）及過流保護裝置（熔斷器等）,不能防止嚴重的漏電短路的情況發生。1、問題的提出當電氣設備發生漏電即碰殼短路時，電流將設備外殼、保護接零線（保護接地線）、零線（大地）形成閉合回路，通常漏電電流很大，會使熔斷器動作而切斷電源，似乎這種漏電的危險性可以避免，但如果下述原因的存在，過電流保護裝置就不一定絕對可靠。（1）熔斷器規格可能人為加大倍數或被銅絲代替，起不到過流保護作用。（2）電故障點可能發生在系統的足夠遠的未端，故障回路阻抗較大，漏電短路電流不足以使熔斷器動作。（3）如果電氣設備容量較大，熔體額定電流超過漏電電流，熔斷器也不會動作。（4）接地裝置不符合要求，造成接地電阻較大，導致漏電短路電流較小，也不會使熔斷器動作。（5）當采用過電流自動保護開關時，開關失靈或脫扣電流設置量過大，自動保護開關不動作。（6）保護接零（接地）線的接線端子連接不良，造成接觸電阻過大，限制了故障電流，致熔斷器不動作。上述現象在實際中并不少見或存在一種或同時存在幾種且不被人重視，因此漏電一旦發生，將持續存在，導致觸電或電氣火災事故。2、漏電引起火災的原因（1）漏電電流引起火災,漏電事故故障點通常情況下接觸不良，導致接觸電阻較大，使過電流保護裝置難以動作，同時，會在故障點處產生電弧，據測僅0.5A的電流的電弧溫度可達2000℃以上，足以引燃所有可燃物。（2）保護零線或保護地線的線徑大小容易被忽視，如果選擇過小，當通過較大的漏電電流時，線路溫升較快，同樣也能引起火災。（3）在潮濕環境下，當帶電裸導線接觸木材，泄漏電流流徑木材表面纖維時，會使木材炭化發展成火災事故。日本秋田大學電氣工程系的教授曾做過了實驗證明這一現象，從這實驗也提醒我們電氣線路未經穿管保護而通過可燃物時是十分危險，同時這種漏電的危險性存在于所有的配電系統中。（4）保護零線或保護地線的接線端子處連接不良也能引起火災。相線與零線接線端子連接不良設備工作不正常，可以及時發現得到處理，而保護零線或地線的接線端子連接不良,電阻過大，設備照常工作，但故障不易發現，一旦發生漏電，由于故障點接頭太松或腐蝕造成局部過熱，連接端子處產生高溫或電弧，能夠引燃周圍可燃物質或燒壞電器插座、開關等。3、造成漏電的因素造成漏電的因素很多，歸納起來，主要有以下幾種：（1）低壓配電系統的安裝存在問題，主要表現在安裝人員專業素質參差不齊，難以保證安裝質量；線路的敷設過程中，線路的絕緣損傷，在潮濕或存酸堿腐蝕性的環境中，電線明敷、設備未做保護直接安裝，導線接頭連接質量和絕緣包扎質量不符合要求。（2）電氣線路或設備疏于檢查，因過負荷或使用年限較長等原因絕緣老化。（3）選用劣質的絕緣不良的電氣產品。（4）外界因素：水份浸入，擠壓、鼠咬等。二、漏電火災的防范措施1、嚴格按照低壓電氣裝置操作規程進行操作,非電氣專業人員不準上崗作業，杜絕造成低壓電纜漏電的各種人為因素。2、電氣線路通過燃物時，應穿金屬管或阻燃套管，采用金屬管布線時，一定要防止電線絕緣層被傷，配電裝置（開關、插座、配電箱）和用電設備與可燃物應保持足夠的安全距離。3、裝設漏電保護器。現行的低壓配電系統中設置的保護接零和過流保護裝置等措施不能完全有效地防止漏電火災的發生，因此在96年施行的國際《低壓配電設計規范》中有明確要求：為防止大面積停電，在電源總配電箱和用戶開關箱中應分別設置漏電保護器，其額定動作電流和額定動作時間應合理配合，使之具有分級保護的功能。4、保護接零及保護接地線的截面積選擇必須經過計算確定，并用碰殼短路電流較核，其接線端子必須可靠連接，不允許有松動，并經常檢查其連接處。5、接地電阻應符合設計要求，電氣設備的保護接地電阻值不應超過4歐姆，如果用電設備的容量較大，熔體熔斷電流也較大，應增加接地線截面積或并聯接地體以充分減小接地電阻值，增大漏電短路電流，有利于保護裝置動作。6、實施等電位聯結，所謂等電位聯結是指將保護接零總線與建筑物的總水管、總煤氣管、暖通管等金屬管道或裝置用導線聯結的措施，以達到均衡建筑物等電位的目的，尤其是對于易燃易爆場所更有其不可替代的作用。漏電保護器對于單相220V線路只能提供間接接觸保護，同時還存在因機件磨損，接觸不良，質量不穩定等因素，而導致動作失靈的種種隱患，不能單獨成為一種可靠性的保護措施，因此尚應實施等電位聯結，才能有效地消除漏電的電氣線路或設備與低電位的金屬構件之間產生電弧、電火花的產生，即消除漏電電壓引起火災的可能.總之,低壓配電系統中漏電現象產生的危險性雖然時有發生,但造成的損失是非常巨大,必須引起高度重視.人體所能承受的最大電流是多少？行業規定安全電壓為36V，安全電流為10mA，原因如下：

電擊對人體的危害程度，主要取決于通過人體電流的大小和通電時間長短。電流強度越大，致命危險越大；持續時間越長，死亡的可能性越大。能引起人感覺到的最小電流值稱為感知電流，交流為1mA，直流為5mA；人觸電后能自己擺脫的最大電流稱為擺脫電流，交流為10mA，直流為50mA；在較短的時間內危及生命的電流稱為致命電流，如100mA的電流通過人體1s，可足以使人致命，因此致命電流為50mA。在有防止觸電保護裝置的情況下，人體允許通過的電流一般可按30mA考慮。

人體對電流的反映:

8~10mA手擺脫電極已感到困難,有劇痛感(手指關節).

20~25mA手迅速麻痹,不能自動擺脫電極,呼吸困難.

50~80mA呼吸困難,心房開始震顫.

90~100mA呼吸麻痹,三秒鐘后心臟開始麻痹,停止跳動.

根據歐姆定律(I＝U／R)可以得知流經人體電流的大小與外加電壓和人體電阻有關。人體電阻除人的自身電阻外，還應附加上人體以外的衣服、鞋、褲等電阻，雖然人體電阻一般可達5000Ω，但是，影響人體電阻的因素很多，如皮膚潮濕出汗、帶有導電性粉塵、加大與帶電體的接觸面積和壓力以及衣服、鞋、襪的潮濕油污等情況，均能使人體電阻降低，所以通常流經人體電流的大小是無法事先計算出來的。因此，為確定安全條件，往往不采用安全電流，而是采用安全電壓來進行估算：一般情況下，也就是干燥而觸電危險性較大的環境下，安全電壓規定為36V，對于潮濕而觸電危險性較大的環境(如金屬容器、管道內施焊檢修)，安全電壓規定為12V，這樣，觸電時通過人體的電流，可被限制在較小范圍內，可在一定的程度上保障人身安全。工程材料失效分析姓名：學號：案例一乙烯裂解爐爐管破裂原因分析某石化公司化工一廠裂解車間CBL一Ⅲ型乙烯裂解爐于1998年9月投入運行，1999年4月檢查發現一根裂解爐管發生泄漏。為查明爐管泄漏原因，對失效爐管進行了綜合分析。CBL一Ⅲ型乙烯裂解爐爐管工作溫度為1050～llOO℃，材質化學成分（質量分數）為0.35~0.60%C;1.0%~2.0%Si;1.O%~1.50%Mn;33%~38%Ni;23%~28%Cr及微量Nb.Ti.Zr等。宏觀觀察失效爐管表面可以看出，泄漏部位爐管內、外壁均有兩個孔坑，兩個孔坑在內、外表面相互對應，孔坑邊緣金屬略有凸起，呈火山口狀。仔細觀察發現，在內壁兩個孔坑附近表面有一約3mmxlmm凸棱，凸棱略高于附近爐管表面（圖11-1、圖11-2）。化學成分分析結果表明，失效爐管化學成分符合廠家技術要求。金相檢查結果表明，失效爐管顯微組織基體為奧氏體，晶界分布有骨架狀碳化物，晶內和晶界分布有一定數量的顆粒狀碳化物（圖11-3）。能譜分析結果表明，這些顆粒狀碳化物為Nb.Zr.Ti或Cr的碳化物。晶界分布的骨架狀碳化物系以鉻為主的碳化物。首先，采用掃描電鏡觀察了泄漏部位爐管內、外表面的放大形貌，觀察發現，所有孔坑均存在白亮色塊狀物。通常，不導電的非金屬氧化物或金屬氧化物在電子束作用下因積累電荷而呈白亮色。能譜分析結果表明，白亮色塊狀物含有很高的稀土鈰。分析認為，白亮色塊狀物為稀土氧化物。在泄漏部位，分別在內壁凸棱和孔坑兩處，垂直于內表面制備了爐管橫截面金相試樣。可以看出，不論是凸棱對應部位，還是爐管內、外表面兩個孔坑之間，爐管橫截面均分布有宏觀深灰色金屬夾雜物，夾雜物在內、外表面兩個孔坑之間連續貫通（圖11-4）。在掃描電鏡下進一步觀察、分析結果表明，兩個橫截面深灰色區域同樣是稀土鈰的氧化物（圖11-5）。采用微型拉伸試樣，對失效爐管進行了1100℃短時高溫拉伸試驗，其結果如表11-1所示。可以看出，失效爐管1100℃高溫短時拉伸性能低于廠家相關技術要求。失效爐管顯微組織為奧氏體，晶界分布有骨架狀碳化物，晶內和晶界分布有一定數量的顆粒狀碳化物。這種骨架狀碳化物是鑄件在緩慢的冷卻速度下通過奧氏體溫度范圍時形成的，這種組織會降低逐漸的塑性和韌性。爐管在高溫下長期運行，材質受到嚴重損傷，材料的微觀組織惡化，碳化物會發生嚴重粗化，使得爐管的高溫持久性能下降。因為在熱處理時沒有消除這些骨架狀碳化物和顆粒狀碳化物，爐管中出現的少量氣孔組織會集中在碳化物的位置上形成裂紋，或者工作應變疲勞裂紋會沿著晶界碳化物發展，造成整塊的沿晶剝落，出現了圖中的孔坑。失效爐管的泄露部位內、外孔坑處存在稀土氧化物。這種稀土夾雜物聚集在晶界處，造成夾雜物與集體之間界面處的應力集中。晶界處聚集的稀土氧化物割裂了材料的連續性，最終在晶界處剝落失效。澆注中不可避免的會形成夾雜，該爐管成分中的錳含量過高，高溫作業時形成錳的氧化物，錳的氧化物容易形成形核的質點，稀土的活性很大，會有部分稀土逐漸吸附到錳的氧化物上形成稀土夾雜物。夾雜物偏聚在晶界附近導致了爐管的失效，夾雜物的存在改變了晶界原有的特性，其斷裂往往起始于這些地方，最終導致材料力學性能的下降。這也解釋了爐管在高溫拉伸性能低于廠家要求的現象。因此得出結論認為爐管的失效原因是澆注冷卻時形成的晶界碳化物網狀結構和在晶界分布的稀土夾雜物。因此需要對爐管進行適當的熱處理，例如正火后回火消除網狀組織。對于稀土夾雜物應該改善稀土夾雜物的形態，使其大部分呈現球狀，還是需要調整材料的成分，改善稀土夾雜物的形貌。案例二汽輪機末級葉片斷裂原因分析某電廠2號發電機組運行一年半后出現低真空，負荷降至22萬kW，系統電壓明顯降低，隨即甩掉負荷。重新啟動電源泵不能工作。經化驗，復水器水質硬度偏高，凝結器大量漏水。進一步檢查發現，有20根銅管發生泄漏，采取措施后復水器仍然泄漏。停機開缸檢查發現，汽輪機兩支末級葉片斷裂，另有67支葉片發生了不同程度磨損、變形。末級隔板復環汽封全部損壞。為查明末級葉片斷裂性質及其成因，對故障件進行了綜合分析。該電廠2號機系300MW汽輪發電機組，其蒸發量為970t/h，入口蒸汽溫度為535℃，蒸汽壓力為17.35Mpa。該機組投產后工作一直斷續運行，至一年半后出現故障，共啟停64次，累計運行3315h。汽輪機末級葉片共94片，材質為2Cr11NiMoV耐熱鋼。葉片工作部分高度為844.55mm。進氣側葉刃自頂部向下嵌焊265mm×16mm×1.6mmStellite合金片，采用Inconel82焊絲將合金片邊緣與葉片焊接。送檢末級葉片斷裂位置距頂端265mm。斷落部分因受其他葉片碰撞、擠壓已發生嚴重塑性變形及碰傷。所包嵌的Stellite合金片已全部剝落，只剩下兩側焊根。斷裂表面雖未直接受損，但因刃部合金片掉落已使斷口關鍵部位（裂紋起始部位）嚴重殘缺。斷裂葉片剩余部分基本完好，斷裂表面未受碰損（圖10-4）。圖10-5示出了葉片斷口的宏觀形貌。可以看出，斷裂表面明顯分為兩個區域，即光滑區和纖維區。光滑區在葉片進氣側。在光滑區內宏觀疲勞條紋極為明顯，宏觀疲勞條紋為設備啟動、停機或功率變化留下的痕跡。光滑區即疲勞裂紋擴展區，在疲勞裂紋擴展的后期，尚可見有由葉刃向排氣側擴展的放射狀條紋。光滑區與纖維區之間弧形條紋實際上代表疲勞裂紋終止線。纖維區為終斷區，即瞬時斷裂區。根據宏觀疲勞條紋及疲勞裂紋終止線的指向可以判斷，疲勞裂紋起始于進氣側葉片刃部。從斷口宏觀形貌還可看到Stellite含金片的截面形狀。由于葉片斷裂恰好處于Stellite合金片下端與基體金屬焊合部位，所以正如外觀檢查時看到的，斷掉部分葉片刃部的Stellite合金片除兩側焊根外已全部剝落，而在剩余部分葉片斷口上看到了與基體金屬融合很好的堆焊層。能譜分析結果表明，該堆焊層所有部位均未發現單一組分的鈷基Stellite合金片及Inconel鎳基合金，而是Fe.Ni.Co.Cr含量都很高的基體、合金片及焊絲共同組分的融合物。采用掃描電鏡觀察了斷裂表面不同部位的微觀形貌。首先，在葉刃及其鄰近區域發現有明顯的焊接缺陷——焊縫凝固裂紋，即熱裂紋。凝固裂紋分布在長3mm、寬2mm范圍內。圖10-6示出了裂源附近斷口的放大及微觀形貌。不難看出，斷口表面具有典型的金屬凝固的自由面形態特征。焊縫金屬冷凝過程中，在液態與固態同時并存的溫度區間，由于結晶偏析，沿樹枝狀晶間、胞狀晶間或一次結晶的柱狀晶晶界發生而形成的裂紋均屬凝固裂紋。凝固裂紋斷口的自由面特征形貌與形成溫度密切相關。形成溫度高時，除樹枝狀晶一次枝晶外，尚可見有二次枝晶凸起；形成溫度低時，不但一次枝晶凸起不明顯，而且逐漸接近平坦的沿