低压配电的触电保护技术及其发展

1特别策划低压配电的触电保护技术及其发展李天友1，郭峰2（1．厦门理工学院电气工程与自动化学院，福建 厦门 361024；2．福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州350108）摘 要：长期以来，低压配电网人身触电事故时有发生，触电已成为社会公共安全的一大风险。触电保护是一项系统工程，涉及剩余电流保护技术与低压接地型式两大方面内容以及两方面技术的协调配合问题。首先介绍剩余电流保护技术和触电故障识别方法的研究和应用现状，阐述低压配电网、用电设备的接地型式以及触电保护的合理配置，分析实际运行中在配电网侧与用户侧接地和保护的协调配合中存在的问题及安全风险，最后对当前低压配电触电保护技术需进一步研究和完善的问题进行了总结与展望。关键词：低压配电；剩余电流保护；触电故障识别；接地型式；接地保护中图分类号：TM77 文献标志码：A DOI：10.19421/j.cnki.1006-6357.2019.12.001 0 引言据国家统计局的有关数据统计显示，中国每年因触电死亡的人数约8 000人，年用电量与触电死亡人数的比值约是8亿kWh/人［1］。又据美国消费产品安全委员会（the U.S．Consumer Product Safety Commission）的统计数据，目前美国每年触电死亡人数约400多人，年用电量与触电死亡人数的比值为100亿kWh/人，是中国的［1］成触电事故和电气火灾时有发生，因此对剩余电流保护器的需求量增大。进入21世纪之后，国外很多学者致力于提高RCD的性能研究，包括新型剩余电流检测材料［8］、保护装置动作的判据［9］、增加滤波装置［10］、改进工艺设计［11］等，以提高剩余电流保护器动作可靠性。中国是在1960年左右开始剩余电流保护技术的研究，直到1982年剩余电流保护器才进入一定规模的生12.5倍，百万人口死亡率仅是中国的20%。可见中国产，1985年研制出第一台电子式RCD，并迅速地投入使的用电安全水平与国际先进水平相比还有较大的差距。用。近年来，国内很多学者也围绕提高RCD的性能和产根据相关数据分析表明，中国触电死亡事故超过85%发品合格率等开展研究，有基于鉴幅鉴相式［12］、带有自［2］生在低压配电中。目前低压配电主要依靠剩余电流保适应功能［13］、具有自主学习功能［14］的RCD，同时通过护装置（residual current protection device，RCD）实现［15-16］，进一步提高产品合格触电保护［3］，但现行剩余电流保护装置是以剩余电流的仿真分析、设计过程的优化幅值作为其动作的唯一依据［4-7］，缺乏故障类型识别能力和存在动作死区等问题。此外，剩余电流保护技术还与低压配电网接地型式有关，涉及两方面技术的协调配合问题，也涉及配电网侧与用户侧保护及接地型式的协调配合问题，触电保护是一项系统工程。率等。1.1 基本原理目前虽然各式各样的RCD动作判据不同，但其工作原理基本相似。如图1所示的三相四线制低压交流配电系统，三相线路自然对地剩余电流之和Iz，人体接触C相线路后流过人体的电流Ih，两者矢量和就是剩余电流。可见，剩余电流是自然对地剩余电流与单相接地电流之和。从图1可见，如果人体仅跨接在三相线路之间或线路与中性线之间并不会有剩余电流产生，只有人体跨接在线路与大地之间时才产生剩余电流，因此，RCD仅能1 剩余电流保护装置1921年第一台电压型剩余电流保护装置诞生于德国，以线路残留电压为动作判据，仅能实现对于单一设备的保护，现已淘汰。1930年，法国研制出世界上第一台电流动作型RCD，随着各国的电气化发展，负面上造［引文信息］李天友，郭峰．低压配电的触电保护技术及其发展［ J］．供用电，2019，36（12）：2-8．LI Tianyou，GUO Feng．Electric shock protection technology and its development of low-voltage distribution ［J］．Distribution & Utilization，2019，36（12）：2-8．02供用电 2019.12DISTRIBUTION & UTILIZATIONTKMTA0IAIBICINZIh特别策划KM1z在人体接触线路与大地之间触电时发挥保护作用。I直流供电系统中。随着数字设备的广泛应用，现在很少存在仅有线性负荷的交流配电系统了，为保证保护动作的可靠性，德国、瑞士等国已禁止使用AC型RCD，在交流系统中主要是使用A型、F型保护装置。同时随着分布式发电的渗透率的提高和新能源汽车的兴起，电网中剩余电流波形变得更加复杂，B型RCD也开始得到应用［18］。中国目前还是使用AC型RCD为主，虽然国家标准也要求在存在直流脉动负荷的场合使用A型、F型保护装置，但因种种原因实际的使用率还比较低。图1 剩余电流保护装置工作原理Fig.1 Working principle of residual current protection device目前，RCD普遍采用基于剩余电流幅值的保护原理，即幅值比较式［17］。在实际低压配电系统中，三相电路对地电导与电容参数并不完全一致，且会存在因对地绝缘下降引起的剩余电流，也就是在正常运行过程的线路也存在剩余电流，因此采用幅值比较法RCD的整定值要躲过系统正常运行过程中最大剩余电流。这样对于位于线路首端RCD，正常运行时检测到自然剩余电流为后端所有自然剩余电流的叠加，一般在几十毫安到几百毫安以上，这样，安装在配电变压器侧以及线路分支上的RCD的电流整定值也要在数十毫安到数百毫安以上，才能保证RCD不会在正常运行时误动。而当人体触电电流达到30 mA时，就将危及触电者的生命安全，也就是讲当电流整定值超过30 mA时，RCD将不能很好地发挥触电保护作用。这是采用幅值比较保护法的RCD的一个主要的缺点。1.2 保护装置的类型国际电工委员会的标准IEC 60755《剩余电流保护器的一般要求》以及中国国家标准GB/T 6829—2017《剩余电流动作保护电器（RCD）的一般要求》中根据故障电流的波形和频率，将RCD分为AC型、A型、F型与B 型4种。1）AC型RCD。对无论是突然施加或缓慢上升的无直流分量的剩余正弦交流电流能够保证可靠动作的RCD，适用于仅有线性负荷的交流配电系统。2）A型RCD。对无论是突然施加或缓慢上升的脉动直流剩余电流叠加6 mA的平滑直流电流和剩余正弦交流电流能够保证可靠动作的RCD。3）F型RCD。对无论是突然施加或缓慢上升的脉动直流剩余电流叠加10 mA的平滑直流电流和剩余正弦交流电流能够保证可靠动作的RCD。4）B型RCD。也称为全电流敏感型装置，对无论是突然施加或缓慢上升的剩余正弦交流、具有规定的剩余脉动直流以及剩余平滑直流能够保证可靠动作的RCD。这种保护装置具有F型保护装置的功能，同时能够用于DISTRIBUTION & UTILIZATION2 触电识别研究现状2.1 保护方法为克服正常运行时剩余电流影响，提高触电保护动作灵敏度，许多学者对触电故障分离方法进行了研究，提出了检测电流脉冲、鉴相鉴幅以及电流分离式等保护方法。1）电流脉冲式。在系统正常运行时，RCD检测到的系统的自然泄漏电流为稳定不变或变化比较缓慢的正弦波。当发生生物体触电时，系统中剩余电流将发生突变，脉冲型RCD就是检测这个突变量的大小，当突变量超过整定值时动作。图2为发生触电时系统中电流矢量图，生物触电电流Is使得系统中原来的剩余电流从I0变为触电后的剩余电流IL，剩余电流突变量Δi=|IL|-|I0|还取决于Is与I0之间的夹角θ，自然泄漏电流取决于线路的不平衡状况和线路所处的周围环境，而生物触电可能发生在三相中的任意一相，θ的取值范围为0°~360°，当θ=0°或者θ=180°时剩余电流的突变量Δi最大，等于触电电流|Is|，当θ≠0°或者θ≠180°，突变量Δi都小于触电电流Is，所以，脉冲电流法RCD不能完全反应触电电流，仍然存在动作死区。在实际运行过程中，拒动与误动现象都比较多，并没有获得大面积的推广应用。θ IsI0IL 图2 发生触电时系统中电流矢量图 Fig.2 Current vector in the system when an electric shock occurs供用电 2019.12031特别策划2）鉴相鉴幅式。鉴幅鉴相式RCD是在电流脉冲剩余电流保护装置的基础上引入参考相位（一般为A相），以消除图2中的动作死区，动作原理见图3。因触电产生的剩余电流的相角差Δθ与因触电产生的剩余电流的突变量Δi经过加法器，综合鉴幅器和鉴相器的判断，决定RCD是否动作［19］。2.2 触电类型识别现行的RCD缺乏触电故障类型的识别能力，而实现剩余电流与触电故障类型之间映射关系的判断对重新定义剩余电流保护动作判据具有重要的意义。触电故障主要分为动物（人体）触电和植物触电（一般漏电），而动物（人体）触电主要包括动物（人体）触电。若能有效识别触电故障类型，在发生生物触电时RCD无时限动作隔离故障，减轻人身伤害；而在检测出植物触电（一般漏电）时动作发信号，避免不必要的停电。为此，不少学者和研究机构开展了这方面的研究。触电故障类型的识别大多通过两个步骤来实现，第一步是关于触电故障特征的提取，第二步是将提取的触ΔθΔiベⴚ㡘ゴⳉ㡘ベ㼁㡘䐕㾱〛⹚电故障特征输入到分类器中进行分类。一种基于生物体电阻频散特性的触电检测方法［28］是通过生物阻抗随频率的变化规律和频散理论，以最小二乘拟合法求得Cole-Cole 阻抗方程的参数是否满足人体阻抗来判断是否发生了人体触电，能区别生物体触电和一般漏电故障，但该算法计算难度大，应用较困难；近似熵检测方法［29］是利用近似熵刻画的信号复杂程度和非线性特征提取触电图3 鉴幅鉴相式RCD动作原理 Fig.3 Principle of phase-detecting phase-type RCD事故特征，可区别生物体触电和植物体触电；Hilbert-Huang变换检测方法［30］提取剩余电流IMF分量5维度能量作为特征向量，以模糊遗传网络作为分类器实现触电类型识别；数学量提取方法［31］考虑特征量维度过大，利用PCA降维后，以支持量机作为分类器实现类型识电流的奇异值为特征量输入模糊聚类（FCM）分析实现了触电类型识别；此外还有通过Adaboost算法［33］、S变换［20］、小波包分解［34］等实现触电类型识别。上述的研究均取得一定的成果，但距实用化还有一定的差距。鉴幅鉴相式RCD相比以上电流脉冲式、幅值比较式RCD动作死区减少很多，但此类的结构和整定方法都比仍然存在拒动现象，因此实际运行效果还不是很理想，应用面有限。3）电流分离式。在生命体触电很短的时间内（大约2～3个周期），生命体阻抗为一时变网络［20］，由于这一特性，使得生命体触电电流在刚初始为一递增的周期性函数，之后非暂态特性迅速衰弱，触电电流等幅振荡。触电电流是剩余电流中的一部分，若能把触电电流从剩余电流中分离出来，以触电电流的幅值超过RCD整定值而动作，这样可以完全消除动作死区。电流分离式RCD就是基于上面所分析的原理而研制的。涉及的方法有：利用小波分析与BP神经网络相结合提取触电电流分量的方法［21］［32］与奇异谱分析相结合，提取剩余较繁琐，且在因触电产生的剩余电流的相角差Δθ较小时，别；时频域分析法3 接地型式与保护配置3.1 低压配电系统接地型式低压配电系统分布于大街小巷，与人类密切接触，保证人身安全是前提。因地制宜地选择合理的接地型式，也是防人身触电必不可少的内容［35］。国际上低压配电系统接地型式主要分为两大阵营，即欧洲标准IEC 60364《建筑物的电气设施》和北美标准Nation Electrical Code（NEC），中国的低压配电系接地型式标准主要参考了IEC标准。根据相关标准，低压配电系统的接地型式可分为：IT系统、TT系统 和TN系统（TN-C、TN-S、TN-C-S）。欧洲国家过去二三十年建设至今的低压配电系统基本上都是采用TN-C-S系统。英国早期的配电系统农村地DISTRIBUTION & UTILIZATION，将预处理后的信号输入神经网络中进行学习和训练，实现了从剩余电流中分离触电电流波形；小波包变换和混沌理论相结合提取触电电流分量的方法［22］，通过混沌系统临界状态，实现了从剩余电流中分离触电电流分量。除此之外，还有RBF-FNN法［23］、LS-SVM法［24］、Hilbert-Huang变换法［25］、真半波有效值计算法［26］、自适应算法［27］等。但目前因受限于分离算法的精度，此方法还需要进一步优化研究，在实际系统中应用还十分有限。04供用电 2019.12LL11LL22LL33NNIdPEPE特别策划1Id区采用TT接地方式，城市采用TN-S接地方式。在德国123TN-C系统。北美地区主要采用也存在一部分早期建设的RERE123忽略线路阻抗、对地电容与变压器等阻抗，对地电流Id见式（1）： （1）TN-C-S系统。RjdRjd中国由于历史的原因，低压配电系统实际的接地型式多种多样。以福建电网为例，城区配电站房、住宅架空台区以及乡镇、农村地区以TT系统为主，个别地区也有采用TN-C系统。3.2 用户侧设备的接地型式根据GB 14050—2008《系统接地的型式及安全技术要求》中对TT系统的定义“电源端有一点直接接地，电气装备的外露可导电部分直接接地”，要求带金属外壳的设备采用接地保护。对TN系统的定义“电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性线导体或保护导体连接到此接地点”，要求带金属外壳的设备通过PE线接地（俗称接零保护）。在实际系统中，难以对用户侧设备外壳进行规范化保护接线，往往出现用户设备外壳不接地、接地、接零3种保护混用现象［36］，存在着人身触电风险。以TT系统中发生配电网单相接地故障和用户设备相线碰壳两种情况为例，分析其存在的安全风险。1）配电网单相接地故障。见图4，用户侧1号设备外壳没有做任何保护，2号设备外壳做接地保护，3号设备外壳做接零保护。配电网发生金属性接地时，单相接地接地电阻Rjd设为10Ω。电源点中性点接地电阻RE设为4Ω。对地泄漏电流由接地电阻RE流回电源中性点，3号 （2）小区的低压配电网接地型式以TN-S和TN-C-S系统为主，设备外壳因此产生的对地电压Ujd见式（2）：则3号设备外壳带上接近63V的危险电压。而且对于接地电流15.7A配电电源侧空开是无法跳开的，这样，在TT接地系统的台区，低压线路发生单相接地时，所有接零的设备外壳会带着危险电压。2）用户设备相线碰壳。见图5，当2号设备发生相线碰壳时，泄漏电流通过2号设备外壳、2号设备接地电阻Rjd、电源中性点接地电阻RE构成回路流回电源点中性点。RE取为4Ω，Rjd取为12Ω。图5 TT系统相线碰壳 Fig.5 TT system phase line touches the outer shell对地电流Id见式（3）： （3）3号设备PE线从前段PEN线引出，故因此3号设备外图4 TT系统单相接地故障 Fig.4 TT system single phase grounding faultDISTRIBUTION & UTILIZATION壳带上的对地电压Ujd见式（4）： 供用电 2019.12（4）05䓽⡄⿅UUVVWWNNPE1特别策划䐱゗⡄⿅䐱゗⡄⿅䐱゗⡄⿅㚊䐱゗⡄⿅゗号设备发生相线碰壳导致3号设备外壳带上将超⡄㚊゗⡄⿅则2㚊゗⡄⿅㚊゗⡄⿅⿅㚊゗⡄⿅䇤即所有接零的设备外壳就带着危险电压。过55 V的电压，⿈䇤⿈⮈㡘䇤⿈⮈㡘⮈3.3 保护配置D㡘D2）TN-C、TN-C-S系统。对于TN-C系统，中性线与保护线共用，并在配电线路上设置重复接地。因此，正常电流通过重复接地分流导致总保护无法正常投运。而根据GB/T 13955—2017《剩余电流动作保护装置安TN-C-S系统，总保仍然无法投运，但在N线与PE线分开装和运行》，低压配电系统中为了避免发生人身触电事故部分可装设中级保护及末级保护，见图7。和缩小接地故障切断电源引起的停电范围，剩余电流应采用分级保护。分级保护方式是根据用电负荷和线路具体情况、被保护设备和场所的需要配置，一般分为由总保护（配电变压器低压侧）、中级保护（分支或集中表箱处）、末端保护（用户侧）组成两级或三级保护。除末端保护外，各级保护选用低灵敏度延迟型的保护装置，上下级有动作时间级差，实现具有动作选择性的分级保护。分级保护是否能正常投运与接地型式有直接关系，根据不同的接地方式，合理选择分级保护配置方案。1）TT系统。TT系统的变压器低压侧中性点直接接地，用户侧设备外壳单独接地。现场一般选用剩余电流保护总保护、中级保护及末级保护，见图6。 图7 TN-C-S系统保护配置示意图 Fig.7 Schematic diagram of TN-C-S system protection configuration在TN-C、TN-C-S系统实际运行中还存在另一问题，在配电网发生单相高阻性接地故障时，短路电流不足以使空开跳闸，导致中性线综合接地电阻上产生电压降，保护接零的设备外壳带有电压，电压甚至可能超过人体安全电压（36 V），存在触电安全隐患。总之，对于TN- C、TN-C-S接地型式的配电系统，总保护是无法正常投运的，TN-C-S系统可在单独接地线（PE）引出的配电箱与用户侧装设两级RCD保护。而对于TT 、TN- S接地系统的可配置三级RCD保护。图6 TT系统保护配置示意图 Fig.6 Schematic diagram of TT system protection configuration4 结语在低压配电系统中，RCD在降低人身触电伤害方面发挥了重要作用。现有的三级保护中，仅有用户侧的末端保护能够保证人身安全，总保护与中级保护因为电流动作定值超过30 mA，实际上是难以保证触电者的人身在TT系统实际运行中，因用户侧线路线路绝缘老化，导致末级保护出现频繁误动作，影响用户的正常用电，因此常出现用户私自拆除末级RCD，严重影响用户的用电安全，还可能造成保护越级跳闸现象。在潮湿、安全的。此外，目前普遍采用的基于剩余电流幅值保护雷雨天气，自然剩余电流上升，常出现保护频繁跳闸，原理RCD存在动作死区，触电电流的分离和触电故障类总保护、中级保护无法投运问题。06供用电 2019.12型有效识别的共同作用将彻底解决RCD的误动和拒动问DISTRIBUTION & UTILIZATION特别策划1题，有效提升触电保护效果，但这还需要进一步的技术研究。在TN-C和TN-C-S的配电系统中，中性线与保护线共用并在配电线路上重复接地，无法在配电变压器处装设总保。如何解决TN-C和TN-C-S系统的配电干线上的触电保护问题，也是触电保护技术研究的另一重要内容。触电保护是一项系统工程，除了合理配置RCD外，规范低压配电网和用户设备的接地型式也是防人身触电必不可少的内容。同一台区的用户设备保护接地型式混用同样存在人身触电风险，这既有技术问题，也有管理问题。 参考文献 配电网触电保护技术［R］． 北京：中［1］李天友，徐丙垠，薛永端，等．国电机工程学会专题报告，2018． 电力系统接地技术［M］． 北京：中国电力出版社，2011：［2］杜松怀．30-37． 电力系统谐振接地［M］． 北京：中国电力出版社，2009：［3］要焕年．144-149． 农村低压电网触电电流数字特征描述［4］关海鸥，郭元建，杜松怀，等．与分析［J］． 中国农业大学学报，2014，19（3）： 202-207．GUAN Haiou，GUO Yuanjian，DU Songhuai，et al． Description and analysis of shock current digital features for low-voltage rural power grid［J］． Journal of China Agricultural University，2014，19（3）： 202-207． 农村低压电网触电生物电流频谱特性分［5］李磊，关海鸥，杜松怀，等．析［J］． 黑龙江八一农垦大学学报，2016，28（3）：129-133，147．LI Lei，GUAN Haiou，DU Songhuai，et al． Analysis of electric shock bioelectric current spectrum characteristic in rural low-voltage power grid［J］． Journal of Heilongjiang August First Land Reclamation University，2016，28（3）： 129-133，147． 王飞，何沁鸿，袁睿，等． 混沌理论在触电电流信号检测中的应用研［6］究［J］． 陕西电力，2017，45（6）：66-69．WANG Fei，HE Qinhong，YUAN Rui，et al． Application of chaos theory in electric shock signal detection［J］． Shaanxi Electric Power，2017，45（6）：66-69． ［7］李春兰，夏兰兰，王成斌，等．基于椭圆域分割的触电电流混沌检测方法研究［J］．电力系统保护与控制，2017，45（15）：69-76．LI Chunlan，XIA Lanlan，WANG Chengbin,et al．Study on chaos detection method of electric shock current based on elliptic domain segmentation［J］．Power System Protection and Control，2017，45（15）：69-76． Ground-fault loop impedance calculations ［8］LIU H J，MITOLO M，QIU J．in low-voltage single-phase systems［J］． IEEE Transactions on Industry Applications，2014，50（2）：1331-1337． Development of high permeability cores for earth leakage ［9］KENDALL D．protection devices［C］//Fifth International Conference on FACTORY 2000 - The Technology Exploitation Process，Cambridge，UK，1997． The new ［10］SEUNG Jin Ham，SONG Yop Hahn，CHANG Seop Koh．residual current protective devices operating by resistive leakage current［J］． Transactions of the korean institute of electrical engineers，2008（57）：198-207． The effect of harmonics on the operating ［11］HORTON W，GOLDBERG S．points of electromechanical relays［J］． IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems，1985，PAS-104（5）：1178-1188． 张福良，蔡志远． 鉴幅鉴相式剩余电流保护方法的研究［J］． 低压电［12］器，2014（8）：17-19．ZHANG Fuliang，CAI Zhiyuan． Research on amplitude and phase discrimination method of residual current protection［J］． Low Voltage Apparatus，2014（8）：17-19． 自适应漏电保护技术及其应用［J］． 电工［13］李奎，陆俭国，武一，等．技术学报，2008，23（10）：53-57．LI Kui，LU Jianguo，WU Yi，et al． Adaptive technology of leakage current operation protection and its application［J］． Transactions of China Electrotechnical Society，2008，23（10）：53-57． 具有判断功能漏电保护器的研究［J］． 山［14］胡晓锋，杜松怀，苏怀祥．东理工大学学报（自然科学版），2005，19（1）：41-44．HU Xiaofeng，DU Songhuai，SU Huaixiang． Study on sensitive residual current operated protector［J］． Journal of Shandong University of Technology（Science and Technology），2005，19（1）：41-44． ［15］张冠英，杨晓光，李奎，等． 剩余电流互感器的设计与特性分析［J］． 天津大学学报，2011（6）：547-552．ZHANG Guanying，YANG Xiaoguang，LI Kui，et al． Design and characteristics analysis of residual current transformer［J］． Journal of Tianjin University（Science and Technology），2011（6）：547-552． ［16］舒成维，王承民，谢宁．一种基于坐标变换的剩余电流提取方法［J］．电力系统保护与控制，2018，46（15）：111-119． SHU Chengwei，WANG Chengmin，XIE Ning．A method used to extract different components of residual current based on coordinate transformation［J］．Power System Protection and Control，2018，46（15）：111-119．［17］夏越，杜松怀，李春兰，等． 中国剩余电流保护技术与装置的发展趋势［J］． 农业工程学报，2010，26（S2）：151-155．XIA Yue，DU Songhuai，LI Chunlan，et al． Development tendency of residual current protection technology and device in China［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2010，26（S2）：151-155． ［18］计长安，张浩，吕志鹏，等． B型剩余电流保护在新能源发电和电动汽车中的应用［J］． 供用电，2019，36（4）:31-36．JI Changan，ZHANG Hao，LÜ Zhipeng，et al． Applications of type B residual current protection in new energy power generation and electric vehicle［J］． Distribution&Utilization，2019，36（4）：31-36．［19］杨东． 触/漏电保护器［M］． 北京：化学工业出版社，2008:51-52．［20］任龙霞． 活体触电识别研究［D］． 杭州：浙江大学，2012．［21］李春兰，苏娟，杜松怀，等． 基于小波分析和BP神经网络的触电信号检测模型［J］． 农业工程学报，2010，26（S2）：130-134．LI Chunlan，SU Juan，DU Songhuai，et al． Detecting model of electric shock signal based on wavelet analysis and BP neural network［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2010，26（S2）：130-134． ［22］李春兰，杜松怀，苏娟，等． 一种新的基于小波变换和混沌理论的触电信号检测方法［J］． 电力系统保护与控制，2011，39（10）：47-52，154．LI Chunlan，DU Songhuai，SU Juan，et al． A novel detecting method of electric shock signal based on wavelet transform and chaotic theory［J］． Power System Protection and Control，，2011，39（10）：47-52，154．［23］关海鸥，杜松怀，苏娟，等． 一种触电信号的自动快速检测模型［J］． 电网技术，2013，37（8）：2328-2335．GUAN Haiou，DU Songhuai，SU Juan，et al． An automatic and quick detection model of electric shock signals［J］． Power System Technology，2013，37（8）：2328-2335． ［24］韩晓慧，杜松怀，苏娟，等． 基于参数优化的最小二乘支持向量机触电电流检测方法［J］． 农业工程学报，2014，30（23）：238-245．HAN Xiaohui，DU Songhua，SU Juan，et al． Determination method of electric shock current based on parameter-optimized least squares support vector machine［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2014，30（23）：238-245． ［25］关海鸥，李伟凯，杜松怀，等． 基于Hilbert-Huang变换的生物触电电流检测模型［J］． 农业工程学报，2017，33（14）：202-209．GUAN Haiou，LI Weikai，DU Songhuai，et al． Detection model of biological electric shock current based on Hilbert-Huang transform［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2017，33DISTRIBUTION & UTILIZATION供用电 2019.12071特别策划（14）：202-209． ［26］左金威，赵恒，陈重佑，等． 基于半波真有效值的触/漏电故障电流检测［J］． 四川电力技术，2017，40（3）：66-72．ZUO Jinwei，ZHAO Heng，CHEN Chongyou，et al． Touch/leakage fault current detection based on half-wave true RMS［J］． Sichuan Electric Power Technology，2017，40（3）：66-72．［27］熊晓祎，肖先勇，赵恒． 基于自适应算法的触电事故电流检测［J］． 电力系统保护与控制，2017，45（4）：139-144．XIONG Xiaoyi，XIAO Xianyong，ZHAO Heng． Adaptive algorithm based electrical shock current detection method［J］． Power System Protection and Control，2017，45（4）：139-144． ［28］李浩，刘继勋，赵恒，等． 基于生物电阻抗频率散射特性的触电特征识别仿真研究［J］． 四川电力技术，2014，37（3）：10-13，81．LI Hao，LIU Jixun，ZHAO Heng，et al． Simulation research on identilication of electric shock characteristics based on frequency scattering characteristic of electrical bioimpedance［J］． Sichuan Electric Power Technology，2014，37（3）：10-13，81． ［29］熊晓祎，肖先勇，左金威，等． 触电事故特征改进近似熵检测方法［J］． 电力系统保护与控制，2017，45（13）：27-33．XIONG Xiaoyi，XIAO Xianyong，ZUO Jinwei，et al． Electrical shock feature detection method based on improved approximate entropy［J］． Power System Protection and Control，2017，45（13）：27-33． ［30］王金丽，刘永梅，杜松怀，等． 基于剩余电流固有模态能量特征的生物触电故障诊断模型［J］． 农业工程学报，2016，32（21）：202-208．WANG Jinli，LIU Yongmei，DU Songhuai，et al． Fault diagnosis model for biological electric shock based on residual current intrinsic mode function energy features［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2016，32（21）：202-208． ［31］韩晓慧，杜松怀，苏娟，等． 触电信号暂态特征提取及故障类型识别方法［J］． 电网技术，2016，40（11）：3591-3596．HAN Xiaohui，DU Songhuai，SU Juan，et al． Fault transient feature extraction and fault type identification for electrical shock signals［J］． Power System Technology，2016，40（11）：3591-3596． ［32］韩晓慧，杜松怀，李振，等． 基于泄漏电流时频奇异谱和模糊聚类的触电故障诊断［J］． 农业工程学报，2018，34（4）：217-222．HAN Xiaohui，DU Songhuai，LI Zhen，et al． Diagnosis of electric shock fault based on time-frequency singular value spectrum of leakage current and fuzzy clustering［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2018，34（4）：217-222． ［33］刘永梅，杜松怀，盛万兴． 基于AdaBoost算法的剩余电流分类方法［J］． 电子技术应用，2018，44（12）：147-150．LIU Yongmei，DU Songhuai，SHENG Wanxing． A residual current classification algorithm based on AdaBoost［J］． Application of Electronic Technique，2018，44（12）：147-150． ［34］关海鸥，刘梦，李春兰，等． 基于小波包变换和量子神经网络的触电故障类型识别模型［J］． 农业工程学报，2018，34（5）：183-190．GUAN Haiou，LIU Meng，LI Chunlan，et al． Classification recognition model of electric shock fault based on wavelet packet transformation and quantum neural network［J］． Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2018，34（5）：183-190． ［35］徐丙垠，李天友，薛永端． 配电网触电保护与中性点接地方式［J］． 供用电，2017，34（5）：21-26．XU Bingyin，LI Tianyou，XUE Yongduan． Electric shock protection and earthing methods of distribution networks［J］． Distribution & Utilization，2017，34（5）：21-26． ［36］郭峰，李天友，郑文迪，等． 配电网用户设备接地-接零保护混用风险分析［J］． 电气技术，2019（8）：85-89．GUO Feng，LI Tianyou，ZHENG Wendi，et al． Risk analysis of grounding and zero protection mixed of user equipment of the distribution network［J］． Electrical Engineering，2019（8）：85-89． 收稿日期：2019-10-10；修回日期：2019-10-21作者简介：李天友（1963—），男，博士，教授，硕士生导师，研究方向为配电技术及应用。郭峰（1995—），男，硕士研究生，研究方向为低压配电网人身触电保护。Electric Shock Protection Technology and Its Development of Low-voltage DistributionLI Tianyou1, GUO Feng2(1. College of Electrical Engineering and Automation, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, China; 2. College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China )Abstract：For a long time, personal electric shock accidents in low-voltage distribution networks have occurred, and electric shock has become a major risk to public safety. Electric shock protection is a systematic project involving two aspects of residual current protection technology and low-voltage grounding type, as well as coordination of two technologies. This paper first introduces the research and application status of residual current protection technology and electric shock fault identification method, expounds the grounding type of low voltage distribution network, electrical equipment and the reasonable configuration of electric shock protection. Then analyzes the problems and security risks in coordination between the distribution network side and the user side grounding and protection in actual operation. Finally, summarizes and prospects the problems that need to be further studied and improved in the current low-voltage distribution electric shock protection technology.Key words：low voltage distribution；residual current protection；electric shock fault identification；grounding type；ground protection08供用电 2019.12DISTRIBUTION & UTILIZATION