剩余电流保护原理

电气火灾漏电检查调试注意事项

一．漏电流保护原理.

1.低压常用的配电系统接地方式

1)TN系统

定义：电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。

TN系统常用的有TN-C、TN-C-S、TN-S三种方式。

a.TN-C. TN-C方式为整个系统的中性线与保护线是合一，中性线和保护是同

一根线。如下图

TN-C系统特点：保护线和中性线在整个系统中间合并成一根导线。

(1)它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，

当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可

采用过电流保护器切断电源。TN-C系统一般采用零序电流保护

(2)TN-C系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则PEN

中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入PEN，从而中

性线Ｎ带电，且极有可能高于５０Ｖ，它不但使设备机壳带电，对人身造成

不安全，而且还无法取得稳定的基准电位

(3)TN-C系统应将ＰＥＮ线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳

接触时，可以有效地降低零线对地电压。

TN-C系统存在缺陷：

（1）当三相负载不平衡时，在零线上出现不平衡电流，零线对地呈现电压。

当三相负载严重不平衡时，触及零线可能导致触电事故。

（2）通过漏电保护开关的零线，只能作为工作零线，不能作为电气设备的保护零线，这是由于漏电开关的工作原理所决定的。

（3）对接有二极漏电保护开关的单相用电设备，如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线，严禁与该电路的工作零线相连接，也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上，但在使用中极易发生误接

（4）重复接地装置的连接线，严禁与通过漏电开关的工作零线相连接。b.TN-S.TN-S方式为整个系统的中性线路与保护线是分开的，如下图。

TN-S系统特点：

（1）当电气设备相线碰壳，直接短路，可采用过电流保护器切断电源

当Ｎ线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，PE

线也无电位

（2）TN-S系统PE线首末端应做重复接地，以减少PE线断线造成的危险

TN-S系统注意的问题：

（3）保护零线绝对不允许断开

（4）同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零

c.TN-C-S.TN-C-S系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的，如下图。

TN-C-S系统：有部分中线和保护线是合一的，但一旦在重复接地处分开后不允许合并；即以此重复接地点为界：之前为TN-C系统，之后为TN-S系统。TN-S 系统PE干线在进入一个具有独立接地网的建筑物前可重复接地；其他不宜多点

接地，以免多个接地回路并联且有杂散电流流经时可能产生磁场干扰。TN-S 系

统的N截面不应小于相线截面，且N线既不应单独断开更不应重复接地。

2.漏电流检测原理。

根据基尔霍夫电流定律，流过同一截面的电流代数和为零。我们理解为剩余电流

为零，所以在正常情况下剩余电流互感器的检测值为零。

当电气设备发生漏电时，出现两种异常现象：三相电流的平衡遭到破坏，出现零序电流；正常时不带电的金属外壳出现对地电压（正常时，金属外壳与大地均为零电位）。

漏电流互感器的作用：漏电保护器通过电流互感器检测取得异常讯号，经过中间机构转换传递，使执行机构动作，通过开关装置断开电源。电流互感器的结构与变压器类似，是由两个互相绝缘绕在同一铁心上的线圈组成。当一次线圈有剩余电流时，二次线圈就会感应出电压。

在正常情况下，电路中没有人身电击、设备漏电或接地故障时，电路电流通过互感器一次侧的电流矢量和等于零，即：IL1+IL2+IL3+IN=0

电流IL1、IL2、IL3和IN在电流互感器中的产生磁通的矢量和等于零，即：FL1+FL2+FL3+FN=0这样在电流互感器的二次线圈中没有感应电压输出，因此漏电流保护装置保持正常供电；

当电路中发生人身电击、设备漏电、故障接地时，通过设备接地电阻RA有一个接地电流IN流过，则通过互感器的电流矢量和不等于零，即：IL1+IL2+IL3+IN≠0，漏电流互感器中产生磁通矢量和不等于零，即：FL1+FL2+FL3+FN≠0，互感器二次回路中有一个感应电压输出，此电压直接或通过电子信号放大器施加在脱扣线圈上，产生一个工作电流。二次回路的二次电压随着故障电流的增大而增大，当接地故障电流达到额定值时，脱扣线圈中的电流足以推动脱扣机构动作，使主开关断开电路，或使报警装置发出报警信号。

3.剩余电流保护和零线电流保护的区别

零序电流保护具体应用可以在三相线路上各装一个CT（通过计算得到零序电流），或让三相导线一起穿过一个零序CT，或在中性线上安装一个零序CT，利用这些CT来检测三相的电流矢量和，即零序电流Io，Ia+Ib+Ic=Io，当线路上接的三相负荷完全平衡时（无接地故障，且不考虑线路、电器设备的漏电流），Io=0，当线路上所接的三相负荷不平衡时，则Io=IN，此时的电流为不平衡电流IN；当某相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流Id，此时检测到的零序电流Io=IN+Id，是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。

剩余电流保护的具体做法是在被测的三相线路上与中性线N上各装设一个CT，或则让三相导线与N线一起穿过CT，得到三相导线与中性线N的电流矢量和Ia+Ib+Ic+In，当没有发生单相接地故障时，无论三相负荷平衡与否，此矢量和为

零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生人体触电、设备漏电、或则

单相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属体形成回路，即

Ia+Ib+Ic+In≠0，此时数值为接地故障电流Id加正常泄露电流。

二．漏电检测步骤

1.检查PE线是否穿过剩余电流互感器。

一般现场为TN-S和TN-C-S方式，无论什么方式PE线都不能穿过剩余电流互感器。