分级保护方式优化方案

12.5.2.1 概述

为了提高供电的可靠性，剩余电流保护电器在配电装置中一般采用分级保护的方式。根据安装位置和保护对象的不同，通过合理选择前后级保护电器的动作电流和动作时间，实现级间选择性保护，尽可能减少不必要的动作，缩小停电的范围，并达到有效保护的目的。

12.5.2.2 配电系统中剩余电流保护应以线路终端保护为基础

剩余电流保护电器的主要功能是间接接触和直接接触的电击保护，而绝大部分的电击事故都是发生在终端用电设备上，因此剩余电流保护电器的分级保护应以终端保护为基础。住宅和终端易与人体接触或一旦漏电会发生重大事故的用电设备必须安装剩余电流保护电器。终端保护和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。

GB 13955—2005规定，终端必须安装剩余电流保护电器的设备和场所如下：

1）属于Ⅰ类的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；

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。

12.5.2.3 城镇配电线路的剩余电流分级保护方式

城镇的企事业单位、住宅等建筑物内部采用分级保护。采用分级保护时，必须在总电源进线端、分支线首端或线路终端安装剩余电流保护电器。电源端的第一级剩余电流保护电器应满足防接地故障引起电气火灾和间接接触电击保护的要求，线路终端的剩余电流保护电器应满足直接接触保护的要求。图12-20为GB 13955—2005推荐的城镇电网分级保护的模式。

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图12-20 城镇电网分级保护的模式

对负载类型相对比较复杂的城镇配电网，在用电单位内采用分级保护时，还应考虑采用防电气火灾的剩余电流保护电器。

居民住宅楼的总电源进线断路器的剩余电流保护功能，主要是作为接地故障保护和电气火灾保护用。在每套住宅的配电线路中或插座回路中，应安装剩余电流保护电器，作为直接接触电击的补充保护。有关的住宅建筑设计标准中，也对电源插座回路设置剩余电流保护电器作出了明确的规定。在总电源线和每户配电线路均设置有剩余电流保护电器时，应考虑剩余电流保护电器之间动作特性的匹配，需要时总电源线处的剩余电流保护可采用报警的方式。

图12-21给出剩余电流保护电器（图中用RCD表示）在住宅建筑物电气线路中的应用。每幢住宅（例如单幢别墅）的总电源保护采用S型剩余电流保护电器（延时0.06s），对额定电流较大的总保护（包括多个住宅用户的单元，如一幢公寓楼或高层住宅的几个楼面等）应采用延时0.3s或0.5s的剩余电流断路器或剩余电流监视器，每户住宅进线处采用一般型（无延时）剩余电流断路器。总保护和每套住宅配电线路采用的剩余电流保护电器的规格和动作特性见表12-18，保护电器之间在动作电流和分断时间上协调配合，达到选择性保护的要求。一般情况下，当终端电气设备发生故障或有人触电时，只有该户的剩余电流保护电器切断电路排除故障，而总电源断路器不动作，保持整幢住宅正常供电。当总电源与进户线之间的线路发生故障或进户线后的剩余电流保护电器损坏而不能排除故障时，才由总电源断路器在经过一定的延时后切断电路排除故障。

图12-21 剩余电流保护电器在住宅建筑中的使用

每套住宅的剩余电流保护电器，可根据需要安装在进户线的总开关处，也可安装在带插座的分支线路上。对有些固定安装的家用电器，如洗碗机和贮存式电热水器等，发生直接接触的可能性较小，保护导线断裂的可能性也比较小，因此主要是考虑间接接触保护，而且这类用电设备的正常泄漏电流比较大，所以应安装I_Δn为0.3A的剩余电流保护电器。对一些保护要求比较高的场合，如浴室、厨房等，可选用10mA的剩余电流保护电器。对有插座的回路，因为在插座回路中运行的电器一般是移动式电气设备，发生直接触电的危险性较大，必须安装剩余电流保护电器，并选用动作电流为30mA的剩余电流保护电器。

表12-18 图12-21中使用的剩余电流保护电器的规格

对用户数量较多的住宅，如高层建筑及大型商服公共场所和办公楼等，由于总电源进线的额定电流比较大，可以采用三级保护的模式。总电源线入户以后可分成若干路主干线供电，每个主干线负责几个层面的用户供电。总电源处设置一个剩余电流保护电器，每个主干线和每户配电线路再分别设置剩余电流保护电器。主干线和每户的剩余电流保护电器的配置可与图12-21相同。总电源线的漏电保护主要考虑电气火灾保护和主干线接地故障保护，额定剩余动作电流可选用0.5A及以上，可采用剩余电流切断电路方式，也可采用剩余电流报警方式。采用剩余电流切断电路方式时，可采用延时0.5s、1s或2s的延时型剩余电流断路器，或选用带接地故障保护的电子式断路器。采用剩余电流报警方式时，可采用剩余电流监视器或剩余电流继电器组成的报警装置。

12.5.2.4 农村电网配电线路的剩余电流分级保护方式

GB 13955—2005推荐的农村电网的分级保护模式如图12-22所示。其中图12-22a适用于农村电网中、小型配电变压器（160kVA以下）供电的架空配电网，其主要负载为农副业加工及居民生活用电，可设置电源为第一级保护的三级保护方式。图12-22b所示分级保护模式适用于农村中型配电变压器（160kVA及以上）供电的配电网，其主要负载为农业机械、排灌、小型乡镇工业企业及居民生活用电，可在各条配电出线设置第一级保护的三级保护方式。

第一级保护（电源总保护或各配电支线的保护）主要考虑架空线的接地故障保护，额定剩余动作电流可选用0.5A及以上，可采用剩余电流切断电路方式，或采用剩余电流报警方式。采用剩余电流切断方式时，可采用延时0.5s或1s的延时型剩余电流断路器。采用剩余电流报警方式时，可采用剩余电流监视器或剩余电流继电器组成的报警装置。第二级保护主要作为分支线或农村集中安装电表箱、农业生产设备的电源配电箱后面线路的电气火灾保护和接地故障保护，为了避免大面积停电，宜采用延时型剩余电流断路器。额定剩余动作电流选用0.1A或0.3A，延时时间选为0.2～0.3s。终端保护，如果是居民住宅，主要考虑间接接触电击保护和直接接触电击保护，应选用动作电流为0.03A及以下的一般型剩余电流断路器。如果是保护固定安装的农业机械，如排灌站、农业加工厂的电气设备等，主要是考虑间接接触保护，应根据设备容量大小、泄漏电流大小及设备台数等，选用额定剩余动作电流0.1A、0.3A的一般型或延时型的剩余电流断路器。对于移动使用的农业电气设备，因为与人体接触的机会较多，要同时考虑直接接触和间接接触电击保护，应选用0.03A及以下的一般型剩余电流断路器。

图12-22 农村电网推荐的分级保护模式

a）小型配电变压器供电的配电网 b）中型配电变压器供电的配电网