漏電保護(hù)器在民用建筑物電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用

張華

摘要：以國家現(xiàn)行規(guī)范為基礎(chǔ)，對(duì)中小型民用建筑物電氣設(shè)計(jì)中漏電保護(hù)器應(yīng)用的必要性進(jìn)行了分析，對(duì)漏電保護(hù)器在實(shí)際工程應(yīng)用中設(shè)計(jì)配置方法進(jìn)行了論述。另外提出了使用電子式漏電保護(hù)器應(yīng)注意的事項(xiàng)

關(guān)鍵詞：漏電保護(hù) ，配電裝置， 電氣設(shè)計(jì)， 漏電保護(hù)器

Abstract: taking the current national regulation as the basis, the small and medium-sized civil building design of electric leakage protector and the necessity of its application are analyzed, the leakage protector in practical engineering application design collocation method are discussed in this paper. Other proposed using electronic leakage protector matters needing attention

Keywords: leakage protection, power distribution equipment, electrical design, the leakage protector

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

漏電保護(hù)器（RCD）在我國應(yīng)用已多年，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。但是在中小型民用建筑物，特別是住宅的電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)用尚不夠重視。由于強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-1999）自1999年6月1日起實(shí)施，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了居民用電的安全性和可靠性。因此，我們應(yīng)重視中小型民用建筑物供配電線路設(shè)計(jì)中對(duì)漏電的保護(hù)。一、安裝漏電保護(hù)器的必要性接地故障（接地短路）有金屬性和電弧性兩種形式。故障點(diǎn)熔焊，故障點(diǎn)阻抗可忽略不計(jì)的接地故障為金屬性接地故障。這時(shí)設(shè)備外殼對(duì)地故障電壓Uf為PEN線和PE線上電壓降之和△UUf=△U=Id(ZPEN+ZPE）=（ZPEN+ZPE）U0/Zs=[U0(ZPEN+ZPE)]/[ZL+ZPEN+ZPE]式中Id——接地故障電流（A）；U0——相電壓（220V）；ZL、ZPEN、ZPE——各為相線、PEN線、PE線阻抗(Ω)ZS——接地故障回路總阻抗(Ω)計(jì)算中忽略了變壓器阻抗。如果相線和PEN線截面相同，則ZPEN+ZPE=ZLUf=0.5U0=110V考慮建筑物內(nèi)等電位聯(lián)結(jié)減少觸電壓的作用，按IEC61200-413間接接觸防護(hù)-自動(dòng)切斷電源）標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，可減少約20%的接觸電壓，則接觸電壓UC為：UC=0.8Uf=0.8*110=88V>50V;此UC足以引起人身電擊事故。因此，金屬性接地故障能使設(shè)備外殼帶危險(xiǎn)接觸電壓，其主要后果是人身電擊。??? 當(dāng)故障電流Id足夠大時(shí)，回路首端的過流保護(hù)器（斷路器、熔斷器）也能瞬間動(dòng)作，避免事故的發(fā)生。但I(xiàn)d值不僅與線路截面、長度有關(guān)，也與線路連接質(zhì)量、布線方式以及維護(hù)管理水平等難以估量的因素有關(guān)，所以靠過流保護(hù)電源并不可靠。這就是不論TT系統(tǒng)還是TN系統(tǒng)，要求在手握式、移動(dòng)式設(shè)備供電的插座回路上必須安裝額定動(dòng)作電流I△n大于30mA的瞬動(dòng)漏電保護(hù)器的原因所在。發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)不熔焊而是產(chǎn)生電弧、電火花（密集的電火花即是電?。┑慕拥毓收蠟殡娀⌒越拥毓收?，如圖2所示。電弧、電火花具有很大的阻抗，它限制了接地故障電流Id，使過流保護(hù)電器不能動(dòng)作或延緩許久才能動(dòng)作，但故障點(diǎn)或連接不良的PE線接頭上通過Id時(shí)迸發(fā)的電弧、電火花的局部高溫可高達(dá)2000-3000℃，很容易引燃近旁可燃物質(zhì)，引起電氣火災(zāi)。?? 由于故障電弧的阻抗大，220V相電壓大部分降落在電弧上，分配在線路上的電壓降大大減少，其結(jié)果是UC和Uf大大小于50V，因此電弧性接地故障只能引起電氣火災(zāi)而不會(huì)招致人身電擊事故。二、安裝兩級(jí)漏電保護(hù)器只在插座回路上安裝漏電保護(hù)器的做法不能防范插座回路以外電氣線路和設(shè)備電弧性接地故障引起的電氣火災(zāi)，為此應(yīng)按IEC60364-4-482（火災(zāi)防護(hù)）和我國《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-95）要求，在電源進(jìn)線上再安裝一級(jí)漏電保護(hù)器，其額定動(dòng)作電流一般為300mA，并帶有約0.15s的延時(shí)，以與插座回路上的漏電保護(hù)器有選擇性配合。增加這一級(jí)漏電保護(hù)器對(duì)電氣投資雖略有增加，但對(duì)防范常見多發(fā)的危險(xiǎn)接地電弧火災(zāi)卻是至關(guān)重要的。另外不可實(shí)現(xiàn)地建筑物配電線路電弧性和金屬性的接地故障進(jìn)行保護(hù)。

三、四極和二極漏電保護(hù)器的應(yīng)用??? 電氣安全的一個(gè)基本要求是盡量減少開關(guān)電器的級(jí)數(shù)和觸頭數(shù)以及線路的連接點(diǎn)。開關(guān)觸頭之類的活動(dòng)連接和線路的固定連接由于種種原因都可能因?qū)щ姴涣级蔀槭鹿势鹨颍嗷芈分械闹行跃€導(dǎo)電不良危險(xiǎn)尤甚，這是因?yàn)橹行跃€導(dǎo)電不良時(shí)設(shè)備依然運(yùn)轉(zhuǎn)，隱患不易被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡時(shí)將導(dǎo)致三相電壓也嚴(yán)重不平衡而燒壞單相設(shè)備。所以，應(yīng)盡可能限制在中性線增加觸頭。目前存在一種誤解，即認(rèn)為由于三相負(fù)荷不平衡，而中性線截面又小于相線截面，為防中性線過截而裝四極開關(guān)。但I(xiàn)EC364-4-473（過電流防護(hù)措施）標(biāo)準(zhǔn)和我國低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范都規(guī)定不必為此斷開中性線，只需在中性線上裝設(shè)過流檢測元件來斷來三根相線，使中性線不再有電流，過載問題自然迎刃而解了。另一種誤解，即認(rèn)為帶有單相負(fù)荷的三相漏電保護(hù)器應(yīng)采用四極的。其實(shí)漏電保護(hù)器的標(biāo)準(zhǔn)名稱是“剩余電流動(dòng)作保護(hù)器”，它只能在回路中出現(xiàn)剩余電流（如絕緣損壞引起的對(duì)地泄漏電流）時(shí)動(dòng)作，而與回路不平衡電流毫不相干。因此，這些誤解造成了現(xiàn)時(shí)一些四級(jí)漏電保護(hù)器的應(yīng)用過濫。四極（單相為二極）漏電保護(hù)器主要用于TT系統(tǒng)，這可用圖3來說明。TT系統(tǒng)回路有一相發(fā)生接地故障，故障電流Id在電源接地電阻Rb上產(chǎn)生電壓降，使中性線帶故障電壓Uf=Id*Rb，因中性線是絕緣的，此Uf一時(shí)并不引起事故，但此時(shí)若電氣設(shè)備又發(fā)生碰外殼接地故障，漏電保護(hù)器跳閘，Uf將沿著圖中虛線所示路徑傳導(dǎo)至設(shè)備外殼。因中性線未被切斷，如果Uf大于50V，則漏電保護(hù)器跳閘后仍難免發(fā)生電擊事故。如果TT系統(tǒng)采用的是四極或二極漏電保護(hù)器，則在斷開線的同時(shí)中性線也被斷開，從而切斷Uf的傳導(dǎo)路徑，事故就不致發(fā)生。TN-C系統(tǒng)因不允許PEN線通過漏電保護(hù)器而無法裝設(shè)漏電保護(hù)器。TN-S和TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備外殼與N線相連通，不存在上述漏電保護(hù)器動(dòng)作后外殼反而出現(xiàn)故障電壓的問題。由此可知，四極或二極漏電保護(hù)器的應(yīng)用與被保護(hù)回路三相負(fù)荷是否平衡無關(guān)，而與回路接地系統(tǒng)類型有關(guān)。四、采用電子式漏電保護(hù)器應(yīng)注意的事項(xiàng) 電子式漏電保護(hù)器制作簡單，價(jià)格低廉，是我國廣泛采用的漏電保護(hù)器類型。但它不同于電磁式漏電保護(hù)器類型。電磁式漏電保護(hù)器用故障電流的能量來脫扣，而電子式漏電保護(hù)器是用故障回路的殘壓來脫扣（發(fā)生接地故障時(shí)，回路電壓下降，此殘壓指故障時(shí)漏電保護(hù)器接線端子上的電壓，不是指公用電網(wǎng)的電壓負(fù)偏差）。當(dāng)接地故障點(diǎn)靠近漏電保護(hù)器時(shí)，其值過低，不能使漏電保護(hù)器動(dòng)作來避免事故的發(fā)生。因此，當(dāng)采用電子式漏電保護(hù)器時(shí)，應(yīng)注意漏電保護(hù)器的安裝位置不能離插座太近，以保證漏電保護(hù)器處有足夠的故障殘壓。另外，當(dāng)回路的中性線斷線時(shí)，回路上的電子式漏電保護(hù)器也將因失壓而不能動(dòng)作，這時(shí)如手持絕緣損壞的手握式和移動(dòng)式設(shè)備將是十分危險(xiǎn)的。因此，在使用電子式漏電保護(hù)器時(shí)，要考慮上述因素。