剩余電流保護(hù)裝置RCD

剩余電流保護(hù)裝置，是用于保護(hù)人或者動(dòng)物不受電擊。RCD的原理是，流向負(fù)載的三相電流，和經(jīng)由中性線返回的電流，這兩個(gè)電流值不相等，而是存在一定的差值，即差動(dòng)電流，也即剩余電流。若差動(dòng)電流高于RCD的脫扣電流值，RCD裝置將脫扣，斷開(kāi)主電源。上述的差動(dòng)電流是流向大地的漏電流（通過(guò)絕緣或電容耦合）或故障電流（故障絕緣或局部短路）。

上述RCD保護(hù)裝置，只有在RCD安裝正確、規(guī)格匹配、切接地的那組值低于限值時(shí)才會(huì)有效。

圖RCD保護(hù)裝置示意圖

其中：

L1，L2，L3輸入端，連接供電網(wǎng)絡(luò)

L1’,L2’,L3’輸出端，連接負(fù)載

IΔ=IL1+ IL2+ IL3－IN

上述公式對(duì)任何類型的負(fù)載連接方式（單項(xiàng)，三相三線，三項(xiàng)四線，對(duì)稱負(fù)載，非對(duì)稱負(fù)載）都有效。

RCD裝置脫扣的條件為：

IΔ﹥IΔtrip

IΔ…….差動(dòng)電流，為故障電流及漏電流總和

IΔtrip……. RCD脫扣電流

依據(jù)動(dòng)作電流的波形不同，可分為三種類型的RCD保護(hù)器：

?AC型

對(duì)交流形式的差動(dòng)電流比較敏感，這種形式的RCD裝置使用較普遍，因?yàn)榇蠖鄶?shù)負(fù)載使用交流電

?A型

除了對(duì)交流電敏感外，其對(duì)全波及半波整流的電流波形也較敏感。這種形式的RCD裝置不經(jīng)常使用，因?yàn)橥ǔ２粫?huì)有這種形式的負(fù)載電流（例如，發(fā)動(dòng)機(jī)）

?B型

除了對(duì)交流電、半波及全波整流電較敏感外，還會(huì)對(duì)直流電敏感。這種形式的RCD也較少使用（例如，三相全波整流）

依據(jù)RCD保護(hù)裝置的脫扣時(shí)間形式，可分為2種形式RCD：

?標(biāo)準(zhǔn)型（瞬間脫扣）

?有選擇型（延遲脫扣）

為確保RCD裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，需對(duì)RCD的以下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：

?接觸電壓UC

?脫扣時(shí)間tΔ

?脫扣電流IΔ

?接地電阻RE

上述提到的所有參數(shù)，應(yīng)該在夏天、干燥的情況下測(cè)試，因?yàn)榇藭r(shí)接地電阻達(dá)到其*大值。否則，應(yīng)該定期對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，例如每個(gè)月，或者：

?每次跳閘/脫扣之后

?每次短路之后

?在較大的雷電天氣后

?在改變接地條件后（例如，在接地系統(tǒng)周圍挖洞，或者對(duì)接地系統(tǒng)周圍烘干）

1. 接觸電壓

什么是接觸電壓？

當(dāng)電氣裝置發(fā)生故障時(shí)，故障電流通過(guò)接地線流入大地，故障電流在接地電阻上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓降，成為故障電壓。當(dāng)人體接觸到故障設(shè)備時(shí)，

故障電壓的一部分可能會(huì)施加在人體上，如右圖所示，因此稱為接觸電壓。

*大接觸電壓U_L

通常為50V，在一些情況下，如農(nóng)村環(huán)境、院、計(jì)算機(jī)機(jī)房等，僅為25V

接觸電壓的測(cè)量

為安全起見(jiàn)，在將RCD裝置與任何電路連接前，應(yīng)該測(cè)量接地導(dǎo)體的連續(xù)性及絕緣電阻。測(cè)量時(shí)，測(cè)量電流通常為IΔn/3或IΔn/2，因?yàn)檫@樣才能保證在測(cè)量過(guò)程中RCD裝置不會(huì)脫扣（前提是RCD裝置的安裝正確，且負(fù)載無(wú)故障）。

Eurotest 61557提供了兩種測(cè)量接觸電壓的方式：

?無(wú)輔助測(cè)量接地樁

?使用輔助測(cè)量接地樁

a) 無(wú)接地樁

測(cè)量原理如下圖：

TT系統(tǒng)中接觸電壓測(cè)量原理

與測(cè)量設(shè)備的實(shí)際連接

測(cè)試儀器在負(fù)載端模擬了一個(gè)故障，產(chǎn)生一個(gè)由相線至PE線再到大地的故障電流。測(cè)試電流經(jīng)過(guò)的回路：從儀器到接地電極之間的保護(hù)導(dǎo)體，從接地電極電源變壓器之間的大地，電源變壓器二次側(cè)，從變壓器至測(cè)試儀之間的相線。可以假設(shè)待測(cè)設(shè)備的接地電阻，比回路中的其他所有電阻都要高，因此大多數(shù)的故障電壓集中在接地電阻上。接地電阻上的電壓可認(rèn)為是接觸電壓，相線端為參考點(diǎn)。

上述原理，給出了在TT系統(tǒng)中非常方便且結(jié)果非常*的一種測(cè)試方法，這種方法無(wú)需探頭。對(duì)于那些需要*測(cè)量接觸電壓，尤其是需要*計(jì)算接地電阻的時(shí)候，建議使用根本方法。

b) 使用輔助接地樁

測(cè)量原理如下所示：

與設(shè)備的實(shí)際連接

原理圖

注意：

?若接觸電壓高于允許的*大值，需要檢測(cè)其接地電阻

?若在測(cè)量接觸電壓過(guò)程中RCD脫扣，則說(shuō)明測(cè)試前已經(jīng)有較大的泄露電流或故障電流通過(guò)。因此應(yīng)該將負(fù)載斷開(kāi)，因?yàn)槠湓跍y(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生了故障電流。

2. 脫扣時(shí)間

什么是脫扣時(shí)間？

即RCD裝置在差動(dòng)電流（亦即剩余電流）的作用下，其脫扣器斷開(kāi)的時(shí)間

*大允許的脫扣時(shí)間

*在額定差動(dòng)電流IΔn≤30mA時(shí),測(cè)試電流應(yīng)使用0.25A,而不是5IΔn.

脫扣時(shí)間的測(cè)量

測(cè)試原理圖和接觸電壓的測(cè)試原理圖一樣,測(cè)試電流為0.5A,  IΔn, 2IΔn, 5IΔn.為確保安全,測(cè)試前應(yīng)該先測(cè)試接觸電壓.

若脫扣時(shí)間超出了允許的極限值,則應(yīng)該更換RCD裝置.

3. 脫扣電流

什么是脫扣電流

可造成RCD裝置脫扣的*小差動(dòng)電流IΔ

脫扣電流的允許范圍

IΔ=(0.5~1)×IΔ……AC型

IΔ=(0.35~1.4)×IΔ……A型

IΔ=(0.5~2)×IΔ……B型

脫扣電流的測(cè)量

測(cè)量電路圖和接觸電壓測(cè)量的原理圖一樣。測(cè)試儀器產(chǎn)生一個(gè)0.5IΔn的電流（或更低），并且不斷增加直至RCD裝置脫扣（或者達(dá)到1.1IΔn）

若脫扣電流不再要求范圍內(nèi)，則應(yīng)該檢查RCD裝置、其安裝電路以及所連接負(fù)載的狀況。若測(cè)試結(jié)果太低，則說(shuō)明可能已經(jīng)存在較高的泄露電流或故障電流。

下圖為測(cè)試AC型RCD裝置的測(cè)試電流波形：

不同的裝置產(chǎn)生的電流波形、步長(zhǎng)可能不同，但原理是一致的。

4. 接地電阻

見(jiàn)電氣裝置的測(cè)量原理及實(shí)踐(四)部分的內(nèi)容