剩余電流保護(hù)器分類、選用、安裝、維護(hù)及常見故障解決

石繼良 王志勇

（華通機(jī)電股份有限公司，浙江 溫州 325604）

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》要求規(guī)定，低壓配電線路應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)，過載保護(hù)和接地保護(hù)，作用于切斷供電電源或發(fā)出報(bào)警信號(hào)。剩余電流保護(hù)器是用來(lái)防止線路或設(shè)備接地故障的低壓電氣元器件。

剩余電流保護(hù)器適用于交流電壓至AC400V，頻率50Hz，額定電流至1250A 及以下低壓電網(wǎng)中，用來(lái)防止人身直接或間接電擊（觸電），線路或設(shè)備接地漏電或損壞，以及對(duì)過電流保護(hù)不能檢測(cè)出的長(zhǎng)期存在的接地故障可能引起的火災(zāi)危險(xiǎn)。剩余電流保護(hù)器包括剩余電流斷路器，移動(dòng)式剩余電流保護(hù)器（例如剩余電流保護(hù)插頭，移動(dòng)式剩余電流保護(hù)插座），帶剩余電流保護(hù)器的固定插座等。

1 剩余電流保護(hù)器使用范圍

1）適用于防電擊保護(hù)分類為Ι 類的電氣設(shè)備。設(shè)備所在的環(huán)境為正常環(huán)境，人身點(diǎn)擊安全電壓限值為50V。

2）觸電、防火要求較高的場(chǎng)所和新、改、擴(kuò)建工程使用各類低壓用電設(shè)備、插座，均應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)器。

3）對(duì)新制造的低壓配電柜（箱、屏）、動(dòng)力柜（箱）、開關(guān)箱（柜）、操作臺(tái)、試驗(yàn)臺(tái)，以及機(jī)床、起重機(jī)械、各種傳動(dòng)機(jī)械等機(jī)電設(shè)備的動(dòng)力配電箱，在考慮設(shè)備的過載、短路、失壓、斷相等保護(hù)的同時(shí)，必須考慮漏電保護(hù)。用戶在使用以上設(shè)備時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用帶漏電保護(hù)的電器設(shè)備。

4）建筑施工場(chǎng)所、臨時(shí)線路的用電設(shè)備，必須安裝剩余電流保護(hù)器。

5）手持式電動(dòng)工具（除Ⅲ類外）、移動(dòng)式生活日用電器（除Ⅲ類外）、其它移動(dòng)式機(jī)電設(shè)備，以及觸電危險(xiǎn)性大的用電設(shè)備，必須安裝剩余電流保護(hù)器。

6）潮濕、高溫、金屬占有系數(shù)大的場(chǎng)所及其它導(dǎo)電良好的場(chǎng)所，如機(jī)械加工、冶金、化工、船舶制造、紡織、電子、食品加工、釀造等行業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所，以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室、醫(yī)院等輔助場(chǎng)所，必須安裝剩余電流保護(hù)器。

7）應(yīng)采用安全電壓的場(chǎng)所，不得用漏電保護(hù)器代替。如使用安全電壓確有困難，須經(jīng)企業(yè)安全管理部門批準(zhǔn)，方可用剩余電流保護(hù)器作為補(bǔ)充保護(hù)。

8）固定線路的用電設(shè)備和正常生產(chǎn)作業(yè)場(chǎng)所，應(yīng)選用帶漏電保護(hù)器的動(dòng)力配電箱；建筑施工與臨時(shí)作業(yè)場(chǎng)所用電設(shè)備應(yīng)選用移動(dòng)式帶剩余電流保護(hù)器的配電箱；臨時(shí)使用的小型電器設(shè)備，應(yīng)選用漏電保護(hù)插頭（座）或帶剩余電流保護(hù)器的插座箱。

2 剩余電流保護(hù)器分類

剩余電流保護(hù)器按極數(shù)分要分為：?jiǎn)螛O、二極、三極、四極。

按剩余電流功能的動(dòng)作方式分：①與線電壓無(wú)關(guān)的剩余電流保護(hù)器（電流型電磁式）；②與線電壓有關(guān)的剩余電流保護(hù)器（電流型電子式）。

按調(diào)節(jié)剩余電流的可能性分：①具有單一剩余電流動(dòng)作電流的剩余電流保護(hù)器；②具有多個(gè)剩余電流動(dòng)作電流整定值的剩余電流保護(hù)器。

按調(diào)節(jié)剩余電流功能的延時(shí)分：①無(wú)延時(shí)的剩余電流保護(hù)器（非延時(shí)型即快速型）；②有延時(shí)的剩余電流保護(hù)器（延時(shí)型即S 型）。

按剩余電流動(dòng)作特性分：①AC 型；②A 型；③B 型。

3 剩余電流保護(hù)器選用原則

1）應(yīng)根據(jù)保護(hù)范圍、人身設(shè)備安全和環(huán)境要求確定。一般優(yōu)先選用電流型電磁式剩余電流保護(hù)器。但是對(duì)于剩余動(dòng)作電流小于30mA 的場(chǎng)合，應(yīng)選用電流型電子式剩余電流保護(hù)器（最小可以做到5mA）。因?yàn)殡姶攀绞Ｓ嚯娏鞅Ｗo(hù)器雖然靈敏度高，溫度特性好，無(wú)電壓也可以工作，但是電磁式剩余電流保護(hù)器只能做到大于或等于30mA。

2）應(yīng)滿足使用電源電壓、頻率、工作電流和短路分?jǐn)嗄芰Φ囊蟆?/p>

3）當(dāng)剩余電流保護(hù)器作分級(jí)保護(hù)時(shí)，應(yīng)滿足上下級(jí)動(dòng)作的選擇性。一般上一級(jí)剩余電流保護(hù)器的額定剩余動(dòng)作電流應(yīng)大于下一級(jí)剩余電流保護(hù)器的額定剩余動(dòng)作電流，或是所保護(hù)線路設(shè)備正常剩余電流的2 倍，并具有延時(shí)功能。

4）選用剩余電流保護(hù)器，應(yīng)滿足保護(hù)范圍內(nèi)線路（是否帶有電子整流電路）、用電設(shè)備相（線）數(shù)要求。保護(hù)單相線路和設(shè)備時(shí)，應(yīng)選用單極二線或二極產(chǎn)品；保護(hù)三相線路和設(shè)備時(shí)，可選用三極產(chǎn)品；保護(hù)既有三相又有單相的線路和設(shè)備時(shí)，可選用三極四線或四極產(chǎn)品。在帶有電子整流電路的家用電氣及辦公設(shè)備的電網(wǎng)中應(yīng)選用A 型或B 型。不帶有電子整流電路的電網(wǎng)中應(yīng)選用AC 型。

5）在不影響線路、設(shè)備正常運(yùn)行（即不誤動(dòng)作）的條件下，應(yīng)選用漏電動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間較小的剩余電流保護(hù)器。

6）在防止人身直接接觸電擊事故的場(chǎng)合，應(yīng)選用額定剩余動(dòng)作電流小于或等于30mA 的剩余電流保護(hù)器；在預(yù)防接地故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)合，應(yīng)選用額定剩余動(dòng)作電流不超過500mA 的剩余電流保護(hù)器；在分支保護(hù)線路頻繁通斷和電焊的情況下，應(yīng)選擇過電壓不動(dòng)作型剩余電流保護(hù)器，額定剩余動(dòng)作電流50～300mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.2S；在使用電熱設(shè)備的場(chǎng)合應(yīng)選用快速型剩余電流保護(hù)器。額定剩余動(dòng)作電流50～100mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s；在一些不允許停電的特定場(chǎng)合，應(yīng)選用快速動(dòng)作型帶聲光報(bào)警剩余電流不脫扣的剩余電流保護(hù)器。

4 剩余電流保護(hù)器安裝

1）剩余電流保護(hù)器安裝時(shí)，應(yīng)檢查產(chǎn)品合格證、認(rèn)證標(biāo)志、試驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)異常情況必須停止安裝。

2）剩余電流保護(hù)器的保護(hù)范圍應(yīng)是獨(dú)立回路，不能與其他線路有電氣上的連接。一臺(tái)剩余電流保護(hù)器容量不夠時(shí)，不能多臺(tái)并聯(lián)使用，應(yīng)選用容量符合要求的剩余電流保護(hù)器。

3）安裝剩余電流保護(hù)器后，不能撤掉或降低對(duì)線路、設(shè)備的接地或接零保護(hù)要求及措施。安裝時(shí)應(yīng)注意區(qū)分線路的工作零線和保護(hù)零線。工作零線應(yīng)接入剩余電流保護(hù)器，并應(yīng)穿過剩余電流保護(hù)器的零序電流互感器。（PE 或PEN 線嚴(yán)禁穿過剩余電流保護(hù)器中零序電流互感器磁回路）經(jīng)過剩余電流保護(hù)器的工作零線不得作為保護(hù)零線，不得重復(fù)接地或接設(shè)備的外殼。線路的保護(hù)零線不得接入剩余電流保護(hù)器。如圖1所示。

圖1 剩余電流保護(hù)器安裝時(shí)PE 線連接正誤示例

4）零線不能重復(fù)接地。裝用剩余電流保護(hù)器后，除了在配電變壓器中性點(diǎn)處接地外，不能再在系統(tǒng)中將零線重復(fù)接地。如圖2所示。

圖2 剩余電流保護(hù)器中零線錯(cuò)誤安裝

負(fù)載側(cè)零線接地引起的誤動(dòng)（N 線重復(fù)接地引起誤動(dòng)作）

5）保護(hù)支路應(yīng)有各自的專用零線。分級(jí)保護(hù)或分支保護(hù)的每一分支線，必須有自己的專用零線。兩相鄰的分支路的零線不能相連，也不能任意就近支接。

6）用電設(shè)備的接線不能交叉連接。用電設(shè)備應(yīng)正確無(wú)誤的連接同一個(gè)剩余電流保護(hù)器支線回路內(nèi)，不能同時(shí)連接于兩個(gè)保護(hù)支路回路。

7）獨(dú)立接地。安裝剩余電流保護(hù)器的設(shè)備和不安裝剩余電流保護(hù)器的設(shè)備不能共用一個(gè)接地裝置。否則當(dāng)不安裝剩余電流保護(hù)器的設(shè)備絕緣破壞而帶電時(shí)（＞50V 時(shí)），安裝剩余電流保護(hù)器一側(cè)設(shè)備對(duì)人體不能起到觸電保護(hù)作用。

8）普通開關(guān)的N 線不能和剩余電流保護(hù)器的N線共用。如圖3（錯(cuò)誤接線）和圖4（正確接線）所示。

圖3 N 線錯(cuò)誤接線

圖4 N 線正確接線

9）剩余電流保護(hù)器保護(hù)范圍內(nèi)的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分應(yīng)該接地。剩余電流保護(hù)器保護(hù)范圍內(nèi)的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分如果不接地，則接地故障電流需經(jīng)人體形成回路，其值主要決定于人體和地面電阻，它可能在很大范圍內(nèi)變化。而剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的額定動(dòng)作電流可在很大范圍內(nèi)選定。即便能可靠動(dòng)作，人體不可避免地將遭受一次電擊，即使沒有生命危險(xiǎn)，也非上策。在環(huán)境溫度高.人體內(nèi)阻大等情況下，故障回路阻抗就大，接地故障電流就小。剩余電流保護(hù)器不能可靠而拒動(dòng)。另外，如發(fā)生接地故障在人體觸及外露可導(dǎo)電部分前，對(duì)地故障電壓降持續(xù)存在，成為故障隱患。例如因?qū)Φ胤烹姰a(chǎn)生電弧，電火花兒引起火災(zāi)等。

10）即有三相不平衡負(fù)載又有單相負(fù)載應(yīng)選用四極剩余電流斷路器。

在 TN-S TN-C-S 供配電系統(tǒng)中，如果即有三相負(fù)載又有單相負(fù)載，就必須安裝四極剩余電流保護(hù)器（具體應(yīng)該安裝剩余電流斷路器）才能起到漏電保護(hù)作用。如果在此供配電系統(tǒng)中安裝三極四線剩余電流保護(hù)器，工作零線N 通過剩余電流保護(hù)器零序電流互感器，但是沒有通過剩余電流保護(hù)器的觸頭，而又有單相負(fù)載照明，當(dāng)電動(dòng)機(jī)一相繞組或通過剩余電流保護(hù)器輸出端任何一相任何處對(duì)電動(dòng)機(jī)外殼漏電時(shí)，人觸及帶電設(shè)備的外殼時(shí)，雖然剩余電流斷路器動(dòng)作，在0.1S 內(nèi)將電源切斷，但是觸電人并沒有得到保護(hù)。原因是電動(dòng)機(jī)瞬間斷電，鐵心中的剩磁在定子繞組中感應(yīng)出感應(yīng)電壓，使旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)作發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，將部分剩余機(jī)械能變?yōu)殡娔芊答伒降蛪夯芈?。反饋電流?jīng)事故點(diǎn)外殼---人體----大地---PEN 線---N---電燈---另外一相線形成回路。若安裝四極剩余電流保護(hù)器，PEN 線通過剩余電流保護(hù)器的主觸頭，在剩余電流保護(hù)器動(dòng)作后，將上述回路切斷，電動(dòng)機(jī)中的剩余殘壓就不會(huì)在人體中產(chǎn)生電流。所以用于即有三相不平衡負(fù)載又有單相負(fù)載電路應(yīng)選用四極或兩極剩剩余電流保護(hù)器。正確安裝如圖5所示，錯(cuò)誤安裝如圖6所示。

圖5 正確安裝(即有三相不平衡負(fù)載又有 單相負(fù)載應(yīng)選用四極剩余電流斷路器)

圖6 錯(cuò)誤安裝

11）在同一供配電系統(tǒng)中，需要做接地保護(hù)的設(shè)備都應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)器。

在同一供配電系統(tǒng)中，需要做接地保護(hù)的設(shè)備都應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)器。如果兩個(gè)需要接地保護(hù)的設(shè)備，其中有一個(gè)設(shè)備未安裝剩余電流保護(hù)器，那么當(dāng)它發(fā)生接地故障時(shí)，若未帶安裝剩余電流保護(hù)器的保護(hù)器拒絕動(dòng)作，此時(shí)，PE 線上就有故障電流流過。導(dǎo)致兩個(gè)設(shè)備均帶有故障電壓。此時(shí)安裝了安裝剩余電流保護(hù)器保護(hù)的設(shè)備的剩余電流保護(hù)器不會(huì)動(dòng)作。導(dǎo)致安裝了安裝剩余電流保護(hù)器保護(hù)的設(shè)備雖然安裝了剩余電流保護(hù)器保護(hù)，但是其外殼仍然可能時(shí)間帶電。正確安裝是：在每一個(gè)出線回路均應(yīng)安裝剩余電流保護(hù)器。錯(cuò)誤安裝如圖7所示，正確安裝如圖8所示。

圖7 在同一供配電系統(tǒng)中，錯(cuò)誤安裝

圖8 在同一供配電系統(tǒng)中，正確安裝

12）安裝剩余電流保護(hù)器注意避免傍邊有大電流通過。

5 剩余電流保護(hù)器常用的故障機(jī)排除

因操作人員錯(cuò)誤安裝和使用不當(dāng)?shù)鹊脑?，致使剩余電流保護(hù)器不能正常投運(yùn)，會(huì)發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。

誤動(dòng)的主要原因及解決方法如下。

1）剩余電流保護(hù)器使用不當(dāng)造成誤動(dòng)

三極剩余電流保護(hù)器，用于三相四線電路中，由于零線中的正常工作電流不經(jīng)過零序電流互感器，因而，只要一啟動(dòng)單相負(fù)載剩余電流保護(hù)器就會(huì)動(dòng)作。如圖9所示。

圖9 三極剩余電流保護(hù)器用于三相四線電路中會(huì)誤動(dòng)作

解決方法：三相四線電路必須使用三相四線剩余電流保護(hù)器。

2）TN-C 系統(tǒng)中裝設(shè)剩余電流保護(hù)器會(huì)誤動(dòng)作（合不上閘）

因?yàn)椋孩賂N-C 供配電系統(tǒng)中的PEN 線重復(fù)接地線穿過剩余電流保護(hù)器零序電流互感器后，只能作N 線使用，不能兼作PE 保護(hù)使用。因?yàn)閯?dòng)力設(shè)備不可能與大地完全絕緣。若剩余電流保護(hù)器負(fù)載側(cè)的N 線仍兼作PE 保護(hù)線用，側(cè)照明線路的部分電流通過設(shè)備流入大地與供配電變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成回路，使剩余電流保護(hù)器誤動(dòng)作跳閘；②PEN 線在正常工作時(shí)即有不平衡電流又有3 次諧波電流。兩種電流通過剩余電流保護(hù)器，構(gòu)成了剩余電流通道，使剩余電流保護(hù)器誤動(dòng)作跳閘；③因?yàn)槭Ｓ嚯娏鞅Ｗo(hù)器輸出端的N 線與PE 線再合用會(huì)引起誤動(dòng)作。保護(hù)地線PE 和重復(fù)接地E 只能接在剩余電流保護(hù)器的電源側(cè)（進(jìn)線端），不能接在負(fù)載側(cè)，而且剩余電流保護(hù)器的上一級(jí)不應(yīng)再安裝剩余電流保護(hù)器。如圖10（錯(cuò)誤接線）和圖11（正確接線）所示。

圖10 錯(cuò)誤接線

解決方法：將PE 線接至漏電斷路器電源側(cè)。（設(shè)備的電源處將TN-C 改成TN-S 系統(tǒng)）如圖10所示。

圖11 正確接線

3）剩余電流保護(hù)器的負(fù)載側(cè)零線接地，會(huì)使正常工作電流經(jīng)接地點(diǎn)分流入地，造成剩余電流保護(hù)器誤動(dòng)作。如圖2所示。

解決方法：將接地線接至剩余電流保護(hù)器電源側(cè)的零線上。

4）剩余電流和導(dǎo)線對(duì)地電容電流引起的誤動(dòng)

剩余電流保護(hù)器負(fù)載側(cè)的導(dǎo)線緊貼地面鋪設(shè)且較長(zhǎng)，就存在著較大的對(duì)地電容電流，有可能引起誤動(dòng)?；蜇?fù)載側(cè)導(dǎo)線因絕緣下降，對(duì)地剩余電流（漏電流）較大，也有可能引起誤動(dòng)。

解決方法：①選用剩余動(dòng)作電流規(guī)格稍大的剩余電流保護(hù)器；②剩余電流保護(hù)器與需要保護(hù)的設(shè)備之間的鏈接線纜盡量不要太長(zhǎng)。拒動(dòng)主要原因及解決方法。

1）3N 極剩余電流保護(hù)器電源側(cè)只接入相線，未接零線而引起拒動(dòng)。

解決方法：接上電源側(cè)的零線。

2）如果負(fù)載側(cè)的零線重復(fù)接地，當(dāng)發(fā)生漏電故障時(shí)，剩余電流的一部分經(jīng)零線接地點(diǎn)分流，結(jié)果使電流差位變小，此值小于額定剩余動(dòng)作電流時(shí)，就會(huì)拒動(dòng)。如圖2所示。

解決方法：去掉負(fù)載零線側(cè)的接地線。

3）安裝接線錯(cuò)誤。家用剩余電流保護(hù)器采用閘刀開關(guān)在前漏電斷路器在后的接線方式時(shí)，剩余電流保護(hù)器的進(jìn)線是閘刀開關(guān)的相線和中性線及兩個(gè)保險(xiǎn)熔絲后進(jìn)入的，如果剩余電流保護(hù)器前面的閘刀開關(guān)中中性線保險(xiǎn)熔絲熔斷后，會(huì)使剩余電流保護(hù)器 “自身電路”失去工作電源，剩余電流保護(hù)器拒動(dòng)。

解決方法：采用先剩余電流保護(hù)器后閘刀開關(guān)接線方式

4）使用環(huán)境.溫度不當(dāng)

剩余電流保護(hù)器安裝在超過或低于剩余電流保護(hù)器規(guī)定的使用溫度（環(huán)境）或有腐蝕性氣體的環(huán)境中，電子元器件極易失靈，容易造成剩余電流保護(hù)器拒動(dòng)。

解決方法：將剩余電流保護(hù)器放入全封閉箱體里，減少環(huán)境與溫度對(duì)剩余電流保護(hù)器的影響。

6 剩余電流保護(hù)器維護(hù)

1）剩余電流保護(hù)器經(jīng)安裝檢查無(wú)誤，并操作試驗(yàn)按鈕檢查動(dòng)作情況正常，方可投入使用。

2）運(yùn)行中的剩余電流保護(hù)器發(fā)生動(dòng)作后，應(yīng)根據(jù)動(dòng)作的原因排除了故障，方能進(jìn)行合閘操作。嚴(yán)禁帶故障強(qiáng)行送電。

3）使用者應(yīng)掌剩余電流保護(hù)器的安裝使用要求、保護(hù)范圍、操作及定期檢查的方法。使用者不得自行裝拆、檢修剩余電流保護(hù)器。

4）對(duì)運(yùn)行中的剩余電流保護(hù)器應(yīng)進(jìn)行定期檢查，每月至少檢查一次，并作好檢查記錄。檢查內(nèi)容包括外觀檢查、試驗(yàn)裝置檢查，接線檢查，信號(hào)指示及按鈕位置檢查。

5）檢查剩余電流保護(hù)器時(shí)，應(yīng)注意操作試驗(yàn)按鈕的時(shí)間不能太長(zhǎng)，次數(shù)不能太多，以免燒壞內(nèi)部元件。

7 結(jié)論

通過以上描述，大家可以全面地了解剩余電流保護(hù)器的使用范圍、分類、選用、安裝、維護(hù)以及常見故障原因和解決方法。讓剩余電流保護(hù)器真正發(fā)揮其應(yīng)有的功能作用。

[1] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50054-2011,低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2] GB 14048.2-2008,低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備.第2 部分:斷路器[S].