第１１卷第２期 南京工程学院学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎ咖ｍｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｉｔｏｎ） Ｖｏ１．１１，Ｎｏ．２ ２０１３年６月 Ｊｕｎ．，２０１３ 文章编号：１６７２—２５５８（２０１３）０２—００６２—０５ 剩余电流动作漏电保护器在使用中的 几个事例分析 程桂林 ，颜 军 ，杨 勇 ，刘 云 （１．南京工程学院电力工程学院，江苏南京２１１１６７；２．徐州供电公司铜山公司，江苏徐州２２１００５； ３．茌平供电公司，山东茌平２５２１００；４．江苏省电力公司检修公司徐州分部，江苏徐州２２１００５） 摘要：阐述了剩余电流动作漏电保护器的定义及其工作原理．在工作原理的基础上对于在使用过程中常出现的 认识错误、安装错误、与接地线的配合使用等几方面问题进行了分析和解释，并提出了解决的措施． 关键词：安全用电；剩余电流动作漏电保护器；额定剩余动作电流；泄漏电流 中图分类号：ＴＭ５６４．８ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｅｘａｍｐｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ ＣＨＥＮＧ Ｇｕｉ—ｌｉｎ ，ＹＡＮ Ｊｕｎ ，ＹＡＮＧ Ｙｏｎｇ。，ＬＩＵ Ｙｕｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｉｒｃ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１ １ １６７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｂｒａｎｃｈ，Ｘｕｚｈｏｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２５２１００，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｃｈｉｐｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｐｉｎｇ ２２１００５，Ｃｈｉｎａ； ４．Ｘｕｚｈｏｕ Ｂｒａｎｃｈ，Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ．Ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｅｒｍｒｓ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｍｉｓｔａｋｅｓ，ａｎｄ ｉｔｓ ｕｓｅ ｗｉｔｈ ｇｒｏｕｎｄ ｗｉｒｅ．Ａｎｄ ｓｏｍｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｆｅ ｕｓｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ；ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ；ｒａｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃｕｒｒｅｎｔ；ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ 电能的生产及使用到今天已经有一百多年了，人们在使用这种清洁能源的同时，也常常受到它的伤害 即造成人身触电和伤亡事故．１９世纪末期人们已经开始了安全用电技术的研究，在２０世纪初研制出第一 台漏电保护开关即电压动作型，２０世纪３０年代法国的工程师研制了世界上第一台电流动作型的漏电保 护开关…．现在的很多漏电保护开关虽然在实现手段和工艺方法上比那个时候先进了很多，但还是基于 这种保护动作原理来工作的．如果电流型漏电保护开关的使用和安装不当的话，会对人身安全造成威胁， 也会给用电带来不便，因此需要了解电流型漏电保护开关的工作原理以及安装时的注意事项．本文在电流 动作型漏电保护开关工作原理的基础上，结合一些事例来说明这个问题． 收稿日期：２０１３—０４—１４ 基金项目：南京工程学院青年基金资助项目（ＱＫＪＢ２０１ １００７） 作者简介：程桂林，硕士，实验师，研究方向为电时频分析在电力系统中的应用 Ｅ・ｍａｉｌ：ｃ ｎｊ＠ｙａｈｏｏ．ｃａ 第１１卷第２期 程桂林，等：剩余电流动作漏电保护器在使用中的几个事例分析 ６３ １剩余电流动作漏电保护器的定义 现在所使用的绝大多数的电流型漏电保护器在国际电工委员会（ＩＥＣ）规定中的标准名称为Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ，英文的简写为ＲＣＤ，中文的名称为剩余电流动作保护器．里面说提到的剩余电流 主要是指被保护的电路内，相线和中性线中电流的瞬时值的代数和（其中包括中性线内的三相不平衡电 流与谐波电流），此电流和开关所设定的额定剩余动作电流， 作比较，若电流小于，ｎ则开关不动作，反之 开关便会动作切断电源．此时的代数和表征了两个含义，即在正常情况下的泄漏电流和故障条件下的接地 故障电流，需要指出的是 的设定应小于接地故障电流而大于正常的线路泄漏电流． ２剩余电流动作漏电保护开关的组成和工作原理 剩余电流动作漏电保护开关的组成包括：零序电流互感器ＴＡ，是一个检测元件，放大比较环节里有放 大器、比较器和脱扣器；ＱＦ为主开关，这是一个执行元件；还包括试验装置等．其工作原理图如图ｌ所示． ＴＡ 图１ 剩余电流动作漏电保护开关的工作原理 如果忽略线路中正常情况下泄漏电流的话，由基尔霍夫电流定律可知通过零序电流互感器一次侧的 电流可以表示为 ｉⅣ＋ ＋ｉ 一ｉⅣ＝０ （１） 此时在零序电流互感器ＴＡ铁芯中的磁通量可表示为 ￡，＋ ＋ 一 Ⅳ＝０ （２） 因此，此时的ＴＡ的二次侧不会产生感应电动势，更不会产生感应电流，漏电保护开关不会动作． 在系统发生接地故障和人身触电时，剩余电流动作漏电保护开关的动作原理如图２所示． 图２剩余电流动作漏电保护开关的动作原理 此时，ＴＡ的一次侧各条线路的电流瞬时值的代数和不再为０，这是因为有漏电流ｉ 的存在，故此时的 的电流表达式可写为 ｉ￡，＋ｉ ＋ｉ 一ｉⅣ＝ｉＬ （３） ＴＡ铁芯中的磁通量的表达式可写为 南京工程学院学报（自然科学版） ２０１３年６月 Ｕ＋ ＋ 一 ．１ｖ＝‘ＰＬ （４） 由于有变化的磁通量 的存在，在ＴＡ的二次侧的两端会产生感应电动势ｅ ，因此环节是闭合回路， 从而产生感应电流ｉ。，经过放大回路启动脱扣器使主开关ＱＦ跳闸切断电源，达到保护人身安全和设备的 目的． 上述是以三相电路为例的解释和说明，单相的原理和三相的一样，不过是将三相电流换成单相，在此 就不再赘述了． ３剩余电流动作漏电保护器使用中几种典型错误 ３．１认识性错误 ． １）人们在选用空气开关时，误将空气开关当做漏保开关，认为能跳闸的开关都有漏电保护功能．在这 点上是把漏电保护功能和过流保护功能混淆了，如这样选用的话，漏电保护就根本无从谈起；同样熔丝也 没有漏电保护功能，因此选用时要注意此开关的使用说明． ２）保护范围不明确．在装设漏电保护开关后，使用人认为漏电保护开关的保护范围是从电源到负载， 这种认识显然是错误的．漏电保护的范围是从漏电保护开关的出线端到负载，电源到漏电保护开关不在保 护范围之内．此外，在使用时还要注意，剩余动作电流漏电保护开关的动作是因为有对地的漏电流，当人体 发生火线（Ｌ）和零线（Ｎ）之间的直接触电时，因电流直接流过人体后又回到零线并没有电流流向大地，故 此时漏电保护开关也是不会动作，因此在使用时要注意漏电保护开关的保护范围． ３）关于漏电保护整定电流值，ｎ的设定，对于家庭中所装设的漏电保护器中额定动作电流Ｉａ ＝３０ ｍＡ 的选择依据是人体发生心室纤维性颤动的电流是３０ ｍＡ＿２］，但在一些配电场所，如配电房或负荷母线的出 线开关侧，Ｌ的确定除了满足正常负荷电流以外，还需要满足避免误动作的要求．这是因为在三相系统中 系统的负荷难以做到对称，故在ＴＡ的铁芯中会有一些零序磁通在ＴＡ的二次侧会有感应电动势，但这个 值比较小，不足以使其动作．如果被保护回路中出线大幅电流时，由于不对称电流的存在 ｒＡ中的零序磁 通会大幅增加，在其二次侧会产生较大的感应电动势，导致漏电保护器动作，此类情况是漏电保护器生产 标准所允许的．故在此情况下要选用较大的Ｌ值以防止误动，此时的定值大小设置有７５、１５０、２００ ｍＡ等． ３．２安装错误 在使用漏电保护开关时，开关的接线是一定要注意的，单相漏电保护开关和三相漏电保护开关都有其 指定的接线方式；不能接错，否则可能造成比较严重的人身伤亡事故． ３．２．１ 单相漏电保护开关的错误接线 具有漏电保护功能的开关一般比普通的空气开关要宽，普通的单相空气开关称之为ｌＰ开关即一片的 意思，漏保开关在现场称为３Ｐ或４Ｐ开关，当然这指的是宽度是单片的３倍或４倍，如图３所示． 对于４Ｐ开关来说，Ｌ、Ｎ在接人开关时只要“上下对应”即左上角的两个进线桩和右下的两个出线桩 对应即可．这是因为４Ｐ采用的是双开关切断方式，当线路有漏电时，脱口机构是将Ｌ、Ｎ线同时切断脱离 电源，以保证人身安全． 对于３Ｐ开关来说，除了要注意“上下对应”，还要注意将Ｎ线接人指定的接线桩，在３Ｐ开关内部Ｎ线 是直接短接的，Ｌ线是进开关的．如果接反，当有漏电流时，漏电保护开关会正常动作，但此时切断的是Ｎ 线，电源并没有被切断，这样的后果是非常严重的．这是因为当线路有漏电时，开关中的脱扣器会被启动， 主开关动作．如果接线正确，ＱＦ跳开的将是Ｌ线以切断电源；如果接反的话，ＱＦ依然会动作跳开，但此时 南京工程学院学报（自然科学版） ２０１３年６月 制高频干扰和设备干扰，必须在设备的电源进线处加装ＥＭＩ滤波器，这样便会产生一定的对地泄露电流． 工作中常用到的Ｐｃ机的开关电源泄露电流要求不超过３．５ ｍＡ，一般在２．５—３．０ ｍＡ．单个开关电源泄漏 电流不会对漏电保护器产生很大的影响；当多台计算机接在同一相电源上，由于漏电保护开关的， ＝ ３０ ｍＡ是固定的，此时开关电源的泄漏电流之和如果大于３０ ｍＡ，就会引起漏电保护开关动作切断电源． 因此在对像机房这样的有开关电源的场所，必须考虑开关电源泄漏电流对剩余电流动作漏电保护器 的影响．在安全用电的前提下，较为简单的解决方案是三相负荷尽量对称且每相电路使用多条支路，每条 支路上的计算机的台数不超过７台 Ｊ． ４ 结语 综上所示，漏电保护器在安全用电方面所担当的角色是相当的重要，只有正确地使用才能够使其更好 地发挥保护人身安全的作用．上述的几个事例是在漏电保护器的使用过程中比较常见的，不能完全含盖所 有的漏电保护问题，还有很多问题需要分析和关注，以便能够安全和方便地使用电能． 参考文献： ［１］卢恩贵．浅谈漏电保护技术的研究与发展［Ｊ］．煤矿安全，２００７，３８７（２）：４０—４４． ［２］李玉霞．住宅漏电保护［Ｊ］．陕西建筑，２００９，１７３（１１）：１９—２１． ［３］尹显跃．计算机教室配电线路保护设计应注意的问题［Ｊ］．建筑电气，２００３（３）：１３—１４
