陈礼贵-如何正确设计剩余电流动作保护装置

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1、如何正确设计剩余电流动作保护装置江苏省建筑设计研究院有限公司陈礼贵内容提要：文章介绍了RCD的类型、功能等，通过对规范中相关条文的分析，明确了何时设置RCD和如何设置RCD的问题，避免在设计中出现RCD滥用现象和混乱现象。关键词：电击防护、直接接触电击防护、间接接触电击防护、附加防护、电气火灾防护剩余电流动作保护装置（又称RCD）是通过高灵敏度的电流互感器对回路中对地泄露电流的检测提供动作信号，实现报警或切断电源的装置。上世纪九十年代以前，我国大量存在TN-C系统，以节约一根单独的PE线。因此对接地故障的防护只能在三

2、相回路内采用所谓零序电流防护。由于零序电流互感器不能包绕PEN线，故其电流整定值须大于三相不平衡电流、谐波电流以及正常泄漏电流之和。由于其整定值过大，既不能防护接地电弧火灾，又不能防人身电击，更不能防护单相设备和单相回路。在九十年代以后，我国逐步实施TN-S、TN-C-S、TT系统和IT系统，这些系统具有单独的PE线，因此剩余电流动作保护器（RCD）随之得到广泛应用。由于其电流互感器可包绕相线和中性线，不包绕PE线，整定值只要大于被保护回路的正常对地泄漏电流，可以实现毫安级整定，故灵敏度大大提高。可防接地电弧火灾，可

3、防人身电击，额定动作电流不大于30mA时，还可用于直接接触电击防护的附加防护（即后备保护，又称辅助保护）。用于交流供电系统的剩余电流保护器的选择，应考虑下列要求：1)剩余电流保护器的特性；2)接地故障保护的要求；3)附加保护的要求；4)供电的连续性；5)使用人员的能力。剩余电流保护器的型式按其动作特性分为：1)与供电电压无关；2)与供电电压有关；3)与辅助电源有关。剩余电流保护器的选择，应考虑接地故障电流的波形对剩余电流保护器的工作性能的影响。各种型式剩余电流保护器适用于如下的电流特性：(1)AC型：剩余交流正弦电流

4、；(2)A型：1)与AC型同；2)剩余直流脉冲电流；3)剩余直流脉冲电流迭加0.006A的平滑直流电流;(3)B型：1）与A型同；2）1000Hz的剩余交流正弦电流；3）剩余交流电流迭加其值为0.4倍额定剩余电流（In）的平滑直流电流；4）剩余直流脉冲电流迭加其值为0.4倍额定剩余电流（In）的平滑直流电流；5）由整流电路产生的剩余直流电流。(4)S型剩余电流保护器：延时动作。但是，本世纪以来，随着工程项目的大量开发，设计人员存在被动设计的心态，特别是由于《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-200

5、5中的一些条文，存在逻辑上的问题，致使设计人员在设计时，RCD的应用出现了混乱现象和滥用现象。如：GB13955-2005的第4.2.2.2条：TT系统的电气线路或电气设备必须装设剩余电流保护装置作为防电击事故的保护措施。这一条规定否定了TT系统中，过电流保护在单项接地保护时的作用，与《低压配电设计规范》GB50054-2011中的第5.2.18条相矛盾。在TT系统中，导致了滥用现象。如：GB13955-2005的第4.5条必须安装剩余电流保护装置的设备和场所：4.5.1末端保护a)属于I类的移动式电气设备及手持式电

6、动工具；b）生产用的电气设备；c)施工工地的电气机械设备；d)安装在户外的电气装置；e)临时用电的电气设备；f)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它电源插座或插座回路；g)游泳池、喷水池、浴池的电气设备；h)安装在水中的供电线路和用电设备；i)医院中可能直接接触人体的电气医用设备；j)其它需要安装剩余电流保护装置的场所。这一条规定中的b）、d）两款，否定了线路和设备的主保护在单项接地保护时的作用，与《低压配电设计规范》GB50054-2011中的第5.2.9条和第5.2.13条相矛盾

7、。在TN系统中，导致了滥用现象。如：GB13955-2005的第4.6条：报警式剩余电流保护装置应用：对一旦发生剩余电流超过额定值切断电源时，因停电造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所应安装报警式剩余电流保护装置。如：a)公共场所的应急电源、通道照明；b）确保公共场所安全的设备；c)消防设备的电源，如消防电梯、消防水泵、消防通道照明等；d)防盗报警的电源；e)其它不允许停电的特殊设备和场所。为防止人身电击事故，上述场合的负荷末端保护不得采用报警式剩余电流保护装置。这一条规定中的前后条文与前述条文显然存在一些

8、矛盾，让设计人员在间接接触电击防护设计时，难以抉择，引起混乱。如何正确设计剩余电流动作保护装置呢？一、首先确定是否需要装设RCD，以避免出现滥用现象：是否需设置RCD取决于两方面需要：a、电气火灾防护需要如果电力系统中设计了防火剩余电流动作报警系统则不必考虑再设置防火用RCD，否则应根据工程实际情况设一级或多级防护措施。当采取一级措施时，仅在低