剩余電流動作保護器(Residual Current Device,簡稱RCD),俗稱漏電保護器,起到防接地故障引起電擊和火災事故,除斷電將會引起不良后果的設備和線路作用于信號外,其它情況下應切斷電源。RCD中的電流互感器包繞相線和中性線,但是不能包繞PE線,其整定值是按照躲開正常情況下被保護回路的正常對地泄露電流。
末端插座回路會接手握式、移動式設備,發(fā)生接地故障時極易發(fā)生人身電擊事故。為保證人身安全,在TN和TT系統(tǒng)內,末端插座回路上都應裝設第一級RCD。一般采用額度動作為30mA,動作時間不大于0.04s普通型RCD。同時,在末端固定式設備的過電流保護如果不能滿足在5s內切斷接地故障時也應裝設RCD。第二級RCD安裝在建筑物電源總進線上,它應帶短延時,以保證與第一級RCD之間的選擇性,其動作電流可以通過計算正常情況下的泄流電流來確定,一般可以選擇500mA甚至1A,動作時間不宜大于0.15s,此處的RCD主要用于防接地故障引起的電弧火災,同時也作插座回路RCD的后備保護。
實現(xiàn)RCD的防接地故障引起電擊和火災事故,RCD的安裝接線必須正確,否則將誤動或拒動。下面介紹分析3種RCD由于接線錯誤導致RCD誤動或者拒動的例子。
(1)PEN線穿過RCD導致RCD拒動。
在TN-C系統(tǒng)中,N線和PE線合并成了一根PEN線,如果PEN線和相線都穿過RCD,如下圖所示。當發(fā)生接地故障時,相線和PEN線的故障電流在電流互感器中感應的電磁場互相抵消,RCD檢測不到故障電流而不動作,從而造成了RCD拒動,容易發(fā)生電擊事故。
為了解決上述問題,在RCD前將PEN線分為PE線和N線,將N線和相線穿入RCD中,PE線直接連接到外露可導電的設備外殼上,此時將TN-C系統(tǒng)改造成了局部的TN-C-S系統(tǒng),如下圖所示。當發(fā)生接地故障時,故障電流由相線、電氣裝置、PE線回到電源,不經過N線。此時由于相線和N線在電流互感器中感應的電磁場不能互相抵消,RCD檢測到故障電流從而動作。
(2)中性線和PE線接錯導致RCD誤動。
為避免回路導體被接錯引起事故,我國規(guī)定PE線用黃綠相間標志,中性線采用淺藍色標志。有時施工單位為了圖方便,把中性線和PE線用同一顏色的電線,這樣有時會造成中性線和PE線接錯,如下圖所示為中性線和PE線接錯在。正常情況下電流通過相線、電氣裝置、PE線、PEN線返回到電源,N線沒有通過電流,導致相線和N線在電流互感器中感應的電磁場不能互相抵消,RCD檢測到故障電流從而誤動作。
(3)中性線被重復接地導致RCD誤動。
規(guī)范中為避免產生有害的雜散電流,在一個建筑物內中性線只能在一點與PE線相連接而接地。由于受過去蘇聯(lián)規(guī)范中“零線應重復接地”這一規(guī)定的影響,在配電箱處常將中性線重復接地。如下圖所示,TN—C—S系統(tǒng)的PEN線在進線處分為PE線和中性線,PE線可以重復接地,而中性線則不得再接地。但為了滿足“零線應重復接地”這一要求,在分配電箱中中性線母排和PE線母排常被跨接而使中性線錯誤地重復接地。正常情況下PE線中通過的泄流電流應該是mA級別,如果中性線被重復接地,本來應該通過中性線的部分電流將通過PE線返回電源,它就是所謂的雜散電流。這種雜散電流能引發(fā)電氣火災等災害,但同時也能使RCD誤動作。