第四节　漏电保护装置

一、概述

低压配电线路的故障主要是三相短路。两相短路及接地故障。由于相间短路产生很大的短路电流，故可用熔断器断路器等开关设备来自动切断电源。由于其保护动作值按躲过正常负荷电流整定，故动作值大，因此一般情况下接地故障靠熔断器、断路器难以自动切除，或者说其灵敏度满足不了要求。人们利用电气线路或电气设备发生单相接地短路故障时会产生剩余电流，从而利用这种剩余电流来切断故障线路或设备电源而保护电器，即为通常所称的漏电保护器，GB 6829—95中称为“剩余电流动作保护器”（简称“剩余电流保护器”，英文缩写RCD）。由于漏电保护器动作灵敏，切断电源时间短，因此只要能合理选用和正确安装、使用漏电保护器，对于保护人身安全、防止设备损坏和预防火灾产生会有明显的作用。

1.漏电保护器的分类

（1）按运行方式可分为：①不需要辅助电源的RCD；②需要辅助电源的RCD。后者又可分为辅助电源中断时自动断开的RCD和辅助电源中断时不能自动断开的RCD。

（2）按安装形式可分为：①固定安装和固定接线的RCD；②带有电缆的可移动使用的RCD（通过可移动的电缆接到电源上）。

（3）按极数可分为：单极二线RCD、两极RCD、两极三线RCD、三极RCD、三极四线RCD、四极RCD。其中单极二线、两极三线、三极四线RCD均有一根直接穿过检测元件且不能断开的中性线N。

（4）按保护功能可分为：①不带过载保护的RCD；②带过载保护的RCD；③带短路保护的RCD；④带过载和短路保护的RCD。

RCD的额定剩余不动作电流IΔN0的优选值为0.5IΔN，其中IΔN为额定剩余动作电流。如采用其他值时应大于0.5IΔN。

（5）按动作时间可分为：①快速型RCD；②延时型RCD。剩余电流动作时间见表5-7。

（6）按额定剩余动作电流可调性可分为：①额定剩余动作电流不可调的RCD；②额定剩余动作电流可调的RCD。

在实际使用中，漏电保护器的比较元件有电磁式和电子式两大类。

2.低压电网漏电保护装置的原理

漏电保护器有电压型和电流型两大类型。电压型漏电保护器由于在原理结构及实际使用中存在的不足之处，早已淘汰，故不再赘述其原理。目前，普遍使用的剩余电流动作型RCD的原理方框图如图5-1所示。

电流型RCD的工作原理如图5-2所示。在正常情况下，各相电流的相量和若不计及工作时的泄漏电流等于零。因此，各相电流在零序电流互感器铁芯中感应的磁通相量和也等于零，此时零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，开关不会动作，电源正常向负载供电。当发生接地故障时，或设备绝缘损坏漏电时，亦或人触及带电体时，由于主回路中各相电流的相量和不为零，故在零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，而在零序电流互感器二次侧绕组产生感应电压，当故障电流达到预定值时，二次侧绕组的感应电压使脱扣器线圈励磁，主开关跳闸，切断供电回路。此外，在一般电流型RCD基础上，增加一套鉴相鉴幅装置构成交流脉冲型漏电保护器，利用触电前后漏电电流的突变量作起动条件，即可同时兼有漏电和脉冲动作功能。这种类型的保护器能克服漏电型保护器对触电时电网合成漏电流反而减小的情况下不能实行保护的缺点，而且漏电动作电流一般可选得较大，脉冲动作电流选得较小，因而投运率较高，适应性强，安全系数高。需要说明的是这种脉冲保护器仍存在一定的不动作区，为消除死区，已有厂家生产出相量差型保护器，即直接利用触电电流起动的无死区保护器。

二、漏电保护方式

电流型RCD保护方式，通常有下列四种。

（1）全网总保护。是指在低压电网电源处装设保护器，总保护有三种方式：

①保护器安装在电源中性点接地线上；

②保护器安装在总电源线上；

③保护器安装在各条引出干线上。

通常，对供电范围较大或有重要用户的低电电网，采用保护安装在各条引出干线上的总保护方式。

（2）对于移动式电力设备，临时用电设备和用电的家庭，应安装末级保护。

（3）较大低压电网的多级保护；随着用电的不断增长，较大低压电网单单采用总保护或末级保护方式，已不能满足对低压电网供电可靠性和安全用电的需要，因此，较大电网实行多级保护是电气化事业发展的必然要求，图5-3所示为三级保护方式的配置图。

上述三种保护方式，漏电保护器动作后均自动切断供电电源。

（4）对于保护器动作切断电源会造成事故或重大经济损失的用户，其低压电网的漏电保护可由用户申请，经供电企业批准，而采取漏电报警方式。此类单位应有固定值班人员，及时处理报警故障，并应加强绝缘监督，减少接地故障。

三、漏电保护装置的选用、安装使用及运行维护

1.漏电保护装置选用

（1）漏电保护器设置的场所有：①手握式及移动式用电设备；②建筑施工工地的用电设备；③用于环境特别恶劣或潮湿场所（如锅炉房、食堂、地下室及浴室）的电气设备；④住宅建筑每户的进线开关或插座专用回路；⑤由TT系统供电的用电设备；⑥与人体直接接触的医用电气设备（但急救和手术用电设备等除外）。

（2）漏电保护装置的动作电流数值选择：①手握式用电设备为15mA；②环境恶劣或潮湿场所用电设备为6～10mA；③医疗电气设备为6mA；④建筑施工工地的用电设备为15～30mA；⑤家用电器回路为30mA；⑥成套开关柜、分配电盘等为100mA以上；⑦防止电气火灾为300mA。

（3）根据安装地点的实际情况，可选用的型式有：①漏电继电器，可与交流接触器、断路器构成漏电保护装置，主要用作总保护。②漏电开关，将零序电流互感器、漏电脱扣器和低压断路器组装在一个绝缘外壳中，故障时可直接切断供电电源。因此末级保护方式中，多采用漏电开关。③漏电插座，把漏电开关和插座组合在一起的漏电保护装置，特别适用于移动设备和家用电器。

（4）根据使用目的由被保护回路的泄漏电流等因素确定。一般RCD的功能是提供间接接触保护。若作直接接触保护，则要求IΔN≤30mA，且其动作时间t≤0.1s。因此根据使用目的不同，在选择RCD动作特性时要有所区别。

此外，在选用时，还必须考虑到被保护回路正常的泄漏电流，如果RCD的IΔN小于正常的泄漏电流，或者正常泄漏电流大于50％IΔN，则供电回路将无法正常运行，即使能投入运行也会因误动作而破坏供电的可靠性。

2.漏电保护装置安装使用

（1）安装前必须检查漏电保护器的额定电压、额定电流、短路通断能力、漏电动作电流、漏电不动作电流以及漏电动作时间等是否符合要求。

（2）漏电保护器安装接线时，要根据配电系统保护接地型式，按表5-8所示的接线图进行接线。接线时需分清相线和零线。

（3）对带短路保护的漏电保护器，在分断短路电流时，位于电源侧的排气孔往往有电弧喷出，故应在安装时保证电弧喷出方向有足够的飞弧距离。

（4）漏电保护器的安装应尽量远离其他铁磁体和电流很大的载流导体。

（5）对施工现场开关箱里使用的漏电保护器须采用防溅型。

（6）漏电保护器后面的工作零线不能重复接地。

（7）采用分级漏电保护系统和分支线漏电保护的线路，每一分支线路必须有自己的工作零线；上下级漏电保护器的额定漏电动作电流与漏电时间均应做到相互配合，额定漏电动作电流级差通常为1.2～2.5倍，时间级差0.1～0.2。

（8）工作零线不能就近接线，单相负荷不能在漏电保护器两端跨接。

（9）照明以及其他单相用电负荷要均匀分布到三相电源线上。偏差大时要及时调整，力求使各相漏电电流大致相等。

（10）漏电保护器安装后应进行试验，试验有：①用试验按钮试验3次，均应正确动作；②带负荷分合交流接触器或开关3次，不应误动作；③每相分别用3kΩ试验电阻接地试跳，应可靠动作。

3.漏电保护装置运行维护

由于漏电保护器是涉及到人身安全的重要电气产品，因此在日常工作中要按照国家有关漏电保护器运行的规定，做好运行维护工作，发现问题要及时处理。

（1）漏电保护器投入运行后，应每年对保护系统进行一次普查，普查重点项目有：①测试漏电动作电流值是否符合规定；②测量电网和设备的绝缘电阻；③测量中性点漏电流，消除电网中的各种漏电隐患；④检查变压器和电机接地装置有无松动和接触不良。

（2）电工每月至少对保护器用试跳器试验一次，每当雷击或其他原因使保护动作后，应作一次试验。雷雨季节需增加试验次数。停用的保护器使用前应试验一次。

（3）保护器动作后，若经检查来发现事故点，允许试送电一次。如果再次动作，应查明原因，找出故障，不得连续强送电。

（4）严禁私自撤除保护器或强迫送电。

（5）漏电保护器故障后要及时更换，并由专业人员修理。

（6）在保护范围内发生人身触电伤亡事故，应检查保护器动作情况，分析未能起到保护作用的原因，在未调查前要保护好现场，不得改动保护器。