Word文檔剩余電流保護器的主要功能和作用是什么？剩余電流淌作愛護電器(英文名稱：ResidualCurrentoperatedprotectiveDevice，縮寫為RCD)，簡稱剩余電流愛護電器，是一種漏電愛護裝置，被廣泛地應用在低壓配電系統中，是低壓電網防止電擊事故、電氣設備漏電損壞和電氣火災的有效防護措施。

低壓配電系統的漏電愛護裝置是20世紀40年月從歐洲開頭進展起來的，在進展初期有兩種型式：電壓動作型漏電愛護裝置和電流淌作型漏電愛護裝置。剩余電流愛護電器屬于電流淌作型漏電愛護裝置。

電壓動作型漏電愛護裝置是通過電壓線圈檢測設備外露金屬外殼與大地之間的故障電壓，當檢測到的故障電壓超過預定的危急極限值時，推動脫扣機構使主開關觸頭斷開，切除故障電壓進行愛護。依據其工作原理，電壓動作型漏電愛護裝置只能用于單臺用電設備漏電愛護；不能應用于整個配電系統，并實現選擇性的分級愛護；遇到感應雷擊或較大的操作過電壓時，電壓線圈易燒毀損壞；只能用于間接接觸愛護，不能用于直接接觸愛護。由于電壓動作型漏電愛護裝置這些固有的缺點，從20世紀60年月以后漸漸被剩余電流愛護電器(即電流淌作型漏電愛護裝置)取代。當前世界各國在低壓配電系統中使用的漏電愛護裝置基本上都是剩余電流愛護電器。

剩余電流愛護電器的主要功能

1間接接觸愛護

間接接觸愛護又稱為故障愛護，剩余電流愛護電器的主要功能是間接接觸電擊愛護。在GB13955-2021《剩余電流淌作愛護裝置安裝和運行》中，對間接接觸電擊事故防護的規定："間接接觸電擊事故防護的主要措施是采納自動切斷電源的愛護方式，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急電壓而產生電擊事故或電氣設備損壞事故。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愛護電器的動作電流值時，應安裝剩余電流愛護電器。'

該規定明確了間接接觸電擊愛護的含義和愛護方式。在許多場合下，接地故障電流遠小于過電流愛護動作值，過電流愛護裝置不會動作。在這種狀況下，采納剩余電流愛護電器自動切斷電源是一種特別有效的間接接觸電擊愛護方式。

剩余電流愛護電器用于間接接觸愛護的示意圖如圖1所示，電氣設備上消失絕原因障時，外殼消失故障電壓，通過PE愛護導線(TN系統，圖1a)或設備的接地極(TT系統，圖1b)產生一個故障電流，剩余電流愛護電器在人還未觸及帶電的金屬外殼前已將故障切斷，防止人體觸及危急的接觸電壓。如消失故障時正好有人觸及因故障而帶電的設備外殼，則觸電者的接地回路與設備故障的接地回路相并聯。依據愛護導線(或接地回路)和人體的電阻比例(正常狀況下，人體電阻要比愛護導線或接地回路的電阻大得多)，大部分的電流流經愛護導線或接地回路，剩余電流愛護電器馬上切斷電源，對人體也不會造成致命危急。

剩余電流愛護電器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協作。

1）TN系統

剩余電流愛護電器用于TN系統時，剩余電流愛護電器負載側中性線(N線)和愛護導線(PE線)不能共用。因此，在TN-C系統使用剩余電流愛護電器時，應依據電擊防護措施詳細狀況，將電氣設備外露可接近導體單獨接地，形成局部TT系統。或將TN-C系統改造為TNC-S或TNS系統后，才可安裝使用剩余電流愛護電器。在TN-C-S系統中，剩余電流愛護電器只能使用在N線與PE線分開部分。依據GB16895.21-2021《建筑物電氣裝置第441部分：平安防護電擊防護》的規定，間接接觸愛護時，TN系統的最大分斷時間應符合表1的規定。

并應符合

式中：

Zs包括電源、電源到故障點之間的帶電導體、以及故障點到電源之間的愛護導體的阻抗在內的阻抗();

U0對地標稱溝通電壓有效值(V)；

Ia保證愛護電器在表1規定的相應時間內自動斷開電流(對剩余電流愛護電器即為l△n(A)。

因此，當剩余電流愛護電器用于間接接觸愛護時，動作電流與故障回路或接地極和愛護導線的阻抗有關。在TN系統中，由于故障回路的阻抗較小，即使在線路較長且截面積較小的配電線路中，選用幾百毫安至幾十安的剩余電流愛護電器均能滿意式ZsIaU0的要求。在TN系統中，分斷時間必需符合表1的要求，如相對地電壓為230V時，則分斷時間不應大于0.4s。

2)TT系統

TT系統的電氣線路或電氣設備應裝設剩余電流愛護電器作為防電擊事故的愛護措施。

按GB16895.21-2021規定，對TT系統的間接接觸愛護應滿意條件：

式中：

R接地極和外露可導電部分的愛護導體電阻之和();

la使愛護電器自動斷開電流(對剩余電流愛護電器即為l△n)(A)；

50V在一般干燥的狀況下，允許的接觸電壓極限值。

在TT系統中，接地極的阻抗按規程的要求應小于4，但實際上很難做到。考慮到較為惡劣的使用條件，接地電阻要保持在幾十歐至幾百歐以下是沒有困難的，因此要滿意式

的要求，可以選用l△n為100~500mA的剩余電流愛護電器。在TT系統中，為了滿意選擇性愛護的要求，允許分斷時間不超過1s。

2直接接觸電擊愛護

直接接觸電擊愛護又稱為基本愛護。直接接觸電擊愛護的基本措施應是絕緣、隔離距離、設置護欄等，例如帶電導線外面應有絕緣層愛護，用電設備應有適當的絕緣外殼，防止人觸及帶電部件發生電擊事故。當基本電擊愛護措施失效時，例如絕緣損壞，或因疏忽而觸及帶電部分發生電擊事故時，額定剩余動作電流小于等于30mA的剩余電流愛護電器也可以作為直接接觸電擊的補充愛護或后備愛護措施。用于直接接觸電擊愛護時應選用一般型(無延時)的剩余電流淌作愛護電器。但剩余電流愛護電器不能對相線與相線之間或相線與N線之間產生的電擊事故進行愛護。直接接觸電擊愛護如圖2所示。

在發生直接接觸電擊事故時，剩余電流流過人身，簡單發生致命的觸電危急。依據國際電工委員會IEC/TS604791:2021《電流對人和家畜的效應第1部分：通用部分》的討論結果，電流路徑為左手到雙腳(該電流路徑電流對人體影響最為嚴峻)的15~100Hz溝通電流對人體的效應，可分為四個電流區域，如圖3所示。

其中區域AC-1(0.5mA的曲線a的左側)：有感知的可能性，但通常人沒有被驚嚇的反應；區域AC-2(曲線a至曲線b)：可能有感知和不自主地肌肉收縮，但通常沒有有害的電生理學效應；區域AC-3(曲線b至曲線c1)：可劇烈地不自主的收縮，呼吸困難，可逆性的心臟功能障礙，可能消失活動抑制，通常沒有預期的器官破壞；區域AC-4(曲線c1以上)：可能產生生病理-生理效應，如心博停止、呼吸停止以及燒傷或其他細胞的破壞，心室纖維性抖動的概率隨著電流的幅度和時間增加(AC4.1區域的心室纖維性抖動的概率約為5%AC-4.2區域約為50%、AC-4.3區域超過50%)。該項區域的電流-時間值是最危急的，由于這個區域會消失心室纖維性抖動，心臟的搏動節律受阻，影響大腦的血液流通而引發死亡。因此直接接觸電擊愛護的目的是要防止電流對人體的作用和影響落入AC-4，為此必需選用l△n30mA及動作時間為一般型（無延時）的剩余電流愛護電器。

人在直接觸及帶電導體時，流過人體的電流值取決于人體內部電阻和站立地點的接觸電阻。對觸電死亡事故的討論表明，可認為最不利的狀況時，站立點的接觸電阻接近于零，例如赤腳站在潮濕的地上。這時流過人體的電流僅取決于人體的電阻。試驗討論表明，人體電阻主要是打算于接觸部位上的皮膚狀態與電流途徑。測量結果得出，例如在接觸電壓為200V時，電流途徑為左手至腳或左手至右手，在最惡劣條件下，人體總阻抗可大于1000。考慮到對地故障電壓為220V，則此時的電流值可達22mA左右。這時如使用l△n30mA的一般型剩余電流愛護電器，則在22mA時能在40ms內動作。由下圖可以看出，這時時間電流對應的點A是落在區域AC-3，這區域一般不會產生器官損傷，在短時間內脫離電源也不會發生心室纖維性抖動，因此一般狀況下，不會發生電擊傷亡事故。

圖3中還畫出了額定剩余動作電流10mA和30mA的般型(無延時)剩余電流愛護電器的脫扣動作時間電流特性曲線帶，從圖3可以看出，脫扣時間-電流特性曲線帶大部分位于區域AC-2，一小部分位于區域AC-3，因此不會發生致命的電擊危急事故。而使用額定剩余動作電流大于0mA的剩余電流愛護電器，時間-電流特性曲線帶將要進人區域AC-4，有可能產生電擊傷亡事故。

圖3電流途徑為左手到雙腳的溝通電流（15~100Hz）對人效應的商定的時間/電流區域和30mA及以下的剩余電流愛護電器的愛護區域

此外，依據試驗結果和實際的電擊事故表明，較大的電流流過人體時，電流途徑中的肌肉會發生痙攣，使觸電者握住帶電的導體而不能自行擺脫。IEC/TS60479-1的討論結果又表明，擺脫電流與頻率有關，在電網頻率60Hz及10mA電流時，成年男人有99%的被試人員能擺脫，成年女人有60%能擺脫,5mA的電流極大部分人(包括兒童)均能擺脫。因此，通常認為在50/60Hz溝通時，擺脫電流極限為10mA。由此可見，在直接接觸電擊愛護中，如要考慮能自行擺脫帶電導體，應選用I△n小于等于10mA的剩余電流愛護電器。如直接接觸電擊愛護的對象主要是小孩、婦女或病人，擺脫電流的閾值較低，也簡單發生心室抖動，這時應選用6mA的剩余電流愛護電器。

3電氣火災的防護

電氣火災大部分是由于絕緣老化造成的電氣短路或接地故障引起的。對相與相之間或相與N線之間的短路，或較大的接地故障電流，可用過電流愛護或短路愛護裝置來愛護。而當接地故障回路具有較高的電阻或電弧性接地故障時，故障電流較小，過電流愛護電氣（如熔斷器或斷路器等）就不能排出這類故障，在這種狀況下，可采納剩余電流愛護電器來防止電氣火災。

剩余電流愛護電器對由于過電流愛護電器不動作而持續存在的接地故障電流引起的火災危急也能供應愛護。由于在過電流愛護電器不動作的狀況下，剩余電流愛護電器能有效地切斷接地故障電流，防止火災事故的發生。

依據有關資料介紹，當絕原因障產生的泄漏電流的發熱功率達到60~100W，并釋放在幾個平方毫米面積上，該能量所產生的溫度就會引燃絕緣，此時只要四周有可燃材料就會引起火災。采納額定動作電流不超過500mA的剩余電流愛護電器，可以在消失引燃火災所需的能量前，就分斷電路排解故障。

圖4所示的供電線路包含有火災危急的絕原因障，用電設備通過故障回路的電阻R流過一個故障電流l，供電線路采納過電流愛護電器(小型斷路器、熔斷器等)或剩余電流愛護電器進行愛護。當應用不同的愛護電器時，可能消失的最大持續電流l，以及在額定電壓下發熱功率P的比較見表2。

從表2可以看出，采納額定剩余動作電流小于等于所50maA的剩余電流斷路器，可以確保在接地故障電流的發熱功率達到60~100W以前切斷電路(或發出報警信號)，有效地防止電氣火災的發生因此，應用剩余電流愛護電器來防止電氣火災，必需正運確選擇額定剩余動作電流。在GB16895.2-2021《建筑物電氣裝置第442部分：平安防護熱效應愛護》中規定："在有火災危急的場所，要防止故障電流引起火災，必需在分線路中裝設額定剩余動作電流不超過500mA的剩余電流愛護電器，或裝設絕緣監察裝置，在絕原因障時發出警報。'

在GB50096-2021《住宅設計規范》中規定："每幢住宅的總電源進線應設剩余電流淌作愛護或剩余電流淌作報警'，其功能主要就是作為電氣火災監控和接地故障愛護。當每幢住宅的戶數較多時，考慮到正常的泄漏電流，應選用100300mA的剩余電流愛護電器，可采納剩余電流切斷方式或報警方式，采納切斷方式時，應采納延時型剩余電流斷路器。前面所述的用于直接接觸和間接接觸愛護剩余電流愛護電器，只要符合這個要求，均具有防止電氣火災的功能。

4接地故障愛護

接地故障是帶電導體和大地、接地的金屬外殼或與地有聯系的構件之間的接觸。例如，架空導線斷裂接地、電源線絕緣損壞碰金屬外殼等。如接地故障不準時排解，有人遇到落地的帶電導線或金屬外殼，或接地故障電流持續存在，有可能發生觸電傷亡和設備事故，或發生電氣火災事故。

接地故障愛護過去常常采納過電流愛護電器(例如熔斷器或斷路器等)進行愛護，當接地故障電流大于過電流愛護電器動作電流整定值時，由過電流愛護電器切斷電路。在TT系統中，對額定電流較大的線路，并且配電線路較長時，發生接地故障的故障電流有可能小于愛護電器的動作整定電流，這時過電流愛護電器就不會動作。這種狀況下，應采納剩余電流愛護電器(或帶接地故障愛護的斷路器)進行接地故障愛護。

在TN系統中，發生帶電導線落地的接地故障或不完全的金屬性接地故障或電弧性接地故障時，狀況與TT系統相像。TN系統即使發生金屬性對愛護導線(PE線)短路，在線路較長和額定電流較大時，過電流愛護電器也有可能不動作。此時也只有采納剩余電流愛護電器或帶接地故障愛護的斷路器，才能牢靠地進行接地故障愛護。

剩余電流愛護電器僅用于接地故障愛護時，依據配電網絡系統的形式和容量大小，額定剩余動作電流或接地故障電流可以從幾百毫安至幾十安，甚至幾百安。為防止瞬時性故障引起不必要的誤動作，分斷時間一般應采納延時型。

剩余電流愛護電器用于接地