剩余電流動作保護器(RCD)的使用特性

剩余電流動作保護器(residualcurrentoperatedprotectivedevice，簡稱為RCD)是在規(guī)定條件下，當(dāng)剩余電流達到或超過給定值時，能自動斷開電路的機械開關(guān)電器或組合電器，是防止人身觸電、電氣火災(zāi)及電氣設(shè)備損壞的一種有效防護措施。世界各國均通過制訂相應(yīng)的電氣安裝規(guī)程和用電規(guī)程大力推廣其在低壓電網(wǎng)中的應(yīng)用。歐洲剩余電流動作保護器的發(fā)展以家用剩余電流動作保護器為主，基本是電磁式剩余電流動作保護器。中國的剩余電流動作保護器經(jīng)過不斷完善和發(fā)展已形成品種善、規(guī)格齊全，符合IEC國際標準的剩余電流動作保護器的產(chǎn)品系列。中國生產(chǎn)的剩余電流動作保護器大部分為電子式的，約占總產(chǎn)量的90%;

電磁式剩余電流動作保護器因制造成本高、價格貴、使用量較少，目前僅占10%左右。對于工業(yè)與民用供配電設(shè)計人員，需要熟練掌握剩余電流動作保護器的使用位置及特性。本文歸納總結(jié)國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范、手冊中剩余電流動作保護器的使用規(guī)定，希望對工業(yè)與民用供配電設(shè)計人員日后的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。

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使用規(guī)定1.1

GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護點擊防護》415.1.2條

不能將剩余電流動作保護器(RCD)的裝用作為唯一的保護措施，也不能為它的裝入而取消411~414規(guī)定的其中一種保護措施。本條文明確規(guī)定剩余電流動作保護器是附加保護，不能取代自動切斷電源保護、雙重絕緣或加強絕緣保護、電氣分隔保護及采用SELV和PELV特低電壓保護。1.2GB16895.21-2011《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護點擊防護》411.5.3條、GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》7.7.8-4條采用剩余電流動作保護器作為故障保護時，應(yīng)滿足下列要求:式中，RA為外露可導(dǎo)電部分的接地極和保護導(dǎo)體的電阻之和，Ω；IΔn為額定剩余動作電流，A。本條文明確規(guī)定剩余電流動作保護器在TT系統(tǒng)中的動作特性。1.3GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》3.1.12條采用剩余電流動作保護電器作為間接接觸防護電器的回路時，必須裝設(shè)保護導(dǎo)體。由于在沒有保護導(dǎo)體的回路中，剩余電流動作保護器不能正確動作，因此本條文明確規(guī)定用作間接接觸防護時，必須有PE或PEN導(dǎo)體。1.4GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》5.1.12條額定剩余動作電流≤30mA的剩余電流動作保護器，可作為其他直接接觸防護措施失效或使用者疏忽時的附加防護，但不能單獨作為直接接觸的防護措施。本條文明確規(guī)定用作附加防護時，IΔn≤30mA，其中IΔn為額定剩余動作電流。1.5GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》6.4.3條為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危險而裝設(shè)的剩余電流監(jiān)測或保護電器，其動作電流應(yīng)＜300mA;當(dāng)動作于切斷電源時，應(yīng)斷開回路的所有帶電導(dǎo)體。由于300mA以上的電弧能量會引起火災(zāi)，故本條文明確規(guī)定在火災(zāi)危險場所內(nèi)作為火災(zāi)危險防護時，IΔn≤300mA，其中IΔn為額定剩余動作電流。1.6GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》7.5.5條剩余電流保護器的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定。

1)應(yīng)能斷開被保護回路的所有帶電導(dǎo)體。2)保護接地導(dǎo)體(PE線)不應(yīng)穿過剩余電流保護器的磁回路。3)剩余電流保護器的選擇，應(yīng)確?；芈氛＿\行時的自然泄漏電流不致引起剩余電流保護器誤動作。4)上下級剩余電流保護器之間應(yīng)有選擇性，并可通過額定動作電流值和動作時間的級差來保證。剩余電流的故障發(fā)生點應(yīng)由最近的上一級剩余電流保護器切斷電源。5)下列設(shè)備的配電線路應(yīng)設(shè)置額定剩余動作電流值≤30mA的剩余電流保護器:①手持式及移動式用電設(shè)備;②人體可能無法及時擺脫的固定式設(shè)備；③室外工作場所的用電設(shè)備;④家用電器回路或插座回路。6)用于電子信息設(shè)備、醫(yī)療電氣設(shè)備的剩余電流保護器應(yīng)采用電磁式。7)剩余電流保護器應(yīng)根據(jù)電氣回路中的剩余電流波形選擇，并應(yīng)符合下列規(guī)定：①當(dāng)波形僅含有正弦交流電流時，應(yīng)選擇AC型剩余電流保護器；②當(dāng)波形含有脈動直流和正弦交流時，應(yīng)選擇A型剩余電流保護器；③當(dāng)波形含有直流、脈動直流和正弦交流電流時，應(yīng)選擇B型剩余電流保護器。本條文明確剩余電流保護器的總體設(shè)置規(guī)定。1.7GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》7.7.7-4條過電流保護電器和剩余電流保護器(RCD)可用作TN系統(tǒng)的故障保護，但剩余電流保護器(RCD)不能用于TN-C系統(tǒng)。在TN-C-S系統(tǒng)中采用RCD時，在RCD的負荷側(cè)不得再出現(xiàn)保護接地中性導(dǎo)體。應(yīng)在RCD的電源側(cè)將中性導(dǎo)體與保護接地導(dǎo)體分別引出。本條文明確剩余電流保護器用在TN系統(tǒng)中的規(guī)定。1.8GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》7.7.10-1條采用剩余電流保護器(RCD)作為附加防護時，應(yīng)滿足下列要求:(1)在交流系統(tǒng)中裝設(shè)剩余電流≤30mA的RCD，可用作基本防護失效和故障防護失效，以及用電不慎時的附加保護措施；(2)不能將裝設(shè)RCD作為唯一的保護措施，不能為此而取消本節(jié)規(guī)定的其他保護措施。

本條文與本文第1條、第4條一致，不再闡述。1.9《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》第四版15.3.7.1(3)條對TT系統(tǒng)的附加要求。當(dāng)回路用剩余電流動作保護器保護時，總泄漏電流I1、接地極電阻RA和保護器的額定剩余動作電流IΔn應(yīng)符合以下關(guān)系式：式中，I1為總泄漏電流，A；RA為外露可導(dǎo)電部分的接地極和保護導(dǎo)體的電阻之和，Ω；IΔn為額定剩余動作電流，A。本條文是對本文第6條第3小條的補充，明確規(guī)定剩余電流動作保護器的總泄漏電流I1要小于IΔn的一半。1.10《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》第四版11.7.6條剩余電流動作保護器級聯(lián)安裝時，為實現(xiàn)選擇性，應(yīng)滿足:(1)電源側(cè)剩余電流動作保護器的最小動作時間不應(yīng)大于負荷側(cè)剩余電流動作保護器的總動作時間；(2)電源側(cè)剩余電流動作保護器的IΔn應(yīng)至少為負荷側(cè)剩余電流動作保護器IΔn的3倍。終端的剩余電流動作保護器為不延時型，上級的剩余電流動作保護器選擇為延時型；為實現(xiàn)選擇性，各級的延時應(yīng)有足夠的時間差。本條文是對本文第6條第4小條的補充，明確規(guī)定剩余電流動作保護器的極間選擇要求。1.11《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》第四版11.7.3(6)條無延時型交流剩余電流動作保護器的最大分斷時間標準值見表1。本條文明確規(guī)定剩余電流動作保護器的分斷時間。

2案例2.1

案例1

某化工企業(yè)為三相五線制配電，普通照明配電總箱進線回路需裝設(shè)300mA的剩余電流動作保護器。二層普通照明配電箱為本層照明負荷及插座負荷供電，設(shè)備容量為10kW，需要系數(shù)為0.9，功率因數(shù)為0.9，計算容量為9kW，計算電流為15A，進線端設(shè)置MCCB-20A作為短路保護和過負荷保護，選擇延時型剩余電流動作保護器作為附加保護，IΔn設(shè)置為90mA；負荷側(cè)W1回路計算容量為1.5kW，計算電流為7.6A，設(shè)置MCCB-10A作為短路保護和過負荷保護，選擇無延時型剩余電流動作保護器作為附加保護，IΔn設(shè)置為30mA，動作時間為0.3s。安裝此RCD時，L1、L2、L3、N回路需穿過電流互感器，PE線不應(yīng)穿過電流互感器。當(dāng)次RCD動作時，同時切斷L1、L2、L3、N回路。2.2案例2某TT系統(tǒng)中，配電線路采用剩余電流動作保護器保護保護外露可導(dǎo)電部分，要對此外露可導(dǎo)

部分設(shè)置保護導(dǎo)體，IΔn設(shè)置為30mA，則外露可導(dǎo)電部分的接地極和保護導(dǎo)體的電阻之和RA應(yīng)小于1667