第四節　漏電保護裝置

一、概述

低壓配電線路的故障主要是三相短路。兩相短路及接地故障。由于相間短路產生很大的短路電流，故可用熔斷器斷路器等開關設備來自動切斷電源。由于其保護動作值按躲過正常負荷電流整定，故動作值大，因此一般情況下接地故障靠熔斷器、斷路器難以自動切除，或者說其靈敏度滿足不了要求。人們利用電氣線路或電氣設備發生單相接地短路故障時會產生剩余電流，從而利用這種剩余電流來切斷故障線路或設備電源而保護電器，即為通常所稱的漏電保護器，GB 6829—95中稱為“剩余電流動作保護器”（簡稱“剩余電流保護器”，英文縮寫RCD）。由于漏電保護器動作靈敏，切斷電源時間短，因此只要能合理選用和正確安裝、使用漏電保護器，對于保護人身安全、防止設備損壞和預防火災產生會有明顯的作用。

1.漏電保護器的分類

（1）按運行方式可分為：①不需要輔助電源的RCD；②需要輔助電源的RCD。后者又可分為輔助電源中斷時自動斷開的RCD和輔助電源中斷時不能自動斷開的RCD。

（2）按安裝形式可分為：①固定安裝和固定接線的RCD；②帶有電纜的可移動使用的RCD（通過可移動的電纜接到電源上）。

（3）按極數可分為：單極二線RCD、兩極RCD、兩極三線RCD、三極RCD、三極四線RCD、四極RCD。其中單極二線、兩極三線、三極四線RCD均有一根直接穿過檢測元件且不能斷開的中性線N。

（4）按保護功能可分為：①不帶過載保護的RCD；②帶過載保護的RCD；③帶短路保護的RCD；④帶過載和短路保護的RCD。

RCD的額定剩余不動作電流IΔN0的優選值為0.5IΔN，其中IΔN為額定剩余動作電流。如采用其他值時應大于0.5IΔN。

（5）按動作時間可分為：①快速型RCD；②延時型RCD。剩余電流動作時間見表5-7。

（6）按額定剩余動作電流可調性可分為：①額定剩余動作電流不可調的RCD；②額定剩余動作電流可調的RCD。

在實際使用中，漏電保護器的比較元件有電磁式和電子式兩大類。

2.低壓電網漏電保護裝置的原理

漏電保護器有電壓型和電流型兩大類型。電壓型漏電保護器由于在原理結構及實際使用中存在的不足之處，早已淘汰，故不再贅述其原理。目前，普遍使用的剩余電流動作型RCD的原理方框圖如圖5-1所示。

電流型RCD的工作原理如圖5-2所示。在正常情況下，各相電流的相量和若不計及工作時的泄漏電流等于零。因此，各相電流在零序電流互感器鐵芯中感應的磁通相量和也等于零，此時零序電流互感器的二次側繞組無信號輸出，開關不會動作，電源正常向負載供電。當發生接地故障時，或設備絕緣損壞漏電時，亦或人觸及帶電體時，由于主回路中各相電流的相量和不為零，故在零序電流互感器的環形鐵芯中產生磁通，而在零序電流互感器二次側繞組產生感應電壓，當故障電流達到預定值時，二次側繞組的感應電壓使脫扣器線圈勵磁，主開關跳閘，切斷供電回路。此外，在一般電流型RCD基礎上，增加一套鑒相鑒幅裝置構成交流脈沖型漏電保護器，利用觸電前后漏電電流的突變量作起動條件，即可同時兼有漏電和脈沖動作功能。這種類型的保護器能克服漏電型保護器對觸電時電網合成漏電流反而減小的情況下不能實行保護的缺點，而且漏電動作電流一般可選得較大，脈沖動作電流選得較小，因而投運率較高，適應性強，安全系數高。需要說明的是這種脈沖保護器仍存在一定的不動作區，為消除死區，已有廠家生產出相量差型保護器，即直接利用觸電電流起動的無死區保護器。

二、漏電保護方式

電流型RCD保護方式，通常有下列四種。

（1）全網總保護。是指在低壓電網電源處裝設保護器，總保護有三種方式：

①保護器安裝在電源中性點接地線上；

②保護器安裝在總電源線上；

③保護器安裝在各條引出干線上。

通常，對供電范圍較大或有重要用戶的低電電網，采用保護安裝在各條引出干線上的總保護方式。

（2）對于移動式電力設備，臨時用電設備和用電的家庭，應安裝末級保護。

（3）較大低壓電網的多級保護；隨著用電的不斷增長，較大低壓電網單單采用總保護或末級保護方式，已不能滿足對低壓電網供電可靠性和安全用電的需要，因此，較大電網實行多級保護是電氣化事業發展的必然要求，圖5-3所示為三級保護方式的配置圖。

上述三種保護方式，漏電保護器動作后均自動切斷供電電源。

（4）對于保護器動作切斷電源會造成事故或重大經濟損失的用戶，其低壓電網的漏電保護可由用戶申請，經供電企業批準，而采取漏電報警方式。此類單位應有固定值班人員，及時處理報警故障，并應加強絕緣監督，減少接地故障。

三、漏電保護裝置的選用、安裝使用及運行維護

1.漏電保護裝置選用

（1）漏電保護器設置的場所有：①手握式及移動式用電設備；②建筑施工工地的用電設備；③用于環境特別惡劣或潮濕場所（如鍋爐房、食堂、地下室及浴室）的電氣設備；④住宅建筑每戶的進線開關或插座專用回路；⑤由TT系統供電的用電設備；⑥與人體直接接觸的醫用電氣設備（但急救和手術用電設備等除外）。

（2）漏電保護裝置的動作電流數值選擇：①手握式用電設備為15mA；②環境惡劣或潮濕場所用電設備為6～10mA；③醫療電氣設備為6mA；④建筑施工工地的用電設備為15～30mA；⑤家用電器回路為30mA；⑥成套開關柜、分配電盤等為100mA以上；⑦防止電氣火災為300mA。

（3）根據安裝地點的實際情況，可選用的型式有：①漏電繼電器，可與交流接觸器、斷路器構成漏電保護裝置，主要用作總保護。②漏電開關，將零序電流互感器、漏電脫扣器和低壓斷路器組裝在一個絕緣外殼中，故障時可直接切斷供電電源。因此末級保護方式中，多采用漏電開關。③漏電插座，把漏電開關和插座組合在一起的漏電保護裝置，特別適用于移動設備和家用電器。

（4）根據使用目的由被保護回路的泄漏電流等因素確定。一般RCD的功能是提供間接接觸保護。若作直接接觸保護，則要求IΔN≤30mA，且其動作時間t≤0.1s。因此根據使用目的不同，在選擇RCD動作特性時要有所區別。

此外，在選用時，還必須考慮到被保護回路正常的泄漏電流，如果RCD的IΔN小于正常的泄漏電流，或者正常泄漏電流大于50％IΔN，則供電回路將無法正常運行，即使能投入運行也會因誤動作而破壞供電的可靠性。

2.漏電保護裝置安裝使用

（1）安裝前必須檢查漏電保護器的額定電壓、額定電流、短路通斷能力、漏電動作電流、漏電不動作電流以及漏電動作時間等是否符合要求。

（2）漏電保護器安裝接線時，要根據配電系統保護接地型式，按表5-8所示的接線圖進行接線。接線時需分清相線和零線。

（3）對帶短路保護的漏電保護器，在分斷短路電流時，位于電源側的排氣孔往往有電弧噴出，故應在安裝時保證電弧噴出方向有足夠的飛弧距離。

（4）漏電保護器的安裝應盡量遠離其他鐵磁體和電流很大的載流導體。

（5）對施工現場開關箱里使用的漏電保護器須采用防濺型。

（6）漏電保護器后面的工作零線不能重復接地。

（7）采用分級漏電保護系統和分支線漏電保護的線路，每一分支線路必須有自己的工作零線；上下級漏電保護器的額定漏電動作電流與漏電時間均應做到相互配合，額定漏電動作電流級差通常為1.2～2.5倍，時間級差0.1～0.2。

（8）工作零線不能就近接線，單相負荷不能在漏電保護器兩端跨接。

（9）照明以及其他單相用電負荷要均勻分布到三相電源線上。偏差大時要及時調整，力求使各相漏電電流大致相等。

（10）漏電保護器安裝后應進行試驗，試驗有：①用試驗按鈕試驗3次，均應正確動作；②帶負荷分合交流接觸器或開關3次，不應誤動作；③每相分別用3kΩ試驗電阻接地試跳，應可靠動作。

3.漏電保護裝置運行維護

由于漏電保護器是涉及到人身安全的重要電氣產品，因此在日常工作中要按照國家有關漏電保護器運行的規定，做好運行維護工作，發現問題要及時處理。

（1）漏電保護器投入運行后，應每年對保護系統進行一次普查，普查重點項目有：①測試漏電動作電流值是否符合規定；②測量電網和設備的絕緣電阻；③測量中性點漏電流，消除電網中的各種漏電隱患；④檢查變壓器和電機接地裝置有無松動和接觸不良。

（2）電工每月至少對保護器用試跳器試驗一次，每當雷擊或其他原因使保護動作后，應作一次試驗。雷雨季節需增加試驗次數。停用的保護器使用前應試驗一次。

（3）保護器動作后，若經檢查來發現事故點，允許試送電一次。如果再次動作，應查明原因，找出故障，不得連續強送電。

（4）嚴禁私自撤除保護器或強迫送電。

（5）漏電保護器故障后要及時更換，并由專業人員修理。

（6）在保護范圍內發生人身觸電傷亡事故，應檢查保護器動作情況，分析未能起到保護作用的原因，在未調查前要保護好現場，不得改動保護器。