摘要：剩余電流動(dòng)作保護(hù)器土要由剩余電流檢測(cè)部件、中間環(huán)節(jié)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)基本環(huán)節(jié)組成。其主要作用是在人身發(fā)生觸電或漏電的情況下，能夠迅速將回路切斷，保護(hù)人身安全。本文根據(jù)筆者多年工作實(shí)踐，就剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電氣工程；剩余電流；工作原理

一、剩余電流保護(hù)器動(dòng)作原理

剩余電流動(dòng)作保護(hù)器簡稱剩余電流保護(hù)器，在我國和日本制造行業(yè)又稱為漏電保護(hù)器，歐洲稱漏電接地?cái)嗦菲鳎ê喎QELCB），美國稱接地故障斷路器（簡稱GFCD，國際電工委員會(huì)（IEC）稱為剩余電流裝置（簡稱RCD）。

剩余電流動(dòng)作保護(hù)器是電流動(dòng)作型漏電保護(hù)器，與電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器一起，統(tǒng)稱為漏電保護(hù)器。電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器是將檢測(cè)元件串接在電源中性點(diǎn)和接地點(diǎn)之間，在漏電或觸電時(shí)，利用中性點(diǎn)電壓作為動(dòng)作信號(hào)，切斷故障電路。電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器只能控制單臺(tái)用電設(shè)備，感應(yīng)雷擊時(shí)電壓線圈易燒毀，不能作為直接接觸保護(hù)和進(jìn)行分級(jí)保護(hù)。由于以上不可克服的缺點(diǎn)，電壓動(dòng)作型漏電保護(hù)器己逐步被淘汰。因而，目前漏電保護(hù)器又被稱為剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。

剩余電流動(dòng)作保護(hù)器工作原理如圖1所示。Ihl為流入零序互感器的電流， Ih2為流出零序互感器的電流，如有漏電事故， Ihl與Ih2不相等，lhl與Ih2的矢量和為剩余電流Id，零序互感器的二次線圈產(chǎn)生U2和I2的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的脫扣線圈。

剩余電流動(dòng)作保護(hù)器一般還有一個(gè)試驗(yàn)裝置，“為了檢查剩余電流保護(hù)器能否正常工作，模擬一剩余電流使剩余電流保護(hù)器動(dòng)作的裝置” 其工作原理是將電源中串入一個(gè)試驗(yàn)電阻，并使試驗(yàn)電阻回路穿過零序互感器。對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器進(jìn)行檢查時(shí)，按下試驗(yàn)按鈕，流經(jīng)零序互感器電流的矢量和即為流經(jīng)試驗(yàn)電阻的電流，此電流模擬剩余電流，可由剩余電流動(dòng)作保護(hù)器是否脫扣，檢查剩余電流動(dòng)作保護(hù)器在電路有剩余電流時(shí)，可否正常工作。

二、剩余電流保護(hù)器的應(yīng)用

（1）根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)選用

1、TN-C 系統(tǒng)

其特點(diǎn)是電源變壓器中性點(diǎn)接地，保護(hù)線（PE）與中性線（N）共用。它是利用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線（零線）作為故障電流的回流導(dǎo)線，當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點(diǎn)，由于短路電流大，可采用過電流保護(hù)器切斷電源。TN-C系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù)；TN-C系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡場(chǎng)合，如果三相負(fù)荷不平衡，則PEN 線中有不平衡電流，再加一些負(fù)荷設(shè)備引起的諧波電流也會(huì)注入PEN，從而中性線N帶電，且極有可能高于50V，它不僅使設(shè)備機(jī)殼帶電，對(duì)人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位；TN - C系統(tǒng)應(yīng)將PEN 線重復(fù)接地，其作用是當(dāng)接零的設(shè)備發(fā)生相與外殼接觸時(shí)，可以有效地降低零線對(duì)地電壓。

2、TN-S 系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)的中性線（N）與保護(hù)線（PE）是分開的。當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護(hù)器切斷電源。如果線路較長，可在線路首端裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，靠它切斷故障電流；當(dāng)N線斷開，如果三相負(fù)荷不平衡，中性點(diǎn)電位升高，但外殼無電位，PE線也無電位；TN-S系統(tǒng)不必重復(fù)接地，因?yàn)橹貜?fù)接地后對(duì)N 線斷后保護(hù)設(shè)備作用不明顯；TN S系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。

3、TN-C-S 系統(tǒng)

TN-C-S 系統(tǒng)由兩部分組成，第1部分是TN-C系統(tǒng)，第2部分是TN-S 系統(tǒng)，其分界面在N線與PE 線的連接點(diǎn)。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，同TN-S系統(tǒng)；當(dāng)N 線斷開，故障同TN-S系統(tǒng)；TN-C-S系統(tǒng)中PEN 應(yīng)重復(fù)接地，而N 線不宜重復(fù)接地。PE 線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時(shí)始終不會(huì)帶電，所以TN-C-S 系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。但安裝時(shí)應(yīng)注意，受保護(hù)設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與PEN 線的連接必須是在該保護(hù)裝置的電源側(cè)，即在保護(hù)裝置的負(fù)荷側(cè)的中性線上不應(yīng)設(shè)置重復(fù)接地。

4、TT 系統(tǒng)

電源中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分用PE 線接到接地極（此接地極與中性點(diǎn)接地沒有電氣聯(lián)系）。TT 系統(tǒng)在國外被廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)僅限于局部對(duì)接地要求高的電子設(shè)備場(chǎng)合，如果在負(fù)荷端和首端裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器而干線末端裝有斷零保護(hù)，則可適用于農(nóng)村居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)及分散的民用建筑等場(chǎng)所。

5、IT 系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接（或經(jīng)電阻接地），而受電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分則通過保護(hù)線直接接地。對(duì)于對(duì)地電容電流常變化的供電電路，應(yīng)選用專用的可進(jìn)行電容跟蹤補(bǔ)償?shù)氖Ｓ嚯娏鞅Ｗo(hù)器；對(duì)于對(duì)地電容電流相對(duì)穩(wěn)定的電路，可選用裝有對(duì)地電容補(bǔ)償回路的剩余電流保護(hù)器。

（2）根據(jù)漏電品種選用

1、漏電保護(hù)器品種選型

目前，漏電保護(hù)器品種繁多，結(jié)構(gòu)各異，其原理都是一個(gè)剩余電流動(dòng)作型。用戶應(yīng)選購質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，并認(rèn)定已通過國家電工認(rèn)證、并具有3C認(rèn)證的產(chǎn)品。漏電保護(hù)器分為以下三大類。

①單相漏電開關(guān)

單相漏電開關(guān)分電子式和電磁式二種，由于電磁式漏電開關(guān)價(jià)格較高，在農(nóng)網(wǎng)改造大部分選用電子式漏電開關(guān)。一般選用30mA。動(dòng)作時(shí)間小于0.1s，用于直接接觸保護(hù)，防止人身觸電事故發(fā)生。

②漏電斷路器

漏電斷路器分電子式和電磁復(fù)合式兩種，作為二級(jí)保護(hù)或三級(jí)保護(hù)。不論單極、二極、三極、四極漏的電斷路器，盡量選用動(dòng)作電流小于等于50mA，分?jǐn)鄷r(shí)間小于0.1s的產(chǎn)品，用于直接接觸保護(hù)。

③漏電繼電器

漏電繼電器為電子產(chǎn)品，它不能獨(dú)立使用只能和交流接觸器或帶有脫扣線圈的空氣開關(guān)配合使用作總保護(hù)或分支保護(hù)。當(dāng)采用漏電繼電器作為供電系統(tǒng)總保護(hù)，一級(jí)保護(hù)盡量采用延時(shí)型或鑒相鑒幅漏電繼電器，并且漏電電流可調(diào)，用于間接接觸保護(hù)，防止越級(jí)跳閘，確保電網(wǎng)正常供電。脈沖動(dòng)作電流值一般選50mA，漏電電流動(dòng)作值分檔200～500mA之間可調(diào)，漏電繼電器與交流接觸器配合的組合分?jǐn)鄷r(shí)間：≤0.2s或≤0.4s。以上產(chǎn)品按使用場(chǎng)合，確定所采用的保護(hù)方式，確定采取的品種。漏電保護(hù)器選購時(shí)特別注意負(fù)載容量的配合留一定的余量，不導(dǎo)致漏電保護(hù)器產(chǎn)生誤動(dòng)作。

2、漏電保護(hù)器的檢測(cè)

用戶檢測(cè)只能對(duì)產(chǎn)品動(dòng)作特性、試驗(yàn)裝置及輔助電源故障時(shí)的工作性能這三項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，采用IDB-1A型漏電保護(hù)器測(cè)試儀檢測(cè)漏電繼電時(shí)，IDB-1A需配備與漏電繼電器額定容量相等的交流接觸器。

漏電保護(hù)器檢測(cè)前應(yīng)對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、焊接水平以及裝配工藝水平進(jìn)行目測(cè)考核。漏電保護(hù)器中的零序電流互感器中的鐵芯應(yīng)采用薄膜合金環(huán)形鐵芯且加屏蔽層。如果使用非晶或微晶鐵芯，高低溫試驗(yàn)和平衡特性試驗(yàn)難以通過，在漏電開關(guān)及斷路器中大部分使用非晶或微晶鐵芯。漏電開關(guān)、漏電斷路器中的線路板應(yīng)封閉或浸漆，以防止灰塵進(jìn)入。漏電開關(guān)內(nèi)部的觸頭應(yīng)為鍍復(fù)合銀觸頭，不能采用鍍銀觸頭。

（3）根據(jù)負(fù)載特性及環(huán)境條件選用

漏電電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流宜按下列數(shù)值選擇：手握式用電設(shè)備為15mA；醫(yī)療電氣設(shè)備為10mA；建筑施工工地的用電設(shè)備為15～30mA；家用電器回路為30mA；成套開關(guān)柜、分配電盤等為100mA 以上；防止電氣火災(zāi)為300mA。

以照明電器為負(fù)載的電路應(yīng)選用配合保護(hù)的剩余電流保護(hù)器，在分支電路選用三相四極的保護(hù)器，終端電路選用單相二極保護(hù)器或漏電保護(hù)插頭、插座等。以電力電子設(shè)備為負(fù)載的電路應(yīng)選用能防止直流成分有害影響的剩余電流保護(hù)器。

四、結(jié)束語

綜上所述，采用剩余電流保護(hù)器是為確保用電安全的措施之一，在直接接觸電擊的防護(hù)措施中，剩余電流保護(hù)裝置在安全防護(hù)中有其優(yōu)越性，但也存在不足。所以剩余電流保護(hù)裝置的采用，不能代替其它各項(xiàng)防護(hù)措施。在安裝電氣線路和使用電器設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)要求，根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施確保供用電安全。