剩余電流保護(hù)裝置 RCD 是運(yùn)用最多的一種電器元件。在規(guī)定條件下，當(dāng)被保護(hù)電路中剩余電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)電路或發(fā)出報(bào)警信號(hào)的繼電保護(hù)裝置。剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置采用自動(dòng)切斷電源的保護(hù)原理。在直接接觸防護(hù)中作為防止電擊危險(xiǎn)的基本保護(hù)措施的附加保護(hù)；在間接接觸防護(hù)中作為防止因接地故障使電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分帶有危險(xiǎn)電壓而引發(fā)電擊危害或電氣火災(zāi)危險(xiǎn)的有限保護(hù)。本文就來(lái)全面系統(tǒng)地講一講怎么選用它，以及應(yīng)該把它們放在配電系統(tǒng)中的哪些地方？給你實(shí)實(shí)在在的干貨。

? 01 RCD的分類(lèi)、應(yīng)用以及主要用途

1、RCD的主要用途

準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，RCD 的用途主要有兩大類(lèi)，又分為四種。兩大類(lèi)分別針對(duì)了人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，其中人身安全是針對(duì)直接接觸和間接接觸電擊來(lái)說(shuō)的，財(cái)產(chǎn)安全是針對(duì)建筑物電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞來(lái)說(shuō)的。

◆ 用于防止直接接觸和間接接觸電擊事故，它是基本保護(hù)和故障保護(hù)失效，或用電不慎時(shí)的附加防護(hù)。而其中用于防直接接觸電擊時(shí)，額定剩余電流動(dòng)作值不應(yīng)超過(guò) 30mA。

◆ 用于防止電氣線路或電氣設(shè)備接地故障引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故，此種情況下額定剩余電流動(dòng)作值不應(yīng)超過(guò) 300 mA。

▼ RCD 的主要用途

2、RCD 的應(yīng)用

▼ RCD 的應(yīng)用場(chǎng)合

3、RCD 產(chǎn)品的分類(lèi)

設(shè)計(jì)選型前，我們必須要搞清楚所有的 RCD 產(chǎn)品類(lèi)型，這里要用大篇幅詳細(xì)介紹，可按以下進(jìn)行分類(lèi)。

【1】按動(dòng)作方式分為：電磁式（ELM）和電子式（ELE）

1）用于電子信息設(shè)備、醫(yī)療電氣設(shè)備的 RCD 應(yīng)采用電磁式；

2）用于一般電氣設(shè)備或家用電器回路的 RCD 宜采用電磁式或電子式。

這里規(guī)范其實(shí)是有傾向性的，建議我們選用電磁式RCD，為什么？

▼ RCD的電磁式（ELM）和電子式（ELE）

解析：

◆ 電磁式 RCD 的動(dòng)作與電源電壓或外部輔助電源無(wú)關(guān)，內(nèi)部沒(méi)有電子放大部件，靠接地故障電流本身的能量使其分?jǐn)?。因?yàn)橐蠛苄〉哪芰烤湍茯?qū)動(dòng)，對(duì)檢測(cè)元件和脫扣機(jī)構(gòu)的靈敏性和穩(wěn)定性都提出了相當(dāng)高的要求，其內(nèi)部部件需采用價(jià)格高昂的高導(dǎo)磁材料（薄膜合金）制造，工藝復(fù)雜，且精密，所以電磁式 RCD 價(jià)格高。

◆ 電子式 RCD 動(dòng)作與電源電壓或外部輔助電源有關(guān)，鑒于檢測(cè)部件輸出的功率很小，而漏電脫扣器卻又希望有較大的能量輸入，為解決此問(wèn)題故增加了電子放大部件，其名也由此而來(lái)。由于放大部件的作用，脫扣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式就簡(jiǎn)便化了，互感器和磁導(dǎo)體材料采用普通磁性材料即可，所以電子式 RCD 價(jià)格相對(duì)較低。

◆ 既然電子式 RCD 需借用外部輔助電源（往往由所在回路處的故障殘壓提供），且其內(nèi)部增加了電子集成放大部件，也就降低了它的可靠性。比如輔助電源因故失壓、故障殘壓過(guò)低能量不足、抗干擾能力弱等，都將會(huì)導(dǎo)致 RCD 誤動(dòng)或拒動(dòng)。

◆ 正因?yàn)殡姶攀?RCD 價(jià)格貴，規(guī)范才僅要求其“應(yīng)”被用于電子信息設(shè)備、醫(yī)療電氣設(shè)備的保護(hù)，而只建議“宜”用于其它設(shè)備線路的保護(hù)。不過(guò)歐美國(guó)家往往電磁式 RCD 用的多，而國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品樣本中卻較少發(fā)現(xiàn)有電磁式，或者電磁式可選用的規(guī)格種類(lèi)并不多。

【2】按極數(shù)分類(lèi)，最為常見(jiàn)的有：

• 單極兩線（1P+N）

• 二極（2P）

• 三極（3P）

• 四極（4P）

▲ RCD 接線圖

以上接線圖中，爭(zhēng)議最大的是 1P+N、3P+N 的 RCD，對(duì)于此我們可以從規(guī)范中找到依據(jù)。

1）《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011 第 3.1.11 條：當(dāng) RCD 處在 TN-S 系統(tǒng)中，除中性導(dǎo)體為可靠的地電位時(shí)可不斷開(kāi)外，應(yīng)能斷開(kāi)所保護(hù)回路的所有帶電導(dǎo)體。

2）《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-2011 第 6.4.3 條：為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的剩余電流監(jiān)測(cè)或保護(hù)電器，其動(dòng)作電流不應(yīng)大于300mA；當(dāng)動(dòng)作于切斷電源時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)回路的所有帶電導(dǎo)體。

解析：

1）TN 系統(tǒng)中，RCD 需不需要切除 N 線？

規(guī)范是傾向于在 RCD 動(dòng)作時(shí)應(yīng)將中性導(dǎo)體一并切斷，其中《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》指出在確保 TN-S 系統(tǒng)的中性線為可靠地電位時(shí)，即在確保是等電位的情況下，才可以不切斷 N 線。

所以，我們可以看到適用于家用場(chǎng)合的 RCD（1P+N） 產(chǎn)品中，有不切斷 N 線的。

但建筑物內(nèi)的等電位聯(lián)結(jié)究竟在施工中有沒(méi)有嚴(yán)格落實(shí)，還是有待確認(rèn)的問(wèn)題，所以工程設(shè)計(jì)中，還應(yīng)建議采用能切除所有帶電導(dǎo)體的 RCD。

設(shè)計(jì)師們，如果圖紙中有用到1P+N 的 RCD，需注意單線系統(tǒng)圖是無(wú)法明確 N 線是否斷開(kāi)的，這時(shí)還需要增加相關(guān)設(shè)計(jì)說(shuō)明以作為圖紙的補(bǔ)充。

2）當(dāng) RCD 用于防電氣火災(zāi)時(shí)，應(yīng)切斷中性線。為什么？

若電源線路上出現(xiàn)接地故障使中性線帶故障電壓，如中性線絕緣損壞對(duì)地可能會(huì)有電弧火光，用于防火的 RCD 雖然動(dòng)作，但未能切斷中性線傳導(dǎo)故障電壓的途經(jīng)，起火危險(xiǎn)仍不能消除，所以此時(shí) RCD 必須切除 N 線。

3）TT 系統(tǒng)中，RCD 必須切斷中性線。

【3】在剩余電流含有直流分量時(shí)，根據(jù)動(dòng)作特性應(yīng)分為：AC型、A型、B型

◆ AC型 —— 對(duì)交流剩余電流能正確動(dòng)作。使用在沒(méi)有或很少電子設(shè)備的場(chǎng)所。

◆ A型 —— 對(duì)交流和脈動(dòng)直流剩余電流（可允許疊加有 ≤ 6mA 的平滑直流電流）均能正確動(dòng)作。使用在電子設(shè)備較多的電路中，如家用電器、辦公電器、計(jì)算機(jī)等場(chǎng)所，一般由一個(gè) RCD 保護(hù)的回路中計(jì)算機(jī)不應(yīng)超過(guò) 5 臺(tái)，也是出于這個(gè)方面的考慮。

◆ B型 —— 對(duì)交流、脈動(dòng)直流和平滑直流剩余電流均能正確動(dòng)作。如變頻器、整流器、逆變器、UPS、特殊醫(yī)療設(shè)備（X射線機(jī)、CT、核磁共振）等。

▲ AC、A型 RCD 的符號(hào)

對(duì)于 RCD 動(dòng)作特性的要求，《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》GB13955-2017 第 5.8 條中也有上述類(lèi)似要求。

? 02 RCD在配電線路中的應(yīng)用

【1】RCD 在TN、TT系統(tǒng)中的接線方式

RCD可以被運(yùn)用在TN、TT系統(tǒng)中，但應(yīng)注意嚴(yán)禁將 PE 或 PEN 線穿過(guò) RCD 內(nèi)電流互感器的磁回路中，否則 RCD 會(huì)拒動(dòng)。

TN系統(tǒng)中，被 RCD 保護(hù)的線路和設(shè)備的接地型式也可處理成局部 TT 系統(tǒng)，即把被保護(hù)設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接至專(zhuān)用的接地極上，而不再與系統(tǒng)的PE線相連。此種接線方式常用于自建筑物內(nèi)向室外無(wú)等電位的電氣設(shè)備配電的線路保護(hù)中，可見(jiàn)下圖。

▲ TN、TT系統(tǒng)中 RCD 的接線方式

【2】RCD 應(yīng)分級(jí)保護(hù)

配電系統(tǒng)中，為了縮小事故停電范圍，往往要求上下級(jí)保護(hù)應(yīng)具有選擇性動(dòng)作，即下級(jí)先動(dòng)作，上級(jí)后動(dòng)作。在 RCD 的選用時(shí)，也應(yīng)注意采用分級(jí)保護(hù)。

▲ RCD 的選擇性配合

根據(jù)用電負(fù)荷性質(zhì)和線路具體情況，RCD 的分級(jí)保護(hù)方式有：總保護(hù)、中級(jí)保護(hù)、末端保護(hù)三級(jí)。總保護(hù)設(shè)置在總電源端；中級(jí)保護(hù)設(shè)置在分支線首端；末端保護(hù)則用于直接對(duì)末端用電設(shè)備的設(shè)置。

一般可采用二級(jí)或三級(jí)方案，中小型建筑宜為二級(jí)，大型的宜為三級(jí)。末級(jí)主要用于防電擊，應(yīng)瞬時(shí)切斷電源；最上一級(jí)（及中間一級(jí)）主要用于防接地電弧火災(zāi)，可作用于延時(shí)切斷電源或動(dòng)作于報(bào)警（RCM），它可用分離式的電流互感器及繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

但規(guī)范要求，各級(jí)RCD的動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間應(yīng)協(xié)調(diào)配合好，上下級(jí)RCD動(dòng)作電流比值應(yīng)不低于3:1，上下級(jí)動(dòng)作時(shí)間差應(yīng)不低于0.1s，且時(shí)間差應(yīng)盡量小。可參考下圖設(shè)置。

▲ 多級(jí) RCD 分級(jí)保護(hù)配合方案

【3】分享幾個(gè)分級(jí)保護(hù)示例

1）下圖所示的分級(jí)保護(hù)模式適用于農(nóng)村電網(wǎng)中、小型配電變壓器（160 kVA以下）供電的架空配電網(wǎng)，其主要負(fù)荷為農(nóng)副業(yè)加工及居民生活用電，可采用設(shè)電源為第一級(jí)保護(hù)的三級(jí)保護(hù)方式。

▲ 分級(jí)保護(hù)示例 1

2）下圖所示的分級(jí)保護(hù)模式適用于農(nóng)村中型配電變壓器（160 kVA以上）供電的配電網(wǎng)，其主要負(fù)荷為農(nóng)業(yè)機(jī)械、排灌、小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)及居民生活用電，可在各條配電出線設(shè)第一級(jí)保護(hù)的分級(jí)保護(hù)方式。

▲ 分級(jí)保護(hù)示例 2

3）下圖所示的分級(jí)保護(hù)模式適用于用電密度大、負(fù)荷類(lèi)型相對(duì)比較復(fù)雜的城鎮(zhèn)配電網(wǎng)，在用電單位內(nèi)采用的分級(jí)保護(hù)方式。

▲ 分級(jí)保護(hù)示例 3

從上面三個(gè)示例來(lái)看，RCD 的分級(jí)保護(hù)必須先確保末端保護(hù)，以此為基礎(chǔ)，再在其上級(jí)根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷性質(zhì)的具體情況確定總保護(hù)和中間級(jí)保護(hù)的保護(hù)范圍，也因此 RCD 前面兩級(jí)的設(shè)置相對(duì)靈活些。