引言
八十年代以前,我国仍沿用前苏联模式一以零序保护作为接地故障保护。这种方式所检测的电流为零序电流,其可以用于包括TN-C系统在内的所有系统,但保护整定值必须大于N线和PEN线中流过的三相不平衡电流、谐波电流以及正常泄漏电流之和,其值约数十至数百安。这么大的整定值只能保护线路绝缘,而不能有效地防人身电击或接地电弧引起的电气火灾。八十年代后,采用了漏电保护器(以下简称RCD),它所检测的是剩余电流,即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和(其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流),此电流即为正常的泄漏电流和故障时的接地故障电流。为此,RCD的整定值,即其额定动作电流In,只需躲开正常泄漏电流值即可,此值以毫安计,所以RCD能十分灵敏地切断保护回路的接地故障,还可用作防直接接触电击的后备保护。这在我国多年对RCD的实际使用中已得到了证明。然而,在对RCD的进一步使用中,应注意到它所存在的不足之处。
1 RCD作用的局限性
1.1RCD不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故
RCD对接地故障电流有很高的灵敏度,能在数十毫秒的时间内切断以毫安计的故障电流,即使接触电压高达220V,高灵敏度的RCD也能快速切断使人免遭电击的危险,这是众所周知的。但RCD只能对其保护范围内的接地故障起作用,而不能防止从别处传导来的故障电压引起的电击事故。
中乙户安装了RCD,而相邻的甲户却是安装了熔断器(RD)来作为保护,在使用的过程中,若甲户随意将熔丝截面加大,并且使用电器不经心而导致电气设备绝缘损坏,由于故障电流不能使熔丝及时熔断而切断故障,此时故障电压通过PE线传导至乙户的用电设备上,由于RCD不动作,致使乙户存在了引起电击事故的不安全隐患。这种例子在当前的城市用电设计规范的前提下是不存在的。然而,在我国的乡镇,尤其是农村,笔者在调查中看到,因经济条件相差较大,加之用电设计不规范,此种现象则普遍存在,应当引起我们的高度重视。
1.2有些场所和设备是不宜装设RCD
在某些供给数据处理设备的线路,其电源线路上常装的抗干扰的大容量滤电容器。电容器的一端是通过设备外壳和PE线接地的,其对地电容电流为: 按上两式计算,当C大于0.22µF时,正常工作的电容电流将超过15同mA,额定动作电流In为30mA的RCD可能误动,因其额定不动作电流Ino=(1/2)In=15mA。实际上电容器的初始充电电流远大于此,即若安装RCD为使它不误动,滤波电容的容量必须远小于0.22µF,这显然是不现实的,因此数据处理设备的防电击不能采用RCD。国际电工委员会在IEC364-4-707中为数据处理设备的电气安全制订了专门的标准。
1.3有些场所是不允许装设RCD
如医院的胸腔手术台,是不允许装设RCD的。因为新型的手术台是一种用电的医疗电气设备,其正常泄愤电流只允许为0.01mA,发生接地故障时泄漏电流仅允许为0.05mA,而RCD的灵敏度远不能满足这一要求,相反,它可能发生的误动却能引起供电中断而发生医疗事故。还有一些用电设备及场所不宜装设RCD,在这里就不再一一叙述了。
2 RCD的选用和安装
2.1RCD的选用
虽RCD的作用具有一定的局限性,但它的功能优势却不能抹杀。为了防止接地故障引起电击和火灾事故,除断电将引起更严重后果的设备和线路外,全部电器装置都应按要求置于接地故障保护之下。末端插座回路不可避免地要接用一些移动式、手握式电气设备,这些最易发生接地故障,发生电击的危险也最大,为保证用电安全,不论那种接地系统,末端插座回路上都应装设RCD,并且它应为高灵敏度的普通型RCD,其额定动作电流In不大于30mA,.5倍In电流时的动用时间不大于0.04s。它既能防止电击(包括直接接触电击),也能防止电弧性接地故障火灾。对固定式设备的过流保护若不能满足在5s内切断接地故障的要求也应装设此种RCD。而当建筑物电源总进线上的过流保护若不能在5s内切断接地故障时,应装设带少许延时的S(选择)型RCD,以保证与下级RCD的选择性,其In宜为100~500mA;且5倍In电流时的动作时间不大于0.15s。此S型RCD用以保护全部电气装置,但主要用于防接地故障引起的火灾,同时也作为插座回路RCD的后备。
2.2RCD的安装
为某一住宅楼,每户配电箱的插座回路装一普通型的RCD,用于防火的S型RCD只在全楼电源总进线上安装。对大型电气装置可再加一级RCD,其In值和切断时间可以视具体情况确定。
对TT系统因接地故障电流小,必须装设RCD来防止接地故障引起的电气事故。IEC标准规定TT系统电气装置若只装一个RCD,则此RCD必须装设在电源总进线上,以确保整个电气装置都在其保护之下。而对TN系统电气装置电源总进线上的过流保护电器若能在5s内切断装置内发生的接地故障,可不在电源总进线上装设RCD。
3 结论
RCD以其高灵敏的动作性能,能作为直接接触电击保护的后备措施。例如当人体不慎触及破损的灯头或插头的带220V的相线端子时,它也能迅速切断电源,使人免遭电击的危险。但这只是在绝缘外壳破损时的后备措施而不是正规的保护措施,不能由此误认为安装RCD后电气设备可以不接地,也可不作总等电位联结。综上所述可知,RCD尚非尽善尽美,它可能因为种种原因而拒动,和其他保护电器一样,并不完全可靠,如果作了接地,尤其是
作了等电位联结,其作用在于降低接触电压,则可使受电击的人往往免于致死。另外,如果绝缘损坏,使电气设备金属外壳带电压,设备接地可以为故障电流提供通路,RCD可在人体接触带电外壳前切断故障,从而使人体免遭一次电击危险,可见,不作接地和等电位联结是很危险的,两者应结合应用,相辅相成,从而获得最好的保护效果。