漏電保護器分析的論文
漏電保護器分析的論文
摘要：從幾個不同的典型用電場所，分析漏電保護器作用的侷限性，並論述應如何正確選用和安裝漏電保護器及採取與之相結合的等電位聯結安全措施。
關鍵詞：漏電保護器作用侷限性等電位聯結
引言
八十年代以前，我國仍沿用前蘇聯模式一以零序保護作為接地故障保護。這種方式所檢測的電流為零序電流，其可以用於包括TN-C系統在內的所有系統，但保護整定值必須大於N線和PEN線中流過的三相不平衡電流、諧波電流以及正常洩漏電流之和，其值約數十至數百安。這麼大的整定值只能保護線路絕緣，而不能有效地防人身電擊或接地電弧引起的電氣火災。八十年代後，採用了漏電保護器（以下簡稱RCD），它所檢測的是剩餘電流，即被保護迴路內相線和中性線電流瞬時值的代數和（其中包括中性線中的三相不平衡電流和諧波電流），此電流即為正常的洩漏電流和故障時的接地故障電流。為此，RCD的整定值，即其額定動作電流In，只需躲開正常洩漏電流值即可，此值以毫安計，所以RCD能十分靈敏地切斷保護迴路的接地故障，還可用作防直接接觸電擊的後備保護。這在我國多年對RCD的實際使用中已得到了證明。然而，在對RCD的進一步使用中，應注意到它所存在的不足之處。
1RCD作用的侷限性
1.1RCD不能防止從別處傳導來的故障電壓引起的電擊事故
RCD對接地故障電流有很高的靈敏度，能在數十毫秒的時間內切斷以毫安計的故障電流，即使接觸電壓高達220V，高靈敏度的RCD也能快速切斷使人免遭電擊的危險，這是眾所周知的。但RCD只能對其保護範圍內的接地故障起作用，而不能防止從別處傳導來的故障電壓引起的電擊事故，見圖1。
圖1中乙戶安裝了RCD,，而相鄰的甲戶卻是安裝了熔斷器（RD）來作為保護，在使用的過程中，若甲戶隨意將熔絲截面加大，並且使用電器不經心而導致電氣裝置絕緣損壞，由於故障電流不能使熔絲及時熔斷而切斷故障，此時故障電壓透過PE線傳導至乙戶的用電裝置上，由於RCD不動作，致使乙戶存在了引起電擊事故的不安全隱患。這種例子在當前的城市用電設計規範的前提下是不存在的。然而，在我國的鄉鎮，尤其是農村，筆者在調查中看到，因經濟條件相差較大，加之用電設計不規範，此種現象則普遍存在，應當引起我們的高度重視。
1.2有些場所和裝置是不宜裝設RCD
在某些供給資料處理裝置的線路，其電源線路上常裝的抗干擾的大容量濾電容器，見圖2所示。
圖2中電容器的一端是透過裝置外殼和PE線接地的，其對地電容電流為：
按上兩式計算，當C大於0.22F時，正常工作的電容電流將超過15同mA，額定動作電流In為30mA的`RCD可能誤動，因其額定不動作電流Ino=(1/2)In=15mA。實際上電容器的初始充電電流遠大於此，即若安裝RCD為使它不誤動，濾波電容的容量必須遠小於0.22F，這顯然是不現實的，因此資料處理裝置的防電擊不能採用RCD。國際電工委員會在IEC364-4-707中為資料處理裝置的電氣安全制訂了專門的標準。
1.3有些場所是不允許裝設RCD
如醫院的胸腔手術檯，是不允許裝設RCD的。因為新型的手術檯是一種用電的醫療電氣裝置，其正常洩憤電流只允許為0.01mA，發生接地故障時洩漏電流僅允許為0.05mA，而RCD的靈敏度遠不能滿足這一要求，相反，它可能發生的誤動卻能引起供電中斷而發生醫療事故。還有一些用電裝置及場所不宜裝設RCD，在這裡就不再一一敘述了。
2RCD的選用和安裝
2.1RCD的選用
雖RCD的作用具有一定的侷限性，但它的功能優勢卻不能抹殺。為了防止接地故障引起電擊和火災事故，除斷電將引起更嚴重後果的裝置和線路外，全部電器裝置都應按要求置於接地故障保護之下。末端插座迴路不可避免地要接用一些移動式、手握式電氣裝置，這些最易發生接地故障，發生電擊的危險也最大，為保證用電安全，不論那種接地系統，末端插座迴路上都應裝設RCD，並且它應為高靈敏度的普通型RCD，其額定動作電流In不大於30mA，.5倍In電流時的動用時間不大於0.04s。它既能防止電擊（包括直接接觸電擊），也能防止電
弧性接地故障火災。對固定式裝置的過流保護若不能滿足在5s內切斷接地故障的要求也應裝設此種RCD。而當建築物電源總進線上的過流保護若不能在5s內切斷接地故障時，應裝設帶少許延時的S（選擇）型RCD，以保證與下級RCD的選擇性，其In宜為100～500mA；且5倍In電流時的動作時間不大於0.15s。此S型RCD用以保護全部電氣裝置，但主要用於防接地故障引起的火災，同時也作為插座迴路RCD的後備。
2.2RCD的安裝
對S型和普通型兩級RCD的安裝位置見圖3所示。
圖3中為某一住宅樓，每戶配電箱的插座迴路裝一普通型的RCD，用於防火的S型RCD只在全樓電源總進線上安裝。對大型電氣裝置可再加一級RCD，其In值和切斷時間可以視具體情況確定。
對TT系統因接地故障電流小，必須裝設RCD來防止接地故障引起的電氣事故。IEC標準規定TT系統電氣裝置若只裝一個RCD，則此RCD必須裝設在電源總進線上，以確保整個電氣裝置都在其保護之下。而對TN系統電氣裝置電源總進線上的過流保護電器若能在5s內切斷裝置內發生的接地故障，可不在電源總進線上裝設RCD。
3結論
RCD以其高靈敏的動作效能，能作為直接接觸電擊保護的後備措施。例如當人體不慎觸及破損的燈頭或插頭的帶220V的相線端子時，它也能迅速切斷電源，使人免遭電擊的危險。但這只是在絕緣外殼破損時的後備措施而不是正規的保護措施，不能由此誤認為安裝RCD後電氣裝置可以不接地，也可不作總等電位聯結。綜上所述可知，RCD尚非盡善盡美，它可能因為種種原因而拒動，和其他保護電器一樣，並不完全可靠，如果作了接地，尤其是
作了等電位聯結，其作用在於降低接觸電壓，則可使受電擊的人往往免於致死。另外，如果絕緣損壞，使電氣裝置金屬外殼帶電壓，裝置接地可以為故障電流提供通路，RCD可在人體接觸帶電外殼前切斷故障，從而使人體免遭一次電擊危險，可見，不作接地和等電位聯結是很危險的，兩者應結合應用，相輔相成，從而獲得最好的保護效果。
參考文獻：
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