無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 邢麗華

漏電保護器是減輕觸電對人體產(chǎn)生傷害的一種裝置，又稱觸電保護器，簡稱RCD，最近幾年被稱為剩余電流動作保護器，主要是用來在設(shè)備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電進行保護的一種保護電器。

一、漏電保護器的原理

漏電保護器在反應(yīng)觸電和漏電保護方面具有高靈敏性和動作快速性，這是其他保護電器，如熔斷器、自動開關(guān)等無法比擬的。自動開關(guān)和熔斷器正常時要通過負荷電流，他們的動作保護值要避越正常負荷電流來整定，因此他們的主要作用是用來切斷系統(tǒng)的相間短路故障（有的自動開關(guān)還具有過載保護功能）。而漏電保護器是利用系統(tǒng)的剩余電流反應(yīng)和動作，正常運行時系統(tǒng)的剩余電流幾乎為零，故它的動作整定值可以整定得很小（一般為mA級），當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生人身觸電或設(shè)備外殼帶電時，出現(xiàn)較大的剩余電流，漏電保護器則通過檢測和處理這個剩余電流后可靠地動作，切斷電源。

觸電使人致死的條件是：①人體的不同部位同時接觸不同電位的物體，且電位差(即電壓)達到一定數(shù)值以上；②通過人體的電流持續(xù)時間超過一定數(shù)值。觸電保護器是以破壞上述條件為基礎(chǔ)設(shè)計的，當(dāng)人體觸電時，能自動、快速地切斷電源。

二、漏電保護器的組成及結(jié)構(gòu)

電氣設(shè)備漏電時，將呈現(xiàn)異常的電流或電壓信號，漏電保護器通過檢測、處理此異常電流或電壓信號，促使執(zhí)行機構(gòu)動作。我們把根據(jù)故障電流動作的漏電保護器叫電流型漏電保護器，根據(jù)故障電壓動作的漏電保護器叫電壓型漏電保護器。由于電壓型漏電保護器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受外界干擾動作特性穩(wěn)定性差，制造成本高，現(xiàn)已基本淘汰。目前國內(nèi)外漏電保護器的研究和應(yīng)用均以電流型漏電保護器為主導(dǎo)地位。

1.電壓型漏電保護器原理

如圖1所示，當(dāng)人體與C相接觸時，相電壓U加在手和腳之間，人體、大地、橋式整流器、中性線和變壓器C相繞組構(gòu)成電流回路。此時，整流器的直流側(cè)有電流通過，使靈敏繼電器LJ動作，打開其常閉接點，交流接觸器JC斷電，使其常開接點JC打開，從而切斷電源，解脫人體觸電電源。電壓型觸電保護器的動作靈敏，起動電流可以根據(jù)人體的安全電流來整定（人體的安全電流一般為10～15mA），適用于三相四線制中性點不接地系統(tǒng)。在使用時須注意：觸電保護器上的零線連接處，不允許接頭松脫；系統(tǒng)零線對地絕緣不得降低或?qū)Φ囟搪?。否則，保護器將失去保護作用。

2.電流型漏電保護器

如圖2所示，電流型漏電保護器是以電路中零序電流的一部分（通常稱為殘余電流）作為動作信號，且多以電子元件作為中間機構(gòu)，靈敏度高，功能齊全，因此這種保護裝置得到越來越廣泛的應(yīng)用。電流型漏電保護器的構(gòu)成分四部分：

（1）檢測元件：檢測元件可以說是一個零序電流互感器。被保護的相線、中性線穿過環(huán)形鐵心，構(gòu)成了互感器的一次線圈N1，纏繞在環(huán)形鐵芯上的繞組構(gòu)成了互感器的二次線圈N2，如果沒有漏電發(fā)生，這時流過相線、中性線的電流向量和等于零，因此在N2上也不能產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。如果發(fā)生了漏電，相線、中性線的電流向量和不等于零，就在電流互感器上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個信號就會被送到中間環(huán)節(jié)進行進一步的處理。

（2）中間環(huán)節(jié)：中間環(huán)節(jié)通常包括放大器、比較器、脫扣器，當(dāng)中間環(huán)節(jié)為電子式時，中間環(huán)節(jié)還要輔助電源來提供電子電路工作所需的電源。中間環(huán)節(jié)的作用就是對來自零序互感器的漏電信號進行放大和處理，并輸出到執(zhí)行機構(gòu)。

圖1 電壓型電保護器原理接線

圖2 電流型漏電保護器原理接線

（3）執(zhí)行機構(gòu)：該結(jié)構(gòu)用于接收中間環(huán)節(jié)的指令信號，實施動作，自動切斷故障處的電源。

（4）試驗裝置：由于漏電保護器是一個保護裝置，因此應(yīng)定期檢查其是否完好、可靠。試驗裝置就是通過試驗按鈕和限流電阻的串聯(lián)，模擬漏電路徑，以檢查裝置能否正常動作。

三、漏電保護器使用時應(yīng)注意的問題

1.購買時要買品質(zhì)較好的漏電斷路器。

2002年10月28日，國家質(zhì)檢總局公布漏電保護器產(chǎn)品質(zhì)量抽查結(jié)果，有20%左右的產(chǎn)品不合格，其主要問題為：有的不能正常分斷短路電流，消除火災(zāi)隱患；有的起不到人身觸電的保護作用；還有一些不該跳閘時跳閘，影響正常用電，甚至引發(fā)更嚴重的人身觸電傷亡事故。

2.應(yīng)根據(jù)環(huán)境要求確定漏電保護器的電源電壓、工作電流、漏電電流及動作時間等參數(shù)。

（1）一般環(huán)境選擇動作電流不超過30mA，動作時間不超過0.1s，這兩個參數(shù)保證了人體如果觸電時，不會使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險效應(yīng)。

國際電工委員會標準IEC4.79(電流通過人體的效應(yīng))確定，通過人體的交流50Hz電流不超過30mA時，人體不會因發(fā)生心室纖維性顫動而死亡，它與人體潮濕程度、接觸電壓高低無直接關(guān)系。因此，國際電工標準在所有防人身電擊的條文中，都規(guī)定采用動作電流不大于30mA的rcd。

我們可以來計算一下，當(dāng)人體直接觸及220V帶電體時，漏電保護器迅速以0.1秒的時間快速切斷電路。這時流過人體(一般人體電阻為1000Ω左右)的觸電電流為220/1000=220(mA)，其電擊能量為：220(mA)×0.1(S)=22mA·S<30mA·S。目前我國現(xiàn)行規(guī)定：對人體安全的電擊能量為：1·T=30mA·S，可以明顯看出，當(dāng)人們一旦觸及220V帶電體時，漏電保護器會在0.1秒時間內(nèi)迅速作出反應(yīng)，而不致出現(xiàn)生命危險。

（2）在浴室、游泳池等場所漏電保護器的額定動作電流不宜超過10mA。

（3）在觸電后可能導(dǎo)致二次事故的場合，如高空、河邊、游泳池、醫(yī)院等地應(yīng)選用額定動作電流為6mA的漏電保護器。

3.許多電工認為減少漏電保護器動作頻繁跳閘而塞撅子。一旦發(fā)生線路設(shè)備接地或人身觸電事故，觸電保護器不動作，會造成重大人員傷亡事故。

農(nóng)村低壓電網(wǎng)設(shè)備因常處于戶外和潮濕場所，正常泄漏電流較大，容易引起誤動作。頻繁的誤動作停電的后果往往是將rcd短接或拆除，使線路失去接地故障保護，導(dǎo)致危險的后果。

由于我國農(nóng)村電網(wǎng)的布局、結(jié)構(gòu)不盡合理，據(jù)有關(guān)資料介紹，我國農(nóng)村高低壓(高壓10kV，低壓380/220V)配電線路長度比例為1:5，江蘇有個別地區(qū)達到1:7(歐美一些國家高低配網(wǎng)的比例為1:0.5)，從中可知，我國農(nóng)村電網(wǎng)的供電半徑大、用戶多且三相負載不平衡，因此農(nóng)村低壓線路的漏電大是無法避免的， 據(jù)此分析可知，若在室外發(fā)生觸電就會引起漏電電流與觸電電流不對應(yīng)，(如△I△＜0、△I△＝0)導(dǎo)致保護器不動作，這種現(xiàn)象是正常的，是線路漏電電流太大而引起的。若要消除這種漏電電流與觸電電流的不對應(yīng)現(xiàn)象，其方法有兩種：在分支線上合理配置分級保護；降低線路漏電，使之永遠小于50mA。

4.機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、住宅建筑物內(nèi)的插座回路，賓館、飯店及招待所的客房內(nèi)插座回路，也必須安裝漏電保護插座。

漏電保護插座是指具有對漏電流檢測和判斷并能切斷回路的電源插座。其額定電流一般為20A以下，漏電動作電流6-30mA，靈敏度較高，常用于手持式電動工具和移動式電氣設(shè)備的保護及家庭、學(xué)校等民用場所。

四、結(jié)論

RCD以其高靈敏的動作性能，能作為直接接觸電擊保護的后備措施。但是它尚非盡善盡美，它可能因為種種原因而拒動，和其他保護電器一樣，并不完全可靠，雖RCD的作用具有一定的局限性，但它的功能優(yōu)勢卻不能抹殺。只要選用的漏電保護器選用正確，就能對電器進行可靠的保護。

[1]IEC/TC64,國際電工委員會標準[S].

[2]潘毅.電磁式剩余電流保護裝置講座.電工技術(shù)雜志,1999.

[3]凌智敏.剩余電流保護器講座[J].電世界,1996(10).

[4]周鴻昌.配電系統(tǒng)的安全用電與漏電保護[J].建筑電氣,1993(1).