3. 剩余電流動作保護
剩余電流動作保護又稱漏電保護，是利用剩余電流動作保護裝置來防止電氣事故的一種安全技術措施。所謂剩余電流，是指流過剩余電流動作保護裝置主回路電流瞬時值的相量和(用有效值表示)。剩余電流動作保護裝置簡稱RCD，主要用于防止人身電擊，防止因接地故障引起的火災和監測一相接地故障。剩余電流動作保護裝置的主要功能是提供間接接觸電擊保護，而額定漏電動作電流不大于30mA的剩余電流動作保護裝置，在其他保護措施失效時，也可作為直接接觸電擊的補充保護，但不能作為基本的保護措施。
(1)剩余電流動作保護裝置的工作原理
剩余電流動作保護裝置的組成參見圖2—11剩余電流動作保護裝置組成框圖。
剩余電流動作保護裝置由檢測元件、中間環節(包括放大元件和比較元件)、執行機構三個基本環節及輔助電源和試驗裝置構成。
1)檢測元件。是一個零序電流互感器，參見圖2—10。圖中，N1是互感器的一次邊，由被保護的主電路的相線和中性線穿過環行鐵心構成；N2為互感器的二次邊，由均勻纏繞在環行鐵心上的繞組構成。檢測元件的作用是將漏電電流信號轉換為電壓或功率信號輸出給中間環節。
2)中間環節。通常含有放大器、比較器等，對來自零序電流互感器的漏電信號進行處理。
3)執行機構。指漏電動作脫扣器等，用于接收中間環節的指令信號；實施動作。
4)輔助電源。是提供電子電路工作所需的低壓電源。
5)試驗裝置。由一只限流電阻和檢查按鈕相串聯的支路構成，模擬漏電的路徑，以試驗裝置是否能夠正常動作。
其工作原理見圖2—12。在電路正常的情況下，通過TA一次邊電流的相量和等于零，TA鐵心中磁通的相量和也為零，TA二次邊不產生感應電動勢，剩余電流動作保護裝置不動作，系統保持正常供電。
當電路發生漏電或有人觸電時，漏電電流的存在使通過TA一次邊各相負荷電流的相量和不再等于零，即產生了剩余電流。此時，TA鐵心中磁通的相量和也不再為零，即在鐵心中出現了交變磁通。由此，使TA二次邊線圈產生感應電動勢，即得到漏電信號。經中間環節對此漏電信號進行處理和比較，當達到預定值時，漏電脫扣器動作，驅動主開關QF自動跳閘，從而迅速切斷被保護電路的供電電源，實現保護。
(2)剩余電流動作保護裝置的主要技術參數
剩余電流動作保護裝置最基本的技術參數包括額定剩余電流動作電流和分斷時間。
1)額定剩余動作電流(I△n)
是制造廠對剩余電流動作保護裝置規定的剩余動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護裝置應在規定的條件下動作。該值反映了剩余電流動作保護裝置的靈敏度。
我國標準規定的額定漏電動作電流值為：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、l、3、5、10、20、30A共13個等級。其中，0.03A及其以下者屬高靈敏度、主要用于防止各種人身觸電事故；0.03A以上至1A者屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災；1A以上者屬低靈敏度，用于防止漏電火災和監視一相接地事故。
2)額定剩余不動作電流(I△n0)
是制造廠對剩余電流動作保護裝置規定的剩余不動作電流值，在該電流值時，剩余電流動作保護裝置應在規定的條件下不動作。為了防止誤動作，剩余電流動作保護裝置的額定剩余不動作電流不得低于額定剩余動作電流的1／2。
3)分斷時間
是指從突然施加剩余動作電流的瞬間起到所有極電弧熄滅瞬間，即被保護電路完全被切斷為止所經過的時間。剩余電流動作保護裝置根據分斷時間的不同，分為一般型和延時型兩種。延時型剩余電流動作保護裝置人為地設置于延時，以適應分級保護的需要，主要用于分級保護的首端，僅適用于I△n>0．03A的間接接觸電擊防護。延時型剩余電流動作保護裝置的延時時間優選值為：0.2、0.4、0.8、1、1.5、2s.分級保護時，延時型剩余電流動作保護裝置延時時間的級差為0．2s。
我國標準規定的直接接觸電擊補充保護用剩余電流動作保護裝置的最大分斷時間見表2---5。
(3)剩余電流動作保護裝置的防護要求
1)對直接接觸電擊事故的防護
在直接接觸電擊事故防護中，剩余電流保護裝置只作為直接接觸電擊事故基本防護措施的補充保護措施。從剩余電流動作保護的機理可知，其保護并不包括對相與相、相與N線間形成的直接接觸電擊事故的防護。
2)對間接接觸電擊事故的防護
間接接觸電擊事故防護的主要措施是采用自動切斷電源的保護方式，以防止由于電氣設備絕緣損壞發生接地故障時，電氣設備的外露可接近導體持續帶有危險電壓而產生電擊事故。當電路發生絕緣損壞造成接地故障，其故障電流值小于過電流保護裝置的動作電流值時，過電流保護裝置不動作，不能消除電擊危險，此時，需要依靠剩余電流動作保護裝置的動作來切斷電源，實現保護。
剩余電流動作保護裝置用于間接接觸電擊事故防護時，應正確地與電網的系統接地型式相配合。在TN系統中，必須將TN—C系統改造為TN—C—S、TN—S系統或局部TT系統后，才可安裝使用剩余電流動作保護裝置。在TN—C—S系統中，剩余電流動作保護裝置只允許用在N線與PE線分開部分。
3)對電氣火災的防護
為防止電氣設備或線路因絕緣損壞形成接地故障引起的電氣火災，應裝設當接地故障電流超過預定值時，能發出報警信號或自動切斷電源的剩余電流動作保護裝置。
為防止電氣火災發生而安裝剩余電流動作電氣火災監控系統時，應對建筑物內防火區域作出合理的分布設計，確定適當的控制保護范圍。該電氣火災監控系統的剩余電流動作的預定值和預定動作時間，應滿足分級保護的動作特性相配合的要求。
(4)必須安裝剩余電流動作保護裝置的設備和場所
1)末端保護
①屬于I類的移動式電氣設備；
②生產用的電氣設備；
③施工工地的電氣機械設備；
④安裝在戶外的電氣裝置；
⑤臨時用電的電氣設備；
⑥機關、學校、賓館、飯店、企事業單位和住宅等除壁掛式空調電源插座外的其他電源插座或插座回路；
⑦游泳池、噴水池、浴池的電氣設備；
⑧醫院中可能直接接觸人體的電氣醫用設備；
⑨其他需要安裝剩余電流動作保護裝置的場所。
2)線路保護
低壓配電線路根據具體情況采用二級或三級保護時，在總電源端、分支線首端或線路末端(農村集中安裝電能表箱、農業生產設備的電源配電箱)安裝剩余電流動作保護裝置。
(5)剩余電流動作保護裝置的運行和管理
為了確保剩余電流動作保護裝置的正常運行，必須加強運行管理。剩余電流動作保護裝置投入運行后，運行管理單位應建立相應的管理制度，并建立動作記錄。
1)對使用中的剩余電流動作保護裝置應定期用試驗按鈕檢查其動作特性是否正常。
雷擊活動期和用電高峰期應增加試驗次數。用于手持電動工具和移動式電氣設備和不連續使用剩余電流動作保護裝置，應在每次使用前進行試驗。因各種原因停運的剩余電流動作保護裝置再次使用前，應進行通電試驗，檢查裝置的動作情況是否正常。對已發現的有故障的剩余電流動作保護裝置應立即更換。
2)為檢驗剩余電流動作保護裝置在運行中的動作特性及其變化，運行管理單位應配置專用測試儀器，并應定期進行動作特性試驗。動作特性試驗項目包括測試剩余動作電流值、測試分斷時間、測試極限不驅動時間。進行特性試驗時，應使用經國家有關部門檢測合格的專用測試設備，由專業人員進行。嚴禁采用相線直接對地短路或利用動物作為試驗物的方法進行試驗。
3)電子式剩余電流動作保護裝置，根據電子元器件有效工作壽命要求，工作年限一般為6年。超過規定年限應進行全面檢測，根據檢測結果；決定可否繼續使用。
4)運行中剩余電流動作保護器動作后，應認真檢查其動作原因，排除故障后再合閘送電。經檢查未發現動作原因時，允許試送電一次。如果再次動作，應查明原因，找出故障，不得連續強行送電。必要時對其進行動作試驗，經檢查確認剩余電流保護裝置本身發生故障時，應在最短時間內予以更換。嚴禁退出運行、私自撤除或強行送電。
5)剩余電流動作保護裝置運行中遇有異常現象，應由專業人員進行檢查處理，以免擴大事故范圍。剩余電流動作保護裝置損壞后，應由專業單位進行檢查維護。
6)在剩余電流動作保護裝置的保護范圍內發生電擊傷亡事故，應檢查剩余電流動作保護裝置的動作情況，分析未能起到保護作用的原因，在未調查前，不得拆動剩余電流動作保護裝置。
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