剩余电流动作保护装置的正确应用

　　[摘要]本文简单分析了剩余电流动作保护装置的工作原理，根据实际工作经验和有关规范对其各应用分类中的设计要点和参数选择作了总结，并归纳装设剩余电流动作保护装置时的注意事项，最后以工程实例阐述剩余电流动作保护装置的合理应用的重要性。
　　[关键词]剩余电流动作保护装置，RCD，工作原理，设计要点，参数选择，注意事项
　　经验和数据证明，在低压配电系统中，剩余电流动作保护装置（RCD）的广泛应用，对于防止人身电击伤亡事故、避免因接地故障引起的电气火灾事故、减少剩余电流造成的电能损耗，具有显著的效果。剩余电流动作保护装置如此重要，我们电气工程师在选择其技术参数时，务必严肃对待。下面笔者就通过工作中的经验来谈谈自己对剩余电流动作保护装置的认识。
　　一、剩余电流动作保护装置的工作原理
　　以三相四线制配电线路为例，剩余电流动作保护装置所检测的是三相电流加中性线电流的向量和，即剩余电流IPE=IU+IV+IW+IN。三相四线配电线路正常运行时，即使三相负载不平衡，剩余电流也只是线路的泄露电流，而当线路中发生人身电击、设备漏电、或某一相发生接地故障时，则检测的三相电流加中性电流的向量和不为零，即剩余电流动作保护装置的电流互感器一次侧电路的电流矢量和不为零。这样电流互感器二次回路中就会有一个感应电压输出，此电压直接或通过电子信号放大器施加在脱扣线圈上，产生一个工作电流。二次回路的感应电压输出随着故障电流的增大而增大，当接地故障电流达到额定值时，脱扣线圈中的电流足以推动脱扣机构动作，使主开关断开电路，或使报警装置发出报警信号。
　　根据脱扣器的动作原理，可分为动作持性与电源电压无关的剩余电流动作保护装置（也称电磁式剩余电流动作保护装置）和动作持性与电源电压有关的剩余电流动作保护装置（也称电子式剩余电流动作保护装置）。
　　二、剩余电流动作保护装置在各应用分类中的设计要点
　　1、对直接接触的防护：只作为直接接触防护中基本保护措施的附加保护，应选用高灵敏度、快速动作型剩余电流动作保护装置。动作电流不超过30mA。
　　2、对间接接触的防护
　　1）间接接触电击防护，主要是采用自动切断电源的保护方式，以防止发生接地故障时电气设备的外漏可导电部分持续带有危险电压而产生电击的危险。使用中应正确地与电网的系统接地形式相配合。
　　2）用于间接接触电击防护时，剩余电流动作保护装置在TN和TT系统接地型式中的正确使用：
　　a、TN系统：在TN-C-S和TN-S系统中，当电路发生接地故障时，其故障电流较大，可利用过电流保护装置兼作接地故障保护。但是在故障电流值小于过电流保护装置的动作电流值时，需装设剩余电流动作保护装置实现接地故障保护功能。需注意TN-C系统中，不得使用剩余电流动作保护装置作为电击防护。
　　b、TT系统。因TT接地故障回路的电阻相对TN系统较大，其发生接地故障时接地故障电流比TN系统较小，故TT系统的电气线路或电气设备，应优先考虑装设剩余电流动作保护装置，作为防电击的保护措施。
　　对于此条内容，在工程设计当中普遍都会约定一个界限。例如上海地区，一般要求保护的设备大于等于4kW时，必须设置RCD实现接地故障保护；而当保护的设备小于4kW时，则可不设置RCD，因为其回路的保护断路器整定值较小，该装置的过电流保护功能可以兼接地故障保护。笔者认为三相动力设备不论功率大小，其配电回路均宜装设RCD。原因如下①工程实例中（尤其是住宅项目）大多三相动力设备设于潮湿场所，例如潜水泵、增压泵等，应设剩余电流动作保护装置②其他小功率三相动力设备，如2.2kW排风机，虽然原则上按照规范可不设RCD来满足接地故障保护，但断路器产品质量上参差不齐，其整定值误差较大，从使用安全角度出发，也宜设置RCD。
　　3、对电气火灾的防护：为防止电气设备与线路因绝缘损坏引起的电气火灾，宜装设当漏电电流超过预定值时，能发出声光信号报警或自动切断电源的剩余电流动作保护装置。该装置与末端保护的关系宜形成分级保护。
　　三、个人对剩余电流动作保护装置的参数选择的总结和建议
　　1、防直接接触电击事故中的措施中基本防护措施的补充措施――30mA瞬动型，如电梯井道照明采用220V供电。
　　2、Ⅰ类的移动电气设备即手持式电动工具――30mA瞬动型
　　本条按照《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005第5.7.1条执行。虽然在《全国民用建筑工程设计技术措施•电气》2003第9.2.7.1条和《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005第5.8.4条中分别要求其动作电流为15mA和10mA，但许多断路器RCD无此整定值，且IEC中无10、15mA等级。
　　3、生产用的电气设备――30mA瞬动型
　　4、施工工地的电气机械设备――15～30mA
　　5、机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂空调电源插座外的其它电源插座或插座回路――30mA瞬动型
　　6、游泳池、喷水池、浴室、水上乐园的电气设备、――30mA瞬动型
　　本条取值与规范不符。
　　《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005第5.8.3条规定为10mA、一般型（无延时）。但《民规》第12.9.3.9条“游泳池……在2区内如装设插座时，其供电应符合下列要求：……由剩余电流动作保护器保护的线路供电，其额度动作电流值不应大于30mA。……在2区内，用电器具应符合下列要求：当采用Ⅰ类用电器具时，应采取剩余电流动作保护措施，其额度动作电流值不应大于30mA。”《民规》第12.9.4.3条“喷水池的0、1区的供电回路保护，可采用下列任一中方式：……由剩余电流动作保护器保护的线路供电，其额度动作电流值不应大于30mA。”
　　而且《民规》主编王金元认为：实践证明安装在游泳池、水景喷水池、水上游乐园、浴室等的电气设备其剩余电流通常都大于10mA因此设备是不能工作的。另外，人着受电击心脏通过30mA时才产生心室颤动，此时切断电源是不会造成人身伤亡的。因此，IEC规定为30mA。关于10mA查无根据。很多断路器RCD无10mA整定值。
　　7、普通集水坑中的排水、排污泵，水箱中的潜水泵――30mA瞬动型
　　取值与规范不符同上条解释。
　　8、安装在水中的工地线路和设备――――30mA瞬动型
　　取值与规范不符同上条解释。
　　9、潮湿场所或环境特别恶劣场所的电气设备――30mA瞬动型
　　依据为《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005第5.8.2条“安装在潮湿场所的电气设备应选用额定剩余电流为（16～30）mA、一般型（无延时）的剩余电流动作保护装置”。
　　但《全国民用建筑工程设计技术措施•电气》2003第9.2.7.5条“潮湿场所或环境特别恶劣场所的电气设备，其动作电流为6～10mA。
　　取值与规范不符同上条解释。
　　10、单台设备――30～100mA瞬动型
　　11、成套开关柜、分配电盘等电气设备――100mA瞬动型
　　12、多台设备――动作电流可调（100mA以上）、延时
　　13、室外分支线路――规范取值不明，按需选择参数
　　14、上海地区聚光灯、泛光灯、绿化灯、庭园草坪灯等装在人体容易触及的位置、为金属外壳――30mA瞬动型
　　15、TT系统单相接地故障――100mA瞬动型
　　16、防电气火灾――500mA、动作电流可调、延时型
　　四、结束语
　　最后，笔者认为电气设计师及开发商应严格遵循剩余电流动作保护装置相关国家及地方规范，并在实践的基础上按照实际经验从严执行，对保证人民生命财产安全，对保障用户生活方便，是十分重要的。
　　参考文献
　　《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005
　　《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
　　《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003
　　《全国民用建筑工程设计技术措施•电气》2003版
　　《工业与民用配电设计手册》第三版

《剩余电流动作保护装置的正确应用》

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文章名称： 剩余电流动作保护装置的正确应用

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