住宅建筑剩余電流保護(hù)配合研究

張德圳

（中國(guó)石油天然氣管道局有限公司礦區(qū)服務(wù)分公司，河北 廊坊 065000）

隨著人民美好生活需要的日益增長(zhǎng)、國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，標(biāo)準(zhǔn)提升可能引發(fā)新的矛盾，需要研究解決。居民住宅供電的應(yīng)用中，20 世紀(jì)90 年代，國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范先后增加了用于防止觸電傷害和防止火災(zāi)的剩余電流保護(hù)，本文主要討論居民住宅剩余電流保護(hù)配合問題。

1 住宅剩余電流保護(hù)存在配合問題

1.1 其他直接接觸防護(hù)措施失效或使用者疏忽時(shí)的附加防護(hù)

《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50096-2011)》8.7.2規(guī)定：“8.7.2 住宅供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定：除壁掛式分體空調(diào)電源插座外，電源插座回路應(yīng)設(shè)置剩余電流保護(hù)裝置；”（根據(jù)條文解釋，TT 系統(tǒng)所有插座需設(shè)置剩余電流保護(hù)裝置）。

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50054-2011）》5.1.12 規(guī)定：“額定剩余動(dòng)作電流不超過30mA 的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，可作為其他直接接觸防護(hù)措施失效或使用者疏忽時(shí)的附加防護(hù)，但不能單獨(dú)作為直接接觸防護(hù)措施?！?/p>

作為其他直接接觸防護(hù)措施失效或使用者疏忽時(shí)的附加防護(hù)，一般電源插座回路選擇30mA、動(dòng)作時(shí)間＜0.1s 的剩余電流保護(hù)開關(guān)，通過反時(shí)限設(shè)定30mA 保證人身在觸電發(fā)生時(shí)不至于發(fā)生心室顫動(dòng)引發(fā)致命危險(xiǎn)。此保護(hù)是為了人身安全存在的，下文簡(jiǎn)稱防觸電剩余電流保護(hù)。

1.2 防止火災(zāi)發(fā)生設(shè)定的保護(hù)

現(xiàn)行《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50096-2011)》8.7.2 規(guī)定：“住宅供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定：每幢住宅的總電源進(jìn)線應(yīng)設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)或剩余電流動(dòng)作報(bào)警?！弊钤缫?guī)范是要求每幢住宅安裝漏電保護(hù)動(dòng)作于跳閘的，后來調(diào)整為可動(dòng)作于報(bào)警。跳閘與報(bào)警各有優(yōu)劣，本文不予以討論。筆者認(rèn)為，規(guī)范的調(diào)整說明每幢住宅建筑使用漏電保護(hù)動(dòng)作與跳閘存在一些問題，本文主要就這些問題剖析、研究，提出解決方案給大家參考。

1.3 防火剩余電流保護(hù)與防觸電剩余電流保護(hù)設(shè)計(jì)存在配合問題原因

根據(jù)前文所述，設(shè)計(jì)規(guī)范要求一般插座要求設(shè)置防觸電剩余電流保護(hù)，照明回路、壁掛式分體空調(diào)電源插座已被規(guī)范排除要求使用防觸電剩余電流保護(hù)外，《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50096-2011)》8.7.3 規(guī)定：“每套住宅應(yīng)設(shè)置戶配電箱，其電源總開關(guān)裝置應(yīng)采用可同時(shí)斷開相線和中性線的開關(guān)電器?！睉襞潆娤渲灰笸瑫r(shí)斷開相線和中性線的開關(guān)，也未要求采用防觸電剩余電流保護(hù)。這就造成了如果每幢建筑按規(guī)定設(shè)定不大于500mA 的防火剩余電流保護(hù)，一旦戶內(nèi)照明回路或壁掛式分體空調(diào)電源插座發(fā)生接地短路或漏電，就會(huì)造成整幢建筑停電，且不易查清故障。

2 剩余電流保護(hù)設(shè)定與配合

2.1 增設(shè)剩余電流保護(hù)位置

如果建筑設(shè)置不大于500mA 的防火剩余電流保護(hù)，為防止戶內(nèi)照明回路或壁掛式分體空調(diào)電源插座發(fā)生接地短路或漏電，保護(hù)誤動(dòng)作于整幢建筑總開關(guān)，可在防火剩余電流保護(hù)與戶內(nèi)照明回路或壁掛式分體空調(diào)電源插座間設(shè)置剩余電流保護(hù)。存在以下幾種增設(shè)方案：

（1）戶內(nèi)照明回路、壁掛式分體空調(diào)電源增設(shè)剩余電流保護(hù)。由于出線保護(hù)配合問題出現(xiàn)原因，是國(guó)家規(guī)范未要求戶內(nèi)照明回路或壁掛式分體空調(diào)電源插座設(shè)立剩余電流保護(hù)，所以在該回路增設(shè)剩余電流保護(hù)，并且保護(hù)定值與上級(jí)防火剩余電流保護(hù)配合，可以解決剩余電流保護(hù)配合問題。由于戶內(nèi)照明回路和壁掛式分體空調(diào)電源插座回路普遍泄漏電流小，故裝設(shè)帶防觸電的剩余電流保護(hù)開關(guān)一般不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)，還能起到防止意外觸電作用，同時(shí)，也防止了手持式電動(dòng)工具使用壁掛式分體空調(diào)電源插座時(shí)，插座無剩余電流保護(hù)的觸電風(fēng)險(xiǎn)。因此，推薦采用此種方式解決保護(hù)配合問題。但由于戶內(nèi)開關(guān)一般產(chǎn)權(quán)歸住戶私有，住戶裝修時(shí)，可選擇更換開關(guān)，一旦因?yàn)槟撤N原因（如安裝空間不足）更換為非剩余電流保護(hù)開關(guān)，該回路發(fā)生的剩余電流故障就會(huì)造成整幢樓動(dòng)作。采用此種方式解決配合問題時(shí)，應(yīng)考慮補(bǔ)充其他措施來解決長(zhǎng)期管理問題。

（2）戶內(nèi)總開關(guān)增設(shè)剩余電流保護(hù)。戶內(nèi)總開關(guān)增設(shè)剩余電流保護(hù)，如實(shí)現(xiàn)良好配合，能實(shí)現(xiàn)故障限定在戶內(nèi)，也可防止故障擴(kuò)大。但如果照明回路、壁掛式分體空調(diào)電源開關(guān)回路不設(shè)剩余電流保護(hù)且故障時(shí)，會(huì)造成戶內(nèi)總開關(guān)斷電，照明插座同時(shí)失電，造成居民生活不便。根據(jù)筆者實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，照明燈具故障可能會(huì)造成剩余電流保護(hù)故障跳閘，如戶內(nèi)總開關(guān)增設(shè)剩余電流保護(hù)，照明、插座同時(shí)失電，可能造成居民不便。此方案是第一個(gè)方案的替換方案，既有建筑改造配電箱位置不足，為節(jié)約成本可考慮此方案。

（3）運(yùn)維分界點(diǎn)處增設(shè)剩余電流保護(hù)。供電公司或物業(yè)公司與居民住戶運(yùn)維有分界點(diǎn)，這個(gè)分界點(diǎn)一般在計(jì)量表處，分界點(diǎn)以下線路和設(shè)施運(yùn)維責(zé)任歸居民住戶所有，在運(yùn)維分界點(diǎn)設(shè)置剩余電流保護(hù)容易區(qū)分責(zé)任，避免影響其他無故障用戶。

（4）單元開關(guān)等處增設(shè)剩余電流保護(hù)。在下文提到保護(hù)定值整定需要增加保護(hù)層級(jí)時(shí)，可分區(qū)增設(shè)剩余電流保護(hù)，分區(qū)可設(shè)立在樓總箱單元開關(guān)或單元箱總開關(guān)等處。

2.2 保護(hù)定值要求

防觸電剩余電流保護(hù)的保護(hù)限定值來源于人體安全電流要求，限定值30mA，0.1s。由于設(shè)定已足夠小，生產(chǎn)設(shè)定更靈敏的開關(guān)產(chǎn)品會(huì)增加成本且容易誤動(dòng)，所以防觸電保護(hù)限定值一般是統(tǒng)一的，無法通過改變整定值來實(shí)現(xiàn)防觸電保護(hù)配合。防火剩余電流電流來源于易產(chǎn)生火災(zāi)的漏電電流限定，500mA 的動(dòng)作值不能突破，但存在小于500mA 動(dòng)作值的開關(guān)。根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范GB51348-2019》對(duì)“電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的剩余電流動(dòng)作報(bào)警值宜為300mA”的條文解釋，“剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器動(dòng)作報(bào)警值300mA 是引自《低壓電氣裝置第4-42 部分：安全防護(hù)、熱效應(yīng)第422 節(jié)火災(zāi)特別危險(xiǎn)場(chǎng)所的防護(hù)措施》IEC 60364-4-42-422 火災(zāi)防護(hù)的規(guī)定，泄漏電流達(dá)到了這一數(shù)值就可能會(huì)引起火災(zāi)，因此建議報(bào)警值為300mA”。所以500mA 是保護(hù)定值上限，但不是保護(hù)定值的最佳值，保護(hù)定值的最佳值在300mA 及以下。防火漏電與防觸電剩余電流間配合不存在問題，防火剩余電流間配合可以采用電流配合和時(shí)間配合，保證繼電保護(hù)不誤動(dòng)要求即可。

由于良好線路存在很小的正常漏電電流，電器設(shè)備本身也存在正常泄漏電流，同時(shí)，線路和電器設(shè)備啟動(dòng)時(shí)也存在涌流。當(dāng)整幢建筑擁有正常泄漏電流、涌流的設(shè)備、線路過多時(shí)，正常泄漏電流和涌流積累可能超過300mA，可能需要500mA 保護(hù)定值來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于涌流，因?yàn)樗碗姇r(shí)才出現(xiàn)，如果能用時(shí)限配合解決盡量采用時(shí)限定值配合躲過誤動(dòng)，時(shí)限無法配合時(shí)才考慮電流定值配合。整幢建筑采用500mA 保護(hù)定值時(shí)，建議分區(qū)塊設(shè)立保護(hù)，使各區(qū)塊處于300mA 及以下剩余電流保護(hù)定值的保護(hù)下，以保證大部分線路的泄漏電流不高于300mA。區(qū)塊的設(shè)定可以在各單元、運(yùn)維分界點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀決定，但分級(jí)不宜太多。

對(duì)既有建筑的整定配合，要經(jīng)過精確估算，防止老舊線路的非泄漏電流納入正常泄漏電流中予以保護(hù)排除。

3 未來展望

3.1 建議廠家增加防火剩余電流開關(guān)動(dòng)作時(shí)間級(jí)數(shù)

從保護(hù)原理上講，防火剩余電流保護(hù)是為了防止電纜老化泄漏電流引發(fā)電氣火災(zāi)，而電纜老化是長(zhǎng)期的過程，不需要防火漏電實(shí)現(xiàn)非?？焖俚姆磻?yīng)。而在實(shí)際應(yīng)用過程中，保護(hù)定值必須躲過合閘涌流，否則，容易出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)。如果整定時(shí)間不能躲過涌流，就必須加大整定電流，可能造成保護(hù)定值超過300mA 或500mA。當(dāng)定值超過500mA 時(shí)，就不能作用于跳閘了，只能采用監(jiān)視的做法，而監(jiān)視的反應(yīng)速度會(huì)明顯比跳閘慢很多，所以，建議廠家考慮防火剩余電流開關(guān)的保護(hù)定值時(shí)間增長(zhǎng)、級(jí)數(shù)增多給應(yīng)用更多的選擇。

3.2 基于網(wǎng)絡(luò)化、智能化防火剩余電流保護(hù)未來可期

社會(huì)發(fā)展、信息化進(jìn)步，造成信息化產(chǎn)品可靠性增高、成本降低，家用智能插座、智能電器產(chǎn)品不斷推新、完善，但工業(yè)化產(chǎn)品推進(jìn)遲緩。網(wǎng)絡(luò)化可解決孤立元件間的保護(hù)配合難題，準(zhǔn)確判斷故障來源，通過記錄分析泄漏電流發(fā)展過程，智能區(qū)分線路老化和正常泄漏電流未來可期。