剩余电流动作保护装置（漏电保护）

剩余电流俗称为漏电电流，是流过剩余电流动作保护装置主回路电流瞬时值的矢量和（用有效值表示）。剩余动作电流是使剩余电流动作保护装置在规定条件下动作的剩余电流值。剩余电流动作保护装置（简称RCD），俗称漏电保护器或漏电保护断路器，是指电路中带电导线对地故障所产生的剩余电流超过规定值时，能够自动切断电源或报警的保护装置，包括各类带剩余电流保护功能的断路器、移动式剩余电流保护装置和剩余电流动作电气火灾监控系统、剩余电流继电器及其组合电器等。剩余电流动作保护装置用于按TN、TT、IT要求接地系统中，当电网对地泄漏电流过大、用电设备发生漏电故障及人体触电的情况下，防止事故进一步扩展。

在低压配电电网中，安装剩余电流动作保护装置是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种防护措施。在低压配电系统中使用剩余电流保护装置，对于防止人身电击伤亡事故、避免因接地故障引起的电气火灾事故、减少剩余电流造成的电能损耗，具有明显的效果。但安装剩余电流动作保护装置后，仍应以预防为主，并应同时采取其他各项防止电击事故和电气设备损坏事故的技术措施。

通常，剩余电流动作保护装置与低压断路器组合功能，构成漏电断路器。漏电断路器在正常情况下的功能、作用与低压断路器相同，作为不频繁操作的电源开关电器。当电路泄漏电流超过规定值时或有人触电时，它能在安全时间内自动切断电源，以保护电器、保障人身安全和防止设备因发生泄漏电流造成火灾等事故。

国家标准GB13955—2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》中，规定了剩余电流动作保护装置（漏电保护器）的一般要求，包括特性、正常工作条件、结构和性能要求、特性和性能的验证及标志的要求；规定了正确选择、安装、使用剩余电流动作保护装置及其运行管理的有关要求。

1.剩余电流动作保护装置的分类

剩余电流动作保护装置按脱扣方式不同分为电子式与电磁式两类。电磁脱扣型剩余电流动作保护装置以电磁脱扣器作为中间机构，当发生漏电电流时，零序电流互感器的二次回路输出电压不经任何放大，直接激励剩余电流脱扣器使机构脱扣断开电源，其动作功能与线路电压无关。其优点是电磁元件抗干扰性强和抗冲击（过电流和过电压的冲击）能力强，不需要辅助电源，零电压和断相后的漏电特性不变。电子式剩余电流动作保护装置以晶体管放大器作为中间机构，零序电流互感器的二次回路和脱扣器之间接入一个电子放大线路，当发生漏电时，互感器二次回路的输出电压经过电子线路放大后再激励剩余电流脱扣器，由继电器控制开关使其断开电源，其动作功能与线路电压有关。其优点是灵敏度高（约5mA）、整定误差小、制作工艺简单、成本低。缺点是抗环境干扰差；需要辅助工作电源，使漏电特性受工作电压波动的影响；当主回路缺相时，保护器会失去保护功能。

2.剩余电流动作保护装置安装的场合与要求

（1）对电气火灾的防护

为防止电气设备或线路因绝缘损坏形成接地故障引起的电气火灾，应装设当接地故障电流超过预定值时，能发出报警信号或自动切断电源的剩余电流动作保护装置。为防止电气火灾发生而安装剩余电流动作电气火灾监控系统时，应对建筑物内防火区域做出合理的分布设计，确定适当的控制保护范围。其剩余动作电流的预定值和预定动作时间，应满足分级保护的动作特性相配合的要求。

（2）分级保护

低压供用电系统中为了缩小发生人身电击事故和接地故障切断电源时引起的停电范围，剩余电流保护装置应采用分级保护。应根据用电负荷和线路具体情况的需要选择分级保护方式，一般可分为两级或三级保护。各级剩余电流保护装置的动作电流值与动作时间应协调配合，实现具有动作选择性的分级保护。分级保护应以末端保护为基础。住宅和末端用电设备必须安装剩余电流保护装置。末端保护上一级保护的保护范围应根据负载分布的具体情况确定其保护范围。

为防止配电线路发生接地故障导致人身电击事故，可根据线路的具体情况，采用分级保护。电源端的剩余电流动作保护装置的动作特性应与线路末端保护协调配合。企事业单位的建筑物和住宅应采用分级保护，电源端的剩余电流动作保护装置应满足防接地故障引起电气火灾的要求。

低压配电线路根据具体情况采用两级或三级保护时，在总电源端、分支线首端或线路末端安装剩余电流保护装置。

（3）必须安装剩余电流保护装置的设备和场所

1）属于Ⅰ类移动式电气设备及手持式电动工具；

2）生产用的电气设备；

3）施工工地的电气机械设备；

4）安装在户外的电气装置；

5）临时用电的电气设备；

6）机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路；(www.xing528.com)

7）游泳池、喷水池、浴池的电气设备；

8）安装在水中的供电线路和设备；

9）医院中可能直接接触人体的电气医用设备；

10）其他需要安装剩余电流保护装置的场所。

3.剩余电流动作保护装置的工作原理

一般地，人体触电表现为一个突变量，电网对地泄漏电流表现为一个缓变量。通常采用零序电流互感器检测剩余电流，将其一次侧漏电电流变换为其二次侧的交流电压，这一电压表现为一个突变量或缓变量，由电子电路将这一突变量或缓变量进行检波、放大等，再由执行电路控制执行电器（断路器或交流接触器），接通或分断供电线路，完成漏电保护器的基本功能，检测部分有电磁式和电子式两种，其检测原理如图2-22所示。

图2-22 剩余电流动作保护器检测原理

零序电流互感器通常用软磁材料坡莫合金制作，具有很好的伏安特性，能正确反映突变漏电信号和缓变漏电信号，动作值范围在10～500mA之间，线性度较好，可不失真地进行变换。

漏电断路器的核心部件就是依上述原理构成的漏电脱扣器，其次就是低压断路器功能部件，是一种典型的组合功能电器。漏电断路器由操作机构、电磁（电子）脱扣器、触头系统、灭弧室、零序电流互感器、试验部件等组成，所有部件都置于一绝缘外壳中；模数化小型断路器的漏电保护功能，是以漏电附件的结构形式提供的，需要时可与断路器组合而成。漏电脱扣器分电磁式和电子式两种，它们之间的区别是前者的漏电电流能直接通过脱扣器操作主开关，后者的漏电电流要经过电子放大线路放大后才能使脱扣器动作以操作主开关，漏电断路器的动作保护原理如图2-23所示。

图2-23 漏电断路器的动作保护原理

a）四极 b）三极 c）二极

二极、三极和四极漏电断路器的工作原理基本相同。以三相电路为例，当电网正常运行时，不论三相负载是否平衡，通过零序电流互感器主电路的三相电流的相量和等于零，故其二次绕组中无感应电动势产生，漏电断路器亦工作于闭合状态。一旦电网中发生漏电或触电事故，上述三相电流的相量和便不再等于零，而是等于漏电或触电电流I_e。因为有I_e通过人体和大地而返回变压器中性点，于是，零序电流互感器二次绕组中便产生一个对应于I_e的感应电压U₂，加到漏电脱扣器上。当I_e达到额定漏电动作电流时，零序电流互感器的二次绕组就输出一个信号，并通过漏电脱扣器使断路器动作，从而切断电源，起到漏电和触电保护的作用。当被保护电路或电动机发生过载或短路故障时，断路器的过流脱扣器动作，切断电源。晶体管三相漏电保护器的组成及工作原理如图2-24所示。

晶体管三相漏电保护器由零序电流互感器、输入电路、放大电路、执行电路、整流电源等构成。当人体触电或线路漏电时，零序电流互感器一次侧中有零序电流流过，在其二次侧产生感应电动势，加在输入电路上，放大晶体管V₁得到输入电压后，进入动态放大工作区，V₁的集电极电流在R₆上产压降，使执行晶体管V₂的基极电流下降，V₂输入端正偏而导通，继电器KA流过电流动作，其常开触头闭合，使脱扣器脱扣，切断电源。

对于终端组合电器的额定剩余动作电流一般规定为10mA、15mA和30mA，是根据人体触电安全界限确定的。其他地点安装的漏电断路器有50mA、75mA、100mA、300mA、500mA等几种供分级配置选择性保护时选用，主要是根据防止引起火灾的最小点燃电流范围考虑。当线路漏电电流超过一定值时，可能引起电气火灾时，漏电断路器应能自动切断电路。在实际应用中，一般选用100～500mA等级的漏电断路器。为了避免不必要的动作，较少采用100mA等级以下的品种。对于通风不良，容易起火的建筑以及放有易燃品的地方，漏电断路器的动作电流要选得小些，如100mA等级。

几乎所有生产低压断路器的生产厂商均生产漏电断路器和漏电保护附件。常用主要类型有剩余电流动作开关（附件），不带过载、短路保护，是一种漏电保护器（附件），俗称漏电开关；剩余电流动作断路器即通常称的漏电断路器，带过载保护、短路保护和漏电保护等，是由低压断路器和漏电保护器组合而成的；剩余电流动作继电器，无过载、短路保护功能，也不直接分断线路，仅有漏电报警作用或借助于其他电器而动作的保护器，俗称漏电继电器。常见漏电断路器的型号有DZ15LE、DZL16、DZL18、DZ20L、DZL25、CL1-10、BLC、LBX、LBC、CL1-10、QLK、ATL、WLT-1及THD10等系列，以及各种模数化漏电断路器及其漏电保护附件等。

图2-24 晶体管三相漏电保护器的组成及工作原理