剩余电流动作保护装置原理及其应用()

剩余电流动作保护装置的基本原理

剩余电流是指通过剩余电流动作保护装置主回路(零序互感器)的电流瞬时值的矢量和，以其有效值表示对于单相线路，剩余电流就是该相的对地漏电电流；对于三相线路，剩余电流就是各相电流瞬时值的矢量和，以其有效值表示。

剩余电流动作保护装置是在规定条件下，当被保护电路中剩余电流超过设定值时，能自动断开电路或发出报警信号的继电保护装置。

剩余电流动作保护装置采用自动切断电源的保护原理。在直接接触防护中作为防止电击危险的基本保护措施的附加保护；在间接接触防护中作为防止因接地故障使电气设备外露导电部分带有危险电压而引发电击危害或电气火灾危险的有限保护。

一、剩余电流动作保护装置的基本结构

剩余电流动作保护装置主要由四个基本环节组成，即信号检测、信号处理、执行机构和试验装置。

零序电流互感器是一个信号检测元件，用来检测一次线路中的剩余电流。一般采用空心式的环形互感器，安装时，把三相四线一次回路全部穿过零序电流互感器来检测一次回路中电流的矢量和。信号处理主要是电子电路，功能是对检测环节送来的信号进行放大、变换和比较等一系列处理后输出一个给执行机构通断的信号指令。

执行机构主要是一个脱扣器（交流接触器或断路器），功能是接受并执行通断指令，依靠可分离的触头来断开被保护的线路。

试验装置是一个用模拟发生剩余电流来简单的检测剩余电流动作保护装置是否有效的装置。（见图1－1）

进线

N L1 L2 L3

F

CT——零序电流互感器B——信号处理T——脱扣器F-试验装置

图1－1

二、剩余电流动作保护装置的工作原理

当三相电路中没有发生人身电击事故、设备漏电、接地故障或三相对地泄漏电流平衡时，通过剩余电流动作保护装置零序电流互感器电流的矢量和为零，即剩余电流值为零，剩余电流动作保护装置正常运行。

当三相电路中发生人身电击事故、设备漏电、接地故障或三相对地泄漏电流不平衡时，通过剩余电流动作保护装置的电流矢量和不为零，即剩余电流值不为零。检测环节就采集到该剩余电流信号；信号处理环节对检测环节送来的信号进行放大、变换、处理后，与设定的额定剩余电流动作值进行比较，并把比较结果形成通断指令；执行机构根据指令控制被保护线路中开关的脱扣器。剩余电流动作保护装置就动作跳闸，切断被保护线路的电源，达到保护目的。

三、剩余电流动作保护装置的分类

剩余电流动作保护装置按电气原理分，可分为二大类，一类是电子式；一类是电磁式。

电子式――零序电流互感器采集到的剩余电流信号要经过电子电路放大处理，需要用辅助电源。因此，也称“功能与电源电压有关的”剩余电流动作保护装置。

电磁式――零序电流互感器采集到的剩余电流信号经过比较，直接推动脱扣器。它采用的是灵敏度高的释放式脱扣器。也可称作“功能与电源电压无关的”剩余电流动作保护装置。

剩余电流动作保护装置按形式分，可分为三大类：

剩余电流继电器：它需要配接一个主开关，由继电器、主开关、零序互感器三部分组成，也可称作“分体式”。它对应的国家标准是GB6829-1995《剩余电流动作保护器的一般要求》和JB8756-1998《剩余电流动作保护继电器》

剩余电流动作断路器：它的主体是一个断路器，把信号检测、信号处理、执行机构和试验装置都安装在一个壳架内。也可称作“一体式”。

它有三极（380V）、四极(380/220V)，对应的国家标准是GB14048.2－2001《低压开关设备和控制设备低压断路器》和标准的附录B。

还有二极（230V）分二种；一种是普通的漏电断路器，对应的国家标准是GB16916.1-2003《家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）》；另一种是带过电流保护的漏电断路器，如DZ47型，对应的国家标准是GB16917.1-2003《家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）》。

移动式剩余电流动作保护装置：就是插头、插座。对应的国家标准是GB20044-2005《电气附件家用和类似用途的不带过电流保护的移动式剩余电流装置（PRCD）》。

四、剩余电流动作保护装置的技术参数

额定电流

指的是剩余电流动作保护装置主回路的正常运行时的最大电流，在剩余电流动作断路器上，它与过电流保护有关。在剩余电流继电器上，是配接的交流接触器的额定电流。

额定电压

额定电压分额定绝缘电压和额定工作电压。如果标注400V，一般指的是额定工作电压。

额定频率

额定剩余电流动作值

指的是制造厂对剩余电流动作保护装置规定的剩余电流动作值，达到该剩余电流值时，剩余电流动作保护装置必须动作跳闸。

额定剩余不动作电流值

分断时间

指的是从发生剩余电流动作值开始，到剩余电流动作保护装置主回路可分离触点完全分离，电弧熄灭为止的时间。

极限不驱动时间

当剩余电流大于额定剩余电流动作值时，不动作的最大时间。

额定剩余电流动作值和分断时间这两个参数是剩余电流动作保护装置最重要的技术参数，合并称作“动作特性”

分断时间分类

分断时间分为：一般型、选择型（S型）、延时型三种。

一般型――分断时间不大于0.3s的灵敏度较高；

选择型（S型）――分断时间不大于0.5s，只在剩余电流继电器（分体式）有。下一级保护装置动作了，选择型就不动作。下一级保护装置不动作了，选择型就动作。适合作总保或分支保。

延时型――在剩余电流动作断路器（一体式）上，分断时间大于0.3s和剩余电流继电器（分体式）分断时间大于0.5s的都属于延时型。它有最大分断时间和极限不驱动时间两个参数，极限不驱动时间一般是50％的分断时间。制造厂会在使用说明书中标明。

延时重合闸

指的是剩余电流动作跳闸后，到自动重合闸主回路闭合为止的时间。延时型不能有自动重合闸。短路、过电流动作跳闸后不能有自动重合闸。

动作特性分类

动作特性分成：A型和AC型

A型――能对交流、直流和脉动直流的剩余电流进行动作保护；

AC型――只能对交流的剩余电流进行动作保护。

额定辅助电源电压

功能与电源电压有关的电子式剩余电流动作保护装置本身需要用电的电压值。

额定短时耐受电流

指的是剩余电流动作保护装置主回路在规定的条件和短时间内能承受的电流以不至于使剩余电流动作保护装置受到不能使用的损坏。

输出触点额定容量

这是剩余电流继电器（分体式）有的参数，它标明了继电器能配接的负载（接触器电磁线圈）的大小。

保护器额定短路接通分断能力

主回路中不导致误动作的过流极限值

新型多功能保护装置除有上述技术参数外，针对不同的使用场所和需要还新增了以下功能：

1过压保护 2欠压保护 3缺相保护 4断零保护 5漏电报警 6剩余电流显示 7自动重合闸