剩余电流保护器的教学探讨

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1、剩余电流保护器的教学探讨郑剑ZHENGJian（湖南机电职业技术学院电气工程学院，长沙410151；湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082）摘要院剩余电流保护器（RCD）是电气类专业“工厂供电”课程的教学重点。为提高教学效果，从剩余电流定义、零序电流互感器、广义基尔霍夫电流定律等三个方面进行探讨。实践表明，这些教学探讨能使学生有效地理解和掌握RCD的基本知识与技能，为从事RCD的选用、装调、运行与维护等实际工作打下牢固基础。.jyqk774文献标识码院A院1006-4311（2015）27-0189-040引言剩余电流

2、保护器（residualcurrentprotectivedevice，RCD）是电气类专业“工厂供电”课程的教学重点[1]，学生普遍反映，RCD的使用注意事项和条文规定太多；对于其中的很多规定，只能“知其然”，不能“知其所以然”。教学中一个突出现象是，在某个具体任务情境中，学生似乎已经掌握如何正确选用、安装调试RCD，但是换一个应用情境，却又不知所措。针对这种情况，笔者曾尝试过对RCD的注意事项和条文规定进行梳理总结，试图总结出几条最根本、最管用的“法则”，但效果不佳。笔者注意到，与RCD直接相关的现行国家标准有20项，行

3、业标准有6项，其中GB16916.1和GB16917.1的第1版、第2版、第3版分别于1998年、2004年、2015年实施，这说明RCD技术发展日新月异，新观点、新规范不断出现。作为一线技术人员，如果没有吃透其中的基本概念，在实际工作中仅靠严格遵守各种日新月异的规范是难以为继的。在电气工程实践中，笔者深刻体会到，基本概念、物理意义非常重要。概念清晰了，实际应用中就可做到“知其所以然”，举一反三，以不变应万变，还可避免很多操作失误。因此为提高教学效果，笔者从剩余电流定义、零序电流互感器、广义基尔霍夫电流定律等三个方面进行了探

4、讨。1剩余电流定义GB/T2900.1-2008《电工术语基本术语》中对“剩余电流（residualcurrent）”的定义是：同一时刻，在电气装置中的电气回路给定点处的所有带电体电流值的代数和。对于这个定义，学生并不难理解，注意三点：淤“电气回路给定点处”可以是一个节点，也可以是一个闭合区域（即广义节点）。于“电流值”指的是某一时刻的瞬时值，不是有效值。盂电流波形可以是正弦波形，也可以是任意波形。因此根据该定义可知，在RCD中，剩余电流瞬时值等于穿过电流互感器铁心的所有导体电流瞬时值的代数和。GB13955-2005《剩余

5、电流动作保护装置安装和运行》中对“剩余电流”的定义是：流过剩余电流保护电器主电路的电流瞬时值的矢量和（用有效值表示）。对于这个定义，学生很难理解，笔者在教学中也感到很困惑，“电流瞬时值的矢量和”物理意义是怎样的呢？下面用实例来探讨。实例：如图1所示，穿过电流互感器铁心的三根导体电流为i1、i2、i3。0引言剩余电流保护器（residualcurrentprotectivedevice，RCD）是电气类专业“工厂供电”课程的教学重点[1]，学生普遍反映，RCD的使用注意事项和条文规定太多；对于其中的很多规定，只能“知其然”，不

6、能“知其所以然”。教学中一个突出现象是，在某个具体任务情境中，学生似乎已经掌握如何正确选用、安装调试RCD，但是换一个应用情境，却又不知所措。针对这种情况，笔者曾尝试过对RCD的注意事项和条文规定进行梳理总结，试图总结出几条最根本、最管用的“法则”，但效果不佳。笔者注意到，与RCD直接相关的现行国家标准有20项，行业标准有6项，其中GB16916.1和GB16917.1的第1版、第2版、第3版分别于1998年、2004年、2015年实施，这说明RCD技术发展日新月异，新观点、新规范不断出现。作为一线技术人员，如果没有吃透其中

7、的基本概念，在实际工作中仅靠严格遵守各种日新月异的规范是难以为继的。在电气工程实践中，笔者深刻体会到，基本概念、物理意义非常重要。概念清晰了，实际应用中就可做到“知其所以然”，举一反三，以不变应万变，还可避免很多操作失误。因此为提高教学效果，笔者从剩余电流定义、零序电流互感器、广义基尔霍夫电流定律等三个方面进行了探讨。1剩余电流定义GB/T2900.1-2008《电工术语基本术语》中对“剩余电流（residualcurrent）”的定义是：同一时刻，在电气装置中的电气回路给定点处的所有带电体电流值的代数和。对于这个定义，学生

8、并不难理解，注意三点：淤“电气回路给定点处”可以是一个节点，也可以是一个闭合区域（即广义节点）。于“电流值”指的是某一时刻的瞬时值，不是有效值。盂电流波形可以是正弦波形，也可以是任意波形。因此根据该定义可知，在RCD中，剩余电流瞬时值等于穿过电流互感器铁心的所有导体电流瞬时值的代数和。GB