對(duì)漏電保護(hù)的分析

1、1 低壓配電漏電保護(hù)不容忽視 人觸電時(shí)，人受傷害的程度與通過(guò)人身的工頻電流的大小、時(shí)間、頻率有關(guān)。 試驗(yàn)證明：人觸電時(shí)，引起心室顫動(dòng)不僅與通過(guò)人體的電流(I)有關(guān)，還與電流的持續(xù)時(shí)間(s)有關(guān)（見(jiàn)表1）。當(dāng)電擊能量為50mAs時(shí)，一般不會(huì)引起心室顫動(dòng)，但人體通過(guò)短時(shí)間大電流時(shí)(如500mA×0.1s)，仍有引起心室顫動(dòng)的危險(xiǎn)，雖不會(huì)致死，也可能使觸電者失去知覺(jué)，發(fā)生二次傷害事故。若電擊能量超過(guò)50mAs，人就有生命危險(xiǎn)?？沦e提出了安全電量Q=30mAs的定則：即“通過(guò)人體的電流(時(shí)間<30mAs，人就不會(huì)受到傷害”（見(jiàn)圖1）。 人體對(duì)于頻率50/6

2、0Hz的電流最敏感，對(duì)于更低頻率或更高頻率的電流，危害程度相對(duì)較低（見(jiàn)表2）。 干燥環(huán)境中，人體電阻較大，潮濕環(huán)境人體電阻較小，皮膚浸入水中，人體電阻更小。同樣接觸電壓下，潮濕環(huán)境或水中觸電，通過(guò)人體的電流更大，危險(xiǎn)性也更大。高壓觸電時(shí)，人體電阻就不起什么作用了。電氣計(jì)算時(shí)，通常人體電阻為1700. 一般斷路器、熔斷器等能夠在線路或短路、過(guò)負(fù)荷、接地故障等時(shí)候時(shí)切斷電源，保護(hù)電氣設(shè)施不致?lián)p壞或發(fā)生火災(zāi)。當(dāng)電氣設(shè)施如金屬燈柱等發(fā)生漏電故障時(shí)，尚達(dá)不到開(kāi)關(guān)、斷路器、熔斷器等保護(hù)設(shè)施的動(dòng)作電流數(shù)值，在人觸摸到因漏電或接地造成的燈桿、燈具等帶電物體時(shí)，仍足以對(duì)人體造成傷害。長(zhǎng)時(shí)間漏

3、電可能引起火災(zāi)。 有關(guān)規(guī)范和規(guī)定：配電線路與用電設(shè)備均應(yīng)設(shè)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和接地故障保護(hù)，用于切斷供電電源或發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在配電系統(tǒng)中，總、中、末級(jí)保護(hù)應(yīng)根據(jù)規(guī)定和要求，酌情選用帶有短路、過(guò)負(fù)荷的斷路器，或選用帶短路、過(guò)負(fù)荷、接地故障保護(hù)功能的漏電斷路器。 漏電保護(hù)器只作為直接接觸防護(hù)中基本保護(hù)措施的附加保護(hù)。 室外照明系統(tǒng)有必要設(shè)置漏電保護(hù)裝置。安裝漏電保護(hù)器后，仍應(yīng)以預(yù)防為主，并應(yīng)同時(shí)采取其它各項(xiàng)防止電擊和電氣設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施。 2 低壓配電線路泄露電流 2.1 規(guī)定 裝有漏電保護(hù)裝置的電氣線路和設(shè)備的泄漏電流必須控制在

4、允許范圍內(nèi)。 JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，漏電保護(hù)裝置動(dòng)作電流值：“手握式用電設(shè)備為15mA. 環(huán)境惡劣或潮濕場(chǎng)所的用電設(shè)備(如高空作業(yè)、水下作業(yè)等易造成二次傷害的場(chǎng)所)為610mA.醫(yī)療電氣設(shè)備為610mA.建筑施工工地的用電設(shè)備為1530mA.家用電器回路或插座專(zhuān)用回路為30mA.成套開(kāi)關(guān)柜、分配電盤(pán)等為100mA以上。防止電氣火災(zāi)為300500mA?！?#160;國(guó)際上公認(rèn)30mA為人體安全電流值。有專(zhuān)家認(rèn)為：不同場(chǎng)合，漏電保護(hù)裝置動(dòng)作電流值30mA，動(dòng)作時(shí)間小于0.1s，即可保證人身安全。電擊能量(電流(時(shí)間)的安全界限為30mA.s. 

5、2.2 要求 單相線路單相線路中，相線和中性線穿過(guò)RCD.單相配電系統(tǒng)中，單相漏電保護(hù)裝置正常時(shí)，檢測(cè)到的電流為線路相線、中線和設(shè)備的正常泄漏電流。發(fā)生單相非金屬性接地短路時(shí)，檢測(cè)到的電流為正常泄漏電流和接地短路電流的矢量和。 三相線路三相線路，3相線和中性線都穿過(guò)RCD.三相正常泄漏電流平衡時(shí)，三相漏電保護(hù)裝置檢測(cè)到的電流基本為零。三相正常泄漏電流不平衡時(shí)，三相漏電保護(hù)裝置檢測(cè)到的是三相不平衡的正常泄漏電流，其大小與不平衡程度有關(guān)。 三相正常泄漏電流平衡時(shí)，檢測(cè)到的是不平衡的正常泄漏電流及事故短路電流的矢量和，其電流大小應(yīng)視不平衡的程度而定。在某種情況下，三相檢

6、測(cè)到的電流可能會(huì)比事故相的短路電流或最大相的不平衡電流還小，不能反映每相真實(shí)的漏電電流的情況。 2.3 整定 為保證漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作靈敏可靠，其整定值必須大于線路泄漏電流，即不動(dòng)作電流；漏電斷路器的額定脫扣電流In一般選為大于等于正常動(dòng)作電流的1.3倍；額定漏電不動(dòng)作電流的優(yōu)選值為額定漏電動(dòng)作電流的1/2；上下級(jí)漏電保護(hù)器額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)有級(jí)差1.22.5倍；漏電電流保護(hù)裝置的瞬時(shí)動(dòng)作時(shí)間不大于0.1s；多級(jí)漏電保護(hù)的時(shí)間差：上級(jí)比下級(jí)延時(shí)0.2s.主干線或全網(wǎng)總保護(hù)的漏電保護(hù)器，其動(dòng)作電流應(yīng)比實(shí)測(cè)泄漏電流大2倍；分支支路的漏電保護(hù)器，其動(dòng)作電流比該電路正常運(yùn)行中實(shí)測(cè)泄漏

7、電流大2.5倍；單機(jī)配電的漏電斷路器，其動(dòng)作電流比正常運(yùn)行中實(shí)測(cè)泄漏電流大4倍；電氣線路和設(shè)備泄漏電流值與分級(jí)安裝的漏電保護(hù)特性的配合；線路泄漏電流(包括諧波電流)應(yīng)小于RCD動(dòng)作電流的40%，即要求I/In40%，必要時(shí)對(duì)線路泄漏電流(包括諧波電流)加以限制。 2.4 其它 漏電保護(hù)選宜用電流動(dòng)作型漏電保護(hù)。它適用于電源變壓器中性點(diǎn)接地的TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)，也適用于對(duì)地電容較大的某些中性點(diǎn)不接地的IT系統(tǒng)(對(duì)相-相觸電不適用)。配電線路的漏電保護(hù)，為減少非故障導(dǎo)線被切斷，宜分別設(shè)置單相漏電保護(hù)。含有電動(dòng)機(jī)的線路應(yīng)采用三相四線或三相三線漏電保護(hù)裝置，一相漏電，必須切斷三相電

8、源線路。照明線路宜采用單相二線漏電保護(hù)裝置。無(wú)電氣人員管理的場(chǎng)所宜采用電磁式RCD.建議移動(dòng)設(shè)備電機(jī)，宜安裝RCD進(jìn)行漏電保護(hù)，增加安全性；固定設(shè)備電機(jī)，可不安裝RCD，避免誤跳。 3 漏電保護(hù)器的接觸電擊防護(hù) 3.1 直接接觸電擊防護(hù) 直接接觸電擊防護(hù)除了加強(qiáng)絕緣、遮欄屏護(hù)、安全距離(2.5m)等措施外，漏電保護(hù)能起到很好的效果，漏電保護(hù)裝置只作為直接接觸防護(hù)中基本保護(hù)措施的后備保護(hù)。但應(yīng)注意，不能因?yàn)椴捎昧寺╇姳Ｗo(hù)器，而忽視了其它防直接接觸電擊的防護(hù)措施（見(jiàn)表3）。 手持式電動(dòng)工具、移動(dòng)電器、家用電器、插座回路和臨時(shí)線路等，操場(chǎng)作者經(jīng)常與其發(fā)生接觸，

9、容易發(fā)生帶電導(dǎo)體與人體直接接觸電事故。為了盡量縮短人體的觸電時(shí)間，應(yīng)優(yōu)先選用高靈敏度、快速動(dòng)作型   漏電保護(hù)器，漏電電流動(dòng)作值In30mA，動(dòng)作時(shí)間0.1s.漏電保護(hù)器作為直接接觸電擊防護(hù)的補(bǔ)充保護(hù)，一般安裝在線路末端，被保護(hù)設(shè)備前面。 3.2 間接接觸電擊防護(hù) 間接接觸電擊防護(hù)，主要是采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)方式，應(yīng)正確地與電網(wǎng)的系統(tǒng)接地型式相配合,以防止發(fā)生接地故障時(shí)電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分持續(xù)帶有危險(xiǎn)電壓而產(chǎn)生電擊的危險(xiǎn)。此外，降低接觸電壓限值(即使用安全電壓)、PE線接地、等電位聯(lián)接等都可以達(dá)到間接接觸電擊防護(hù)（見(jiàn)表4）。 4 TT系統(tǒng)漏電保護(hù)&

10、#160;TT系統(tǒng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，要求Id(RA50V；室外照明要求Id(RA25V（其安裝見(jiàn)圖2）。當(dāng)短路電流Id150A時(shí)，斷路器和熔斷器最大的額定電流只有30A和15A及以下者甚少，RB和RA只有1.13和0.333，在工程中也較難以做到。若TT系統(tǒng)采用RCD保護(hù)單相接地故障，In30mA，RA(25/0.03)=833.3,在室外照明工程中非常容易實(shí)現(xiàn)。TT系統(tǒng)各設(shè)備外殼用自己的接地極，PE線不連通，杜絕了危險(xiǎn)故障電壓沿PE線竄入其它設(shè)備外殼的可能。漏電保護(hù)器應(yīng)裝在線路首端。漏電保護(hù)器后N線不能再做重復(fù)接地。宜采用四極(二極)開(kāi)關(guān)，同時(shí)切斷N線（見(jiàn)圖3）。 （1）TN

11、-S系統(tǒng)漏電保護(hù)TN-S系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，要求Id(RL+RN)220(V)。當(dāng)RL=RN(RL表示相線電阻，RN表示PE線電阻)時(shí)，接地故障點(diǎn)就帶有110V危險(xiǎn)電壓，必須進(jìn)行接地故障保護(hù)，并及時(shí)切斷故障線路。過(guò)電流保護(hù)裝置一般可以切斷接地故障電流，但是若線路過(guò)長(zhǎng)，或芯線截面過(guò)小，會(huì)使Id過(guò)小，不足以使過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，而漏電保護(hù)器的動(dòng)作電流是mA級(jí)，可以更可靠地切斷接地故障電流。TN-S系統(tǒng)N線不能重復(fù)接地，PE線可做重復(fù)接地（安裝見(jiàn)圖4，線路示意見(jiàn)圖5）。 （2）TN-C系統(tǒng)漏電保護(hù)（見(jiàn)圖6）TN-C系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡場(chǎng)合。發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流經(jīng)PEN線回到中

12、點(diǎn)，由于短路電流大，因此可采用過(guò)電流保護(hù)器切斷故障電源。TN-C系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù)。如果三相負(fù)荷不平衡，則PEN線中有不平衡電流，或有諧波電流注入PEN，會(huì)中性線N帶電高于50V，對(duì)人身造成不安全。因?yàn)镻EN線不允許被漏電保護(hù)器切斷，所以TN-C系統(tǒng)不宜安裝漏電保護(hù)器作為保護(hù)電器。因安全性能較差，國(guó)際上基本不采用TN-C接地系統(tǒng)。 （3）TN-C-S系統(tǒng)漏電保護(hù)（見(jiàn)圖7）TN-C-S系統(tǒng)由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成：前面是TN-C系統(tǒng)，后面是TN-S系統(tǒng)，在N線與PE線連接點(diǎn)分界。PE線與N線分開(kāi)后就不能再合并。電氣設(shè)備單相接地，故障同TN-S系統(tǒng)。N線斷開(kāi)，故障情況與TN-S相同。PE

13、N線嚴(yán)禁穿過(guò)RCD，也不得斷開(kāi)PEN線。N線應(yīng)穿過(guò)RCD.TN-C-S系統(tǒng)的PEN應(yīng)重復(fù)接地，但N線不宜重復(fù)接地。PE線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時(shí)始終不會(huì)帶電，所以TN-C-S系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。 （4）IT系統(tǒng)漏電保護(hù)（見(jiàn)圖8）配電中性點(diǎn)與地絕緣(或經(jīng)大阻抗接地)，用電設(shè)備經(jīng)PE線接地。第一次接地故障時(shí)，忽略相線阻抗和故障接觸阻抗，Id=U/(RA+RB+Z)，U=220V,Z=1000(IEC推薦值)，故障電流不足0.218A(220V/1008=0.218A)。故障接觸電壓0.782V(0.218A×4=0.872V)，不會(huì)造成電擊傷害，可由絕緣監(jiān)視電器

14、發(fā)出音響或燈光信號(hào)，其動(dòng)作電流應(yīng)符合安全要求：RA×Id50V.當(dāng)設(shè)備外殼單獨(dú)(或分組)接地：故障電流流經(jīng)兩個(gè)接地極電阻，故障回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。當(dāng)外露可導(dǎo)電部分為共同接地，則發(fā)生第二次異相接地故障時(shí)，故障回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求，應(yīng)及時(shí)切斷電源。采用熔斷器或空氣斷路器作保護(hù)時(shí)，IT系統(tǒng)只能提供小容量負(fù)荷。如果采用RCD，則IT系統(tǒng)可以提供較大負(fù)荷量。IT系統(tǒng)由于安全可靠性高，可帶故障運(yùn)行，常被用于故障時(shí)不得間斷供電的工業(yè)設(shè)備和要求使用安全的醫(yī)療設(shè)備。 （5）低壓配電系統(tǒng)漏電保護(hù)的建議TT系統(tǒng)：RCD適合進(jìn)行漏電保護(hù)；TN-S、TN

15、-C-S系統(tǒng)：RCD可進(jìn)行漏電保護(hù)。斷路器、熔斷器有條件進(jìn)行漏電保護(hù)；TN-C系統(tǒng)不宜采用RCD進(jìn)行漏電保護(hù)。TN-C系統(tǒng)已不常采用；IT系統(tǒng)一般無(wú)需進(jìn)行漏電保護(hù)；消防、醫(yī)療等配電系統(tǒng)不得安裝RCD進(jìn)行漏電保護(hù)；必要時(shí)，配電系統(tǒng)進(jìn)行多級(jí)漏電保護(hù)。 5 漏電保護(hù)器極數(shù)和接線 5.1 極數(shù)單相220V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先選用二極二線式漏電保護(hù)裝置；三相三線式380V電源供電的電氣設(shè)備，應(yīng)選用三極三線式漏電保護(hù)裝置；三相四線式380V電源供電的電氣設(shè)備，三相設(shè)備與單相設(shè)備共用的電路應(yīng)選用三極四線、四極四線式漏電保護(hù)裝置。 5.2 接線PEN、PE線不得穿過(guò)RCD；

16、電氣裝置內(nèi)的N線不得接地，應(yīng)保證絕緣良好；PE線和N線不得接反；不同回路不得共用N線。 6 配電線路多級(jí)漏電保護(hù) 采用放射式供電時(shí)，宜采用多級(jí)漏電保護(hù)。以三級(jí)漏電保護(hù)為例（見(jiàn)表5）。 7 RCD位置 （1）IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)在IT系統(tǒng)配電線路中，當(dāng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，應(yīng)由絕緣監(jiān)視電器發(fā)出音響或燈光信號(hào)，其動(dòng)作電流應(yīng)符合下式要求：         RBId50V （1）式（1）中，RB外露導(dǎo)電體的接地電阻()；Id相線和外露導(dǎo)電體之間第一次短路故障的故障電流(A)，它計(jì)及泄漏電流和電氣裝置全部接地阻抗值的影響。IT系統(tǒng)的外露可用共同的接地極接地，也可個(gè)別地或成組地用單獨(dú)的接地極接地。當(dāng)外露導(dǎo)電體為單獨(dú)接地，發(fā)生第二次異相接地故障時(shí)故障回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。IT系統(tǒng)的配電線路，當(dāng)發(fā)生第二次異相接地故障時(shí)，應(yīng)由過(guò)電流保護(hù)電器或漏電電流動(dòng)作保護(hù)器切斷故障電路，并應(yīng)符合下列要求。（1）當(dāng)IT系統(tǒng)不引出中性線，線路標(biāo)稱(chēng)電壓為380/220V時(shí)，應(yīng)符合下