淺談剩余電流動作保護裝置在低壓配電系統中的應用

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】不同的配電系統對應的接地型式也存在較大的區別，這些區別體現在不同的使用范圍，和具體表現優異性上。為了確保接地型式與剩余電流動作保護裝置（RCD）能夠順利完成工作任務，需要相關人員能夠對多種不同類型的裝置特點有全面的掌握，并能夠根據現場實際情況，來準確判斷應使用哪種類型的裝置。并且在相關規范制度的要求之下，正確完成相關裝置的安裝作業，保證剩余電流動作保護裝置，在不同的配電系統接地型式環境下都能夠順利工作，并保證處于正常的使用狀態。

【關鍵詞】低壓配電系統；接地型式；剩余電流動作保護裝置

0前言

根據之前的工作經驗，從業人員已經了解到，防護措施的終效果，實現程度與配電系統接地型式有很重要的聯系。在低壓配電系統中安裝剩余電流動作保護裝置即所說的漏電保護裝置，是防止直接和間接接觸導致觸電事故的有效措施之一，也是防止接地故障導致火災和電氣設備損壞事故的一種技術措施。低壓配電系統接地型式按照電力系統與大地間接地方式的不同，分為TN系統、TT系統和IT系統，它們對安裝RCD要求和接線方式都不同。在直接接觸電擊事故的防護中，剩余電流動作保護裝置只作為事故中基本防護措施的補充保護措施；間接觸電事故防護的主要措施是采用自動切斷電源的保護方式，安裝剩余電流動作保護裝置用于該類防護時應正確與電網系統接地型式相配合。

1TT系統

TT系統是電源中性點直接接地,引出中性線(N)，屬三相四線制系統。該系統大的特點在于設備外露導電部分的PE線以直接接地的狀態進行連接，并且連接時采取分別連接的方式，所以各部分之間的工作狀態互不干擾，同時和電源端接地點之間不存在關聯關系。由于所有接入系統的設備外殼都是通過獨立的PE線分別直接接地的,在過程中就不會出現電磁聯系,信息傳遞過程不會受到影響，所以該系統特別適合在精密儀器設備的環境中投入使用。杜絕了危險故障電壓沿PE線傳到其它未發生故障處。這種供電系統的特點如下:①當電氣設備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電)時,由于有接地保護,可以大大減少觸電的危險性。但是,低壓斷路器(自動開關)不一定能跳閘,造成漏電設備的外殼對地電

壓高于安全電壓,屬于危險電壓。②當漏電電流比較小時,即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要RCD作為防觸電的保護措施，其特點是設備外殼就近接地。接線方式如圖1。

2IT系統

該系統是電源中性點與大地間不直接連接，通過電阻接地；電氣設備的外露可導電部分通過保護接地線與接地極連接。該系統的設備或線路可以針對外露的可接觸不同電位的導電部分保護性安裝RCD。

3TN系統

該系統是電源中性點直接接地，電氣設備的外露可導電部分通過保護線與該接地點相連接。按照中性線（N）和保護線(PE)的組合方式區別，又可以分為三種主要類型，分別是TN-C系統，TN-S系統和TN-C-S系統。

3.1TN-C。TN-C系統的中性線和保護線為一體，為三相四線制,由于在使用過程中，三相負載分配不均衡，所以會導致在零線上存在不平衡的電流，電流存在會導致出現對地電壓，因此，保護線所連接的設備金屬外殼上，會附帶存在一部分的電壓。如果零線處于斷線狀態

，則可使保護接零漏電設備的外殼帶電；如果電源的相線接觸地面，設備外殼的電位就會隨之升高，此時在中性線上的危險電位就會進一步的蔓延。TN-C系統，干線使用RCD時，零線后面的所有重復接地，拆除，否則會導致漏電開關無法正常開合，而且在任何情況下都需要保證，工作零線不得處于斷線狀態，為了達成以上目的就需要使用過程中，中性線按規定重復接地。后基于TN-C的供電系統特征，只適合在三相負載基本平衡的狀態下使用，當三相負荷處于不平衡狀態或者只有單相用電時，PEN線的電位就會隨之升高，造成該區域的電壓要高于安全額度電壓，使得觸電風險增加。

在正常的工作狀態下，這種電壓只會維持在幾伏特或幾十伏之間，此時是遠遠低于安全電壓限額的，不會對系統的正常使用造成影響，安全風險也較低。但如果PEN出現了斷線或者短路故障，此時電壓會驟升突破安全電壓限額，由于系統內所有的PEN線互相之間處于連通狀態，所以，故障電壓會隨著PEN線向其他區域進行蔓延,會引起一系列電氣設備的連帶故障。而且由于系統是采用PEN線作為設備接地,由于上述安全隱患的存在，一旦出現安全事故。因此TN-C系統安裝RCD，應將設備可導電外殼獨立接地，形成局部的TT系統或者改造成TN-S、TN-C-S系統。

3.2TN-S系統。在該系統中，中性線與保護線之間是處于分開狀態的，整體呈現三相五線狀態，中性線與PE線只在變壓器中性點進行共同接地，其它區域全部為分開設置的，PE線連接的相關設備，所有的外殼構件，在處于正常工作狀態時都是不會出現帶電情況的。因此該系統也具備較好的使用安全性和系統穩定性。其內部在工作過程中，當系統處于正常工作狀態時，在保護線區域不會出現電流存在的情況，只有在零線部分存在少許的不平衡電流，此時PE線不存在電壓，而所有與PE線相連的設備構件都處于安全狀態下，此時零線只是作為單相用電荷載回路，不承擔更多的電流輸送任務。保護線在設備使用過程中，不允許出現斷線情況，為保證系統正常運行，其漏電開關經過專門設定，確保在一般情況下能夠對抗相應的干擾，減少出現誤判情況，造成系統斷電。為使系統使用時安全系數處于更好的狀態，在干線上需要使用漏電保護器，同時，所有的零線不能重復接地，由于PE線在工作狀態中存在重復接地的狀態，所以可以在其干線上安裝一定的漏電保護器，來減少干擾。由于在使用過程中具有較好的安全性和平穩性，所以該系統一般應用在民用建筑領域居多，在很多工業領域也涉及到相應系統或類似系統的應用。由于保護線和工作零線之間是屬于分開狀態，各自完成相應的工作任務，所以只要系統處于正常狀態，就不會通過負荷電流，只有在一些區域發生接地故障時，才有可能帶電位，因此在正常使用狀態下不會對保護線以及與其連接的其他設備產生不必要的電磁干擾，提高了系統的使用平穩性，并有助于延伸其他設備的使用壽命。

3.3TN-C-S系統。該系統整體呈三相四線制，進戶后采用三相四線加PE線，其工作特點為工作零線和保護線之間處于相互連接的狀態，由此會產生較大的不平衡電流，所以需要對電氣設備進行額外的接零保護，使其能夠免于零線電位的影響。如果保護線上沒有電流存在，該段導線就不會存在電壓，采用TN-C-S系統，可以有效降低電氣設備外殼對地的電壓，但是這種電壓只能處于降低和抑制狀態，卻不能徹di的被解除。其具體的大小則取決于負荷不平衡程度，以及線路自身的長度，當電壓荷載越不平衡且線路長度較長時，設備外殼的對地電壓偏離程度就會越發明顯。在系統中，RCD只允許使用在N線和PE線分開部分，其接線方式如圖2。

4安科瑞ASJ系列產品介紹

安科瑞ASJ系列剩余電流動作繼電器和多回路剩余電流監測儀可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統配電線路，用來對電氣線路進行接地故障保護，防止接地故障電流引起的設備損壞和電氣火災事故，也可用來對人身觸電危險提供間接接觸保護。

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器

ASJ60系列剩余電流監測儀

4.1功能介紹

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器具有以下功能：A型或者AC型剩余電流測量，剩余電流越限報警指示，額定剩余動作電流可設定，極限不驅動時間可設定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠程“測試"、“復位"功能；

ASJ60系列剩余電流監測儀具有以下功能：16路剩余電流監測，1路預警繼電器輸出，16路報警繼電器輸出，2路DI輸入，自動重合閘功能，遠程通訊功能，遠程分合閘功能。

4.2技術指標

ASJ10/20系列剩余電流動作繼電器技術指標

ASJ60系列剩余電流監測儀技術指標

4.3選用說明

剩余電流動作繼電器在應用時應注意低壓系統的接線型式。

其余接線型式需要改造成以上兩種型式使用，防止出線誤動作或者不動作的情況。剩余電流互感器的選擇應根據主回路的額定電流為參考選擇，

實際應如圖所示，互感器安裝在主回路或者支路上，通過測量剩余電流判斷是否驅動斷路器動作。

ASJ10/20剩余電流繼電器典型應用

ASJ60剩余電流監測儀典型應用

4.4注意事項

當采用剩余電流動作保護器（RCD）作為電擊防護附加防護措施時，應符合下列規定：

• 額定剩余電流動作值不應大于30mA；

• 額定電流不超過32A的下列回路應裝設剩余電流動作保護器（RCD）：

• 供一般人員使用的電源插座回路；

• 室內移動電氣設備；

• 人員可觸及的室外電氣設備。

• 剩余電流動作保護器（RCD）不應作為唯yi的保護措施；

• 采用剩余電流動作保護器（RCD）時應裝設保護接地導體（PE）。

因此，在實際運用中應正確掌握保護技術及配電系統的特點，避免出現在同一電源供電的電氣設備上，一部分設備采用保護接零，另一部分設備采用保護接地以及如RCD負荷側N線與其它回路共用、重復接地等錯誤，加強安全管理，真正提升安全用電水平。

參考文獻：

[1]鐘維花,李敬宗.配電網絡的接地型式及其保護在配電線路設計中的運用[J].電子測試,2015(12):218-219.

[2]GB/T13955-2017剩余電流動作保護裝置安裝和運行.

[3]林雄文.低壓配電系統接地型式與剩余電流動作保護裝置的應用.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.06版

作者簡介：任運業，男，安科瑞電氣股份有限公司。