剩余電流保護器分類、選用、安裝、維護及常見故障解決

石繼良 王志勇

（華通機電股份有限公司，浙江 溫州 325604）

根據國家標準GB50054-2011《低壓配電設計規范》要求規定，低壓配電線路應裝設短路保護，過載保護和接地保護，作用于切斷供電電源或發出報警信號。剩余電流保護器是用來防止線路或設備接地故障的低壓電氣元器件。

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

1 剩余電流保護器使用范圍

1）適用于防電擊保護分類為Ι 類的電氣設備。設備所在的環境為正常環境，人身點擊安全電壓限值為50V。

2）觸電、防火要求較高的場所和新、改、擴建工程使用各類低壓用電設備、插座，均應安裝剩余電流保護器。

3）對新制造的低壓配電柜（箱、屏）、動力柜（箱）、開關箱（柜）、操作臺、試驗臺，以及機床、起重機械、各種傳動機械等機電設備的動力配電箱，在考慮設備的過載、短路、失壓、斷相等保護的同時，必須考慮漏電保護。用戶在使用以上設備時，應優先采用帶漏電保護的電器設備。

4）建筑施工場所、臨時線路的用電設備，必須安裝剩余電流保護器。

5）手持式電動工具（除Ⅲ類外）、移動式生活日用電器（除Ⅲ類外）、其它移動式機電設備，以及觸電危險性大的用電設備，必須安裝剩余電流保護器。

6）潮濕、高溫、金屬占有系數大的場所及其它導電良好的場所，如機械加工、冶金、化工、船舶制造、紡織、電子、食品加工、釀造等行業的生產作業場所，以及鍋爐房、水泵房、食堂、浴室、醫院等輔助場所，必須安裝剩余電流保護器。

7）應采用安全電壓的場所，不得用漏電保護器代替。如使用安全電壓確有困難，須經企業安全管理部門批準，方可用剩余電流保護器作為補充保護。

8）固定線路的用電設備和正常生產作業場所，應選用帶漏電保護器的動力配電箱；建筑施工與臨時作業場所用電設備應選用移動式帶剩余電流保護器的配電箱；臨時使用的小型電器設備，應選用漏電保護插頭（座）或帶剩余電流保護器的插座箱。

2 剩余電流保護器分類

剩余電流保護器按極數分要分為：單極、二極、三極、四極。

按剩余電流功能的動作方式分：①與線電壓無關的剩余電流保護器（電流型電磁式）；②與線電壓有關的剩余電流保護器（電流型電子式）。

按調節剩余電流的可能性分：①具有單一剩余電流動作電流的剩余電流保護器；②具有多個剩余電流動作電流整定值的剩余電流保護器。

按調節剩余電流功能的延時分：①無延時的剩余電流保護器（非延時型即快速型）；②有延時的剩余電流保護器（延時型即S 型）。

按剩余電流動作特性分：①AC 型；②A 型；③B 型。

3 剩余電流保護器選用原則

1）應根據保護范圍、人身設備安全和環境要求確定。一般優先選用電流型電磁式剩余電流保護器。但是對于剩余動作電流小于30mA 的場合，應選用電流型電子式剩余電流保護器（最小可以做到5mA）。因為電磁式剩余電流保護器雖然靈敏度高，溫度特性好，無電壓也可以工作，但是電磁式剩余電流保護器只能做到大于或等于30mA。

2）應滿足使用電源電壓、頻率、工作電流和短路分斷能力的要求。

3）當剩余電流保護器作分級保護時，應滿足上下級動作的選擇性。一般上一級剩余電流保護器的額定剩余動作電流應大于下一級剩余電流保護器的額定剩余動作電流，或是所保護線路設備正常剩余電流的2 倍，并具有延時功能。

4）選用剩余電流保護器，應滿足保護范圍內線路（是否帶有電子整流電路）、用電設備相（線）數要求。保護單相線路和設備時，應選用單極二線或二極產品；保護三相線路和設備時，可選用三極產品；保護既有三相又有單相的線路和設備時，可選用三極四線或四極產品。在帶有電子整流電路的家用電氣及辦公設備的電網中應選用A 型或B 型。不帶有電子整流電路的電網中應選用AC 型。

5）在不影響線路、設備正常運行（即不誤動作）的條件下，應選用漏電動作電流和動作時間較小的剩余電流保護器。

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

4 剩余電流保護器安裝

1）剩余電流保護器安裝時，應檢查產品合格證、認證標志、試驗裝置，發現異常情況必須停止安裝。

2）剩余電流保護器的保護范圍應是獨立回路，不能與其他線路有電氣上的連接。一臺剩余電流保護器容量不夠時，不能多臺并聯使用，應選用容量符合要求的剩余電流保護器。

3）安裝剩余電流保護器后，不能撤掉或降低對線路、設備的接地或接零保護要求及措施。安裝時應注意區分線路的工作零線和保護零線。工作零線應接入剩余電流保護器，并應穿過剩余電流保護器的零序電流互感器。（PE 或PEN 線嚴禁穿過剩余電流保護器中零序電流互感器磁回路）經過剩余電流保護器的工作零線不得作為保護零線，不得重復接地或接設備的外殼。線路的保護零線不得接入剩余電流保護器。如圖1所示。

圖1 剩余電流保護器安裝時PE 線連接正誤示例

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

圖2 剩余電流保護器中零線錯誤安裝

負載側零線接地引起的誤動（N 線重復接地引起誤動作）

5）保護支路應有各自的專用零線。分級保護或分支保護的每一分支線，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）用電設備的接線不能交叉連接。用電設備應正確無誤的連接同一個剩余電流保護器支線回路內，不能同時連接于兩個保護支路回路。

7）獨立接地。安裝剩余電流保護器的設備和不安裝剩余電流保護器的設備不能共用一個接地裝置。否則當不安裝剩余電流保護器的設備絕緣破壞而帶電時（＞50V 時），安裝剩余電流保護器一側設備對人體不能起到觸電保護作用。

8）普通開關的N 線不能和剩余電流保護器的N線共用。如圖3（錯誤接線）和圖4（正確接線）所示。

圖3 N 線錯誤接線

圖4 N 線正確接線

9）剩余電流保護器保護范圍內的用電設備外露可導電部分應該接地。剩余電流保護器保護范圍內的用電設備外露可導電部分如果不接地，則接地故障電流需經人體形成回路，其值主要決定于人體和地面電阻，它可能在很大范圍內變化。而剩余電流動作保護器的額定動作電流可在很大范圍內選定。即便能可靠動作，人體不可避免地將遭受一次電擊，即使沒有生命危險，也非上策。在環境溫度高.人體內阻大等情況下，故障回路阻抗就大，接地故障電流就小。剩余電流保護器不能可靠而拒動。另外，如發生接地故障在人體觸及外露可導電部分前，對地故障電壓降持續存在，成為故障隱患。例如因對地放電產生電弧，電火花兒引起火災等。

10）即有三相不平衡負載又有單相負載應選用四極剩余電流斷路器。

在 TN-S TN-C-S 供配電系統中，如果即有三相負載又有單相負載，就必須安裝四極剩余電流保護器（具體應該安裝剩余電流斷路器）才能起到漏電保護作用。如果在此供配電系統中安裝三極四線剩余電流保護器，工作零線N 通過剩余電流保護器零序電流互感器，但是沒有通過剩余電流保護器的觸頭，而又有單相負載照明，當電動機一相繞組或通過剩余電流保護器輸出端任何一相任何處對電動機外殼漏電時，人觸及帶電設備的外殼時，雖然剩余電流斷路器動作，在0.1S 內將電源切斷，但是觸電人并沒有得到保護。原因是電動機瞬間斷電，鐵心中的剩磁在定子繞組中感應出感應電壓，使旋轉著的電動機作發電狀態運行，將部分剩余機械能變為電能反饋到低壓回路。反饋電流經事故點外殼---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器，PEN 線通過剩余電流保護器的主觸頭，在剩余電流保護器動作后，將上述回路切斷，電動機中的剩余殘壓就不會在人體中產生電流。所以用于即有三相不平衡負載又有單相負載電路應選用四極或兩極剩剩余電流保護器。正確安裝如圖5所示，錯誤安裝如圖6所示。

圖5 正確安裝(即有三相不平衡負載又有 單相負載應選用四極剩余電流斷路器)

圖6 錯誤安裝

11）在同一供配電系統中，需要做接地保護的設備都應安裝剩余電流保護器。

在同一供配電系統中，需要做接地保護的設備都應安裝剩余電流保護器。如果兩個需要接地保護的設備，其中有一個設備未安裝剩余電流保護器，那么當它發生接地故障時，若未帶安裝剩余電流保護器的保護器拒絕動作，此時，PE 線上就有故障電流流過。導致兩個設備均帶有故障電壓。此時安裝了安裝剩余電流保護器保護的設備的剩余電流保護器不會動作。導致安裝了安裝剩余電流保護器保護的設備雖然安裝了剩余電流保護器保護，但是其外殼仍然可能時間帶電。正確安裝是：在每一個出線回路均應安裝剩余電流保護器。錯誤安裝如圖7所示，正確安裝如圖8所示。

圖7 在同一供配電系統中，錯誤安裝

圖8 在同一供配電系統中，正確安裝

12）安裝剩余電流保護器注意避免傍邊有大電流通過。

5 剩余電流保護器常用的故障機排除

因操作人員錯誤安裝和使用不當等的原因，致使剩余電流保護器不能正常投運，會發生誤動或拒動。

誤動的主要原因及解決方法如下。

1）剩余電流保護器使用不當造成誤動

三極剩余電流保護器，用于三相四線電路中，由于零線中的正常工作電流不經過零序電流互感器，因而，只要一啟動單相負載剩余電流保護器就會動作。如圖9所示。

圖9 三極剩余電流保護器用于三相四線電路中會誤動作

解決方法：三相四線電路必須使用三相四線剩余電流保護器。

2）TN-C 系統中裝設剩余電流保護器會誤動作（合不上閘）

因為：①TN-C 供配電系統中的PEN 線重復接地線穿過剩余電流保護器零序電流互感器后，只能作N 線使用，不能兼作PE 保護使用。因為動力設備不可能與大地完全絕緣。若剩余電流保護器負載側的N 線仍兼作PE 保護線用，側照明線路的部分電流通過設備流入大地與供配電變壓器中性點構成回路，使剩余電流保護器誤動作跳閘；②PEN 線在正常工作時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器，構成了剩余電流通道，使剩余電流保護器誤動作跳閘；③因為剩余電流保護器輸出端的N 線與PE 線再合用會引起誤動作。保護地線PE 和重復接地E 只能接在剩余電流保護器的電源側（進線端），不能接在負載側，而且剩余電流保護器的上一級不應再安裝剩余電流保護器。如圖10（錯誤接線）和圖11（正確接線）所示。

圖10 錯誤接線

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

圖11 正確接線

3）剩余電流保護器的負載側零線接地，會使正常工作電流經接地點分流入地，造成剩余電流保護器誤動作。如圖2所示。

解決方法：將接地線接至剩余電流保護器電源側的零線上。

4）剩余電流和導線對地電容電流引起的誤動

剩余電流保護器負載側的導線緊貼地面鋪設且較長，就存在著較大的對地電容電流，有可能引起誤動。或負載側導線因絕緣下降，對地剩余電流（漏電流）較大，也有可能引起誤動。

解決方法：①選用剩余動作電流規格稍大的剩余電流保護器；②剩余電流保護器與需要保護的設備之間的鏈接線纜盡量不要太長。拒動主要原因及解決方法。

1）3N 極剩余電流保護器電源側只接入相線，未接零線而引起拒動。

解決方法：接上電源側的零線。

2）如果負載側的零線重復接地，當發生漏電故障時，剩余電流的一部分經零線接地點分流，結果使電流差位變小，此值小于額定剩余動作電流時，就會拒動。如圖2所示。

解決方法：去掉負載零線側的接地線。

3）安裝接線錯誤。家用剩余電流保護器采用閘刀開關在前漏電斷路器在后的接線方式時，剩余電流保護器的進線是閘刀開關的相線和中性線及兩個保險熔絲后進入的，如果剩余電流保護器前面的閘刀開關中中性線保險熔絲熔斷后，會使剩余電流保護器 “自身電路”失去工作電源，剩余電流保護器拒動。

解決方法：采用先剩余電流保護器后閘刀開關接線方式

4）使用環境.溫度不當

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

解決方法：將剩余電流保護器放入全封閉箱體里，減少環境與溫度對剩余電流保護器的影響。

6 剩余電流保護器維護

1）剩余電流保護器經安裝檢查無誤，并操作試驗按鈕檢查動作情況正常，方可投入使用。

2）運行中的剩余電流保護器發生動作后，應根據動作的原因排除了故障，方能進行合閘操作。嚴禁帶故障強行送電。

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

4）對運行中的剩余電流保護器應進行定期檢查，每月至少檢查一次，并作好檢查記錄。檢查內容包括外觀檢查、試驗裝置檢查，接線檢查，信號指示及按鈕位置檢查。

5）檢查剩余電流保護器時，應注意操作試驗按鈕的時間不能太長，次數不能太多，以免燒壞內部元件。

7 結論

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

[1] 國家標準GB50054-2011,低壓配電設計規范.

[2] GB 14048.2-2008,低壓開關設備和控制設備.第2 部分:斷路器[S].