剩余电流动作保护器的设置

摘 要 在低压配电系统中装设剩余电流动作保护防止电击事故的发生，通过设置剩余电流动作报警器防止电气设备接地故障引起的电气火灾和设备损坏事故。介绍了设置剩余电流保护装置的设备和场所、如何选择保护器的类型和动作参数、动作保护器的整定和选择性配合。为建筑电气设计人员进行剩余电流动作保护装置的设置提供参考。

关键词 剩余电流动作保护器；选择性动作；动作电流；动作时间

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0093-01

剩余电流动作保护，英文简称RCD指的是当电路中带电导线发生接地故障时，PE线中通过的电流超过规定值，能够自动切断电源或自动报警的保护装置。剩余电流保护装置在直接接触电击事故的防护中，只能作为直接接触电击事故基本防护措施的补充，而在间接接触电击事故防护中的保护方式是自动切断电源。

1 应设置剩余电流保护装置的设备及场所

由TN系统供电的Ⅰ类移动式、手持式电气设备或工具；室外工作场所的用电设备；临时用电设备；除壁挂式空调插座以外的其他插座回路；安装在水中的电气设备；直接接触人体的医用电气设备；由TT系统的插座回路等电击的危险大于固定式设备必须设置剩余电流动作保护器。这类设备接地故障电流较大，在配电线路设置剩余电流动作保护器在第一次发生接地故障时及时切断电源，防止电击事故的发生。

而对于不允许停电的设备和场所会因为发生剩余电流超过额定值切断电源的停电造成重大损失，因此像公共场所的应急电源、通道照明；消防电梯、消防水泵、消防通道照明的电源；防盗报警电源；确保公共场所安全的设备；由IT系统供电的设备应安装报警式剩余电流保护装置。这些设备不允许在发生第一次故障时就切断电源，只需发出信号。在家庭住宅等居住性的建筑设计中，应当将剩余电流动作报警器作为必要且必须的保护设置装备；而针对大型公共服务、娱乐、休闲等场所――医院、城市图书馆、歌剧院、购物商城、地铁站等的电源进线或配电干线分支处宜设置报警式剩余电流保护装置。

2 剩余电流动作保护器的类型选择

依据动作的能量源，剩余电流动作保护器可以分为电磁式和电子式两种。

电磁式剩余电流动作保护器没有放大部件。当剩余电流动作保护器的零序电流互感器检测出接地故障电流达到规定值脱扣机构动作，推动执行部分分断主电路。往往检测部件检测到的电流仅仅几毫安不足以使脱扣机构动作，为此要求零序电流互感器非常灵敏，这些就要求互感器和脱扣器的磁导体必须用价格高昂的高导磁材料，同时制造工艺复杂且精密。因此电磁式剩余电流动作保护器成本高。

电子式剩余电流动作保护器在检测部件和脱扣机构之间增加了一个电子放大部件，使得推动脱扣机构的功率达到几百毫伏安。这样，电子式剩余电流动作保护器用普通磁性材料制造，且互感器也可以小一些。所以电子式剩余电流动作保护器的成本低。

电磁式剩余电流动作保护器依靠接地故障电流本身的能量动作，电子式剩余电流动作保护器借助剩余电流动作保护器所在回路处的故障残压提供的能量动作。若故障残压过低，电子式剩余电流动作保护器有可能会拒动。虽然电子式剩余电流动作保护器的单价比电磁式低，但电子式剩余电流动作保护器的动作可靠性不如电磁式。在设计中用于一般电气设备和家用电器回路的剩余电流动作保护器可以采用电子式或电磁式；而剩余电流动作保护器若采用电磁式进行保护则常在诸如医用医疗电气设备和电子信息设备等之类的仪器设备中。

3 剩余电流动作保护器的动作电流及动作时间的选择

剩余电流动作保护器额定动作电流为30 mA能在人体发生心室纤颤以前快速切断电源，保证了间接接触电击的安全。额定动作电流为30 mA的剩余电流动作保护器的额定不动作电流为0.5倍的额定动作电流即为15 mA大于被保护线路的正常泄漏电流，并留有一定的余量，以适应回路绝缘电阻降低、用电设备增加引起的泄漏电流增大。在设计中应限制剩余电流动作保护器所保护回路内的设备数量，使通过剩余电流动作保护器的正常泄漏电流不超过器额定动作电流的0.3倍，即不超过9 mA。

用于插座回路的剩余电流动作保护器额定动作电流不大于30 mA，动作时间不大于0.04 s；用于单台电机设备可选用额定剩余动作电流为30 mA及以上100 mA以下，动作时间不大于0.04s快速动作型。用于多台设备总保护的剩余电流动作保护器应选用额定剩余动作电流为100 mA及以上，动作时间不大于0.04 s快速动作型。

在电气线路短路起火中接地故障电弧导致的火灾危险性最大，只有300 mA以上的电弧能量才能引燃近旁的可燃物着火，因此在供电干线或电源线路上设置的防止电气火灾的剩余电流保护器动作电流宜选择动作电流为不小于300 mA不超过500 mA。动作时间不大于0.15 s。从发生接地电弧故障到使可燃物起火往往需要相当长的时间，所以也可选用报警式剩余电流保护装置，在发出报警信号后有足够的时间查出故障回路仅切断故障回路电源避免了切断电源引起的大面积停电。

4 多个剩余电流动作保护器串联使用，选择性动作

在建筑物内，RCD常常被设置成两级或三级进行装设，以此达到预防和阻止电极及接地电弧引起的火灾，上级的RCD保护器是一种后备防护，被用于防止下级间接接触电击和接地电弧火灾的发生。为减少停电故障是为范围，两级或三级的上下级RCD保护器间应当进行有选择性动作的实现。剩余电流动作保护器通过借助上下级额定电流动作值和动作时限的级差来保证动作的选择性。上级剩余电流动作保护器的额定动作电流至少为下级剩余电流动作保护器的额定动作电流的三倍；上级剩余电流动作保护器的额定不动作时间应大于下级剩余电流动作保护器的额定动作时间。

5 结束语

在建筑电气设计中设置剩余电流动作保护器是最常用的防电击措施，但应注意它并非最可靠的措施。因此还需要设置等电位连接来做附加防护。进行剩余电流动作保护器设置时应该注意其设置部位，并明确是作用于跳闸还是报警；对其动作电流及动作时间进行正确的选择；多个剩余电流动作保护器串联使用时，应选择性动作。

参考文献

[1]GB50054-2011 低压配电设计规范[S].

[2]JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范[S].

[3]GB13955-2005 剩余电流动作保护装置安装和运行[S].

[4]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册第三版[M].北京：中国电力出版社，2005.