漏电保护器应用中的几个问题

　

摘要：漏电保护器(以下简称rcd)是现时有效防止接地故障引起人身电击和电气火灾的保护电器，但应用不当往往不能发挥应有的作用。本文拟对此陈述一些浅见。

关键词：漏电保护器 rcd 电气火灾
1　防人身电击只需装用动作电流为30mA的rcd
　　国际电工委员会标准IEC4.79(电流通过人体的效应)确定，通过人体的交流50Hz电流不超过30mA时，人体不会因发生心室纤维性颤动而死亡，它与人体潮湿程度、接触电压高低无直接关系。因此，国际电工标准在所有防人身电击的条文中，都规定采用动作电流不大于30mA的rcd。据此在医院手术室、浴室等电击危险大的场所都可装用动作电流为30mA的rcd来防人身电击。
　　农村用电不必装用灵敏度更高的rcd，例如10mA的rcd。因为10mA的rcd和30mA的rcd在防人身电击的效果上是相同的，都可以使人免于发生心室纤颤而死亡。10mArcd的价格很贵，不适于广泛采用，而其额定不动作电流仅5mA，农村低压电网设备因常处于户外和潮湿场所，正常泄漏电流较大，容易引起误动作。频繁的误动作停电的后果往往是将rcd短接或拆除，使线路失去接地故障保护，导致危险的后果。
2　只有手握式和移动式电气设备才需装用30mA高灵敏度的rcd
　　手握式和移动式电气设备的电击危险大。这是因为这些设备使用中经常挪动，绝缘容易破损而发生碰外壳接地故障，握持设备的手掌肌肉通电收缩使人无法甩脱外壳带电的设备，人体通电时间稍长即易发生心室纤颤致死。固定安装的设备较少发生碰外壳接地故障，人的手掌抓握不住设备外壳，在遭电击时可立即甩脱，与带电设备外壳脱离接触。不论有无装用30mArcd，固定式设备发生电击事故时都可使人站立不稳摔倒，但不会因发生心室纤颤而电击致死。因此对手握式和移动式设备必须装用30mA瞬动rcd，而对固定式设备如吊灯、固定安装的户内水泵则无此要求。国际电工标准对两者加以区分是避免滥装30mA瞬动rcd，以节省不必要的投资和减少因装用不当而招致rcd的误动停电。
3　常用的两级漏电保护
　　在线路短路中大部分是接地故障，即相线与大地、电气设备外壳、金属结构管道之间的短路。接地故障既能引起人身电击事故，也比相间短路、单相短路容易引起电气火灾。我国《低压配电设计规范》(GB50054－95)规定，配电线路都应有接地故障保护，而rcd是最有效的接地故障保护电器。当发生电弧性接地故障起火时，因电弧电流小，断路器、熔断器往往不能在火灾发生前切断电源，而rcd则能立即动作切断电源。因此，除在手握式、移动式设备终端线路上安装30mA瞬动rcd外，还应在电源总干线上安装带少许延时的漏电保护功能的断路器，如图1所示。它主要用于防接地故障引起的电气火灾和线路对地电位升高事故，保护范围无死区。

图1　两级漏电保护示意图
　　图中rcd1和rcd2的动作应有选择性，以避免越级跳闸扩大停电面。选择性不能靠rcd动作电流的大小来提供。如果rcd1和rcd2的动作电流差2～3倍，但如果都是瞬时动作，当线路末端发生故障电流为几十安的接地故障时，故障电流都超过动作电流的百倍以上，两级rcd都瞬时动作，无法保证选择性。因此各个级次rcd间的动作选择性只能靠动作时间的长短不同来保证，即图1中的rcd2的动作应带有适当的延时，例如图中所示rcd1的动作时间t1≤0.04s，rcd2的动作时间t2=0.3s。
4　带延时漏电保护的断路器的技术要求
　　装设在电源干线上带延时漏电保护的断路器其接线如图2所示。由图可知，这种断路器只是在原用作短路保护和过载保护的断路器的下端，增装一变比为1∶1的零序电流互感器和脱扣器。当被保护回路内发生接地故障时，互感器检测出剩余电流(俗称漏电电流)，由脱扣器使断路器跳闸。

图2　带延时漏电保护功能的断路器接线示意图
　　我国《低压配电设计规范》规定，此级rcd的动作电流不大于500mA最为安全，因500mA以下电弧的能量不足以引燃起火。但当线路正常泄漏电流大时也可取为大于500mA，以免发生不必要的跳闸停电。此断路器漏电动作延时一般取为0.3s左右。因从发生接地电弧到引燃近旁可燃物质起火有一较长时间过程，这一0.3s左右的延时，既能有效防止起火，又不扩大停电面，也不致引起所保护线路的过热烧损。

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　　这一级保护不能采用一般的漏电保护器，也不能采用漏电继电器与接触器组合的漏电保护，因为电源干线上金属性接地故障电流可能以千安计，接触器和断流能力为300A的一般rcd是难以切断如此大的电流的。
　　我国不少厂家生产这种带延时漏电保护功能的塑壳式断路器，其额定电流为100～400A，漏电保护动作电流为30mA～2A，延时动作时间0.2～0.8s，短路电流开断能力为3～6.5kA，可以满足前述的一般要求。


5　三级漏电保护的应用
　　当供电范围和电源干线电流较大时，有时需装用三级漏电保护，即在图2中的rcd2前再加一级rcd3如图3所示。它由分离的零序电流互感器、漏电继电器和断路器(或信号器)组成。互感器的变比也为1∶1。它通过的回路电流受回路4根导线通过的互感器贯穿孔直径的限制。漏电继电器检测的电流即一次侧的剩余电流，其动作电流和延时均可调整。
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