漏电保护器的应用分析

　　0　引言

　　八十年代以前，我国仍沿用前苏联模式一以零序保护作为接地故障保护。这种方式所检测的电流为零序电流，其可以用于包括TN-C系统在内的所有系统，但保护整定值必须大于N 线和PEN线中流过的三相不平衡电流、谐波电流以及正常泄漏电流之和，其值约数十至数百安。这么大的整定值只能保护线路绝缘，而不能有效地防人身电击或接地电弧引起的电气火灾。八十年代后，采用了漏电保护器（以下简称RCD），它所检测的是剩余电流，即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和（其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流），此电流即为正常的泄漏电流和故障时的接地故障电流。为此，RCD的整定值，即其额定动作电流In，只需躲开正常泄漏电流值即可，此值以毫安计，所以RCD能十分灵敏地切断保护回路的接地故障，还可用作防直接接触电击的后备保护。这在我国多年对RCD的实际使用中已得到了证明。然而，在对RCD的进一步使用中，应注意到它所存在的不足之处。

　　1　RCD作用的局限性

　　1.1　RCD不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故

　　RCD对接地故障电流有很高的灵敏度，能在数十毫秒的时间内切断以毫安计的故障电流，即使接触电压高达220V，高灵敏度的RCD也能快速切断使人免遭电击的危险，这是众所周知的。但RCD只能对其保护范围内的接地故障起作用，而不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故，见图1。

　　

　　图1中乙户安装了RCD,，而相邻的甲户却是安装了熔断器（RD）来作为保护，在使用的过程中，若甲户随意将熔丝截面加大，并且使用电器不经心而导致电气设备绝缘损坏，由于故障电流不能使熔丝及时熔断而切断故障，此时故障电压通过PE线传导至乙户的用电设备上，由于RCD不动作，致使乙户存在了引起电击事故的不安全隐患。这种例子在当前的城市用电设计规范的前提下是不存在的。然而，在我国的乡镇，尤其是农村，笔者在调查中看到，因经济条件相差较大，加之用电设计不规范，此种现象则普遍存在，应当引起我们的高度重视。

　　1.2　有些场所和设备是不宜装设RCD

　　在某些供给数据处理设备的线路，其电源线路上常装的抗干扰的大容量滤电容器，见图2 所示。

　　

　　图2中电容器的一端是通过设备外壳和PE线接地的，其对地电容电流为：

　　

　　按上两式计算，当C大于0.22μF时，正常工作的电容电流将超过15同mA， 额定动作电流In为30mA的RCD可能误动，因其额定不动作电流Ino=（1/2）In=15mA。实际上电容器的初始充电电流远大于此，即若安装RCD为使它不误动，滤波电容的容量必须远小于0.22μF，这显然是不现实的，因此数据处理设备的防电击不能采用RCD。国际电工委员会在IEC364-4-707中为数据处理设备的电气安全制订了专门的标准。

　　1.3　有些场所是不允许装设RCD

　　如医院的胸腔手术台，是不允许装设RCD的。因为新型的手术台是一种用电的医疗电气设备，其正常泄愤电流只允许为0.01mA，发生接地故障时泄漏电流仅允许为0.05mA，而RCD的灵敏度远不能满足这一要求，相反，它可能发生的误动却能引起供电中断而发生医疗事故。还有一些用电设备及场所不宜装设RCD，在这里就不再一一叙述了。

　　2　RCD的选用和安装

　　2.1　RCD的选用

　　虽RCD的作用具有一定的局限性，但它的功能优势却不能抹杀。为了防止接地故障引起电击和火灾事故，除断电将引起更严重后果的设备和线路外，全部电器装置都应按要求置于接地故障保护之下。末端插座回路不可避免地要接用一些移动式、手握式电气设备，这些最易发生接地故障，发生电击的危险也最大，为保证用电安全，不论那种接地系统，末端插座回路上都应装设RCD，并且它应为高灵敏度的普通型RCD，其额定动作电流In不大于30mA，. 5倍In电流时的动用时间不大于0.04s。它既能防止电击（包括直接接触电击），也能防止电弧性接地故障火灾。对固定式设备的过流保护若不能满足在5s内切断接地故障的要求也应装设此种RCD。而当建筑物电源总进线上的过流保护若不能在5s内切断接地故障时，应装设带少许延时的S（选择）型RCD，以保证与下级RCD的选择性，其In宜为100～500mA；且5倍In电流时的动作时间不大于0.15s。此S型RCD用以保护全部电气装置，但主要用于防接地故障引起的火灾，同时也作为插座回路RCD的后备。

　　2.2　RCD的安装

　　对S型和普通型两级RCD的安装位置见图3所示。

　　

　　图3中为某一住宅楼，每户配电箱的插座回路装一普通型的RCD，用于防火的S型RCD只在全楼电源总进线上安装。对大型电气装置可再加一级RCD，其In值和切断时间可以视具体情况确定。

　　对TT系统因接地故障电流小，必须装设RCD来防止接地故障引起的电气事故。IEC标准规定TT系统电气装置若只装一个RCD，则此RCD必须装设在电源总进线上，以确保整个电气装置都在其保护之下。而对TN系统电气装置电源总进线上的过流保护电器若能在5s内切断装置内发生的接地故障，可不在电源总进线上装设RCD。

　　3　结论

　　RCD以其高灵敏的动作性能，能作为直接接触电击保护的后备措施。例如当人体不慎触及破损的灯头或插头的带220V的相线端子时，它也能迅速切断电源，使人免遭电击的危险。但这只是在绝缘外壳破损时的后备措施而不是正规的保护措施，不能由此误认为安装RCD后电气设备可以不接地，也可不作总等电位联结。综上所述可知，RCD尚非尽善尽美，它可能因为种种原因而拒动，和其他保护电器一样，并不完全可靠，如果作了接地，尤其是作了等电位联结，其作用在于降低接触电压，则可使受电击的人往往免于致死。另外，如果绝缘损坏，使电气设备金属外壳带电压，设备接地可以为故障电流提供通路，RCD可在人体接触带电外壳前切断故障，从而使人体免遭一次电击危险，可见，不作接地和等电位联结是很危险的，两者应结合应用，相辅相成，从而获得最好的保护效果。