a型剩余电流保护器（剩余电流保护器）

前面一篇文章《低压配电的TN、TT、IT，接地故障保护都怎么做？这里有最全归类！》提到了各系统不同的接地故障保护方式，其中剩余电流保护装置 RCD 是运用最多的一种电器元件。本文就来全面系统的说一说怎么选用它，以及应该把它们放在配电系统中的哪些地方？给你实实在在的干货。

RCD 的主要用途

准确来说，RCD 的用途主要有两大类，又分为四种。两大类分别针对了人身安全和财产安全，其中人身安全是针对直接接触和间接接触电击来说的，财产安全是针对建筑物电气火灾和电气设备损坏来说的。

• 用于防止直接接触和间接接触电击事故，它是基本保护和故障保护失效，或用电不慎时的附加防护。而其中用于防直接接触电击时，额定剩余电流动作值不应超过 30mA。
• 用于防止电气线路或电气设备接地故障引起电气火灾和电气设备损坏事故，此种情况下额定剩余电流动作值不应超过 300 mA。

RCD 的主要用途

RCD 的应用

RCD 的应用场合

RCD 产品的分类

设计选型前，我们必须要搞清楚所有的 RCD 产品类型，这里要用大篇幅详细介绍，可按以下进行分类。

【1】按动作方式分为：电磁式（ELM）和电子式（ELE）

对于RCD的这两种形式，大家设计选型时有没有关注过呢？其实，在《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第 7.7.10 条中就有要求：

1）用于电子信息设备、医疗电气设备的 RCD 应采用电磁式；

2）用于一般电气设备或家用电器回路的 RCD 宜采用电磁式或电子式。

这里规范其实是有倾向性的，建议我们选用电磁式RCD，为什么？

RCD的电磁式（ELM）和电子式（ELE）

解析：

• 电磁式 RCD 的动作与电源电压或外部辅助电源无关，内部没有电子放大部件，靠接地故障电流本身的能量使其分断。因为要求很小的能量就能驱动，对检测元件和脱扣机构的灵敏性和稳定性都提出了相当高的要求，其内部部件需采用价格高昂的高导磁材料（薄膜合金）制造，工艺复杂，且精密，所以电磁式 RCD 价格高。
• 电子式 RCD 动作与电源电压或外部辅助电源有关，鉴于检测部件输出的功率很小，而漏电脱扣器却又希望有较大的能量输入，为解决此问题故增加了电子放大部件，其名也由此而来。由于放大部件的作用，脱扣机构的设计形式就简便化了，互感器和磁导体材料采用普通磁性材料即可，所以电子式 RCD 价格相对较低。
• 既然电子式 RCD 需借用外部辅助电源（往往由所在回路处的故障残压提供），且其内部增加了电子集成放大部件，也就降低了它的可靠性。比如辅助电源因故失压、故障残压过低能量不足、抗干扰能力弱等，都将会导致 RCD 误动或拒动。
• 正因为电磁式 RCD 价格贵，规范才仅要求其“应”被用于电子信息设备、医疗电气设备的保护，而只建议“宜”用于其它设备线路的保护。不过欧美国家往往电磁式 RCD 用的多，而国内相关产品样本中却较少发现有电磁式，或者电磁式可选用的规格种类并不多。

【2】按极数分类，最为常见的有：

• 单极两线（1P N）
• 二极（2P）
• 三极（3P）
• 四极（4P）

RCD 接线图

以上接线图中，争议最大的是 1P N、3P N 的 RCD，对于此我们可以从规范中找到依据。

1）《低压配电设计规范》GB50054-2011 第 3.1.11 条：当 RCD 处在 TN-S 系统中，除中性导体为可靠的地电位时可不断开外，应能断开所保护回路的所有带电导体。

2）《低压配电设计规范》GB50054-2011 第 6.4.3 条：为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的剩余电流监测或保护电器，其动作电流不应大于300mA；当动作于切断电源时，应断开回路的所有带电导体。

3）《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 第 7.7.10 条：当装设剩余电流动作保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导体断开。

解析：

1）TN 系统中，RCD 需不需要切除 N 线？

规范是倾向于在 RCD 动作时应将中性导体一并切断，其中《低压配电设计规范》指出在确保 TN-S 系统的中性线为可靠地电位时，即在确保是等电位的情况下，才可以不切断 N 线。

所以，我们可以看到适用于家用场合的 RCD（1P N） 产品中，有不切断 N 线的。

但建筑物内的等电位联结究竟在施工中有没有严格落实，还是有待确认的问题，所以工程设计中，还应建议采用能切除所有带电导体的 RCD。

设计师们，如果图纸中有用到1P N 的 RCD，需注意单线系统图是无法明确 N 线是否断开的，这时还需要增加相关设计说明以作为图纸的补充。

2）当 RCD 用于防电气火灾时，应切断中性线。为什么？

若电源线路上出现接地故障使中性线带故障电压，如中性线绝缘损坏对地可能会有电弧火光，用于防火的 RCD 虽然动作，但未能切断中性线传导故障电压的途经，起火危险仍不能消除，所以此时 RCD 必须切除 N 线。

3）TT 系统中，RCD 必须切断中性线。

对于这个问题，我在之前的文章和微头条中已做交代，此处就不再说了，感兴趣的朋友可以看看《关于低压系统的TN、TT、IT，看过来！这里有不一样的说法！》，或者点击关注我，【电气研习设】每天有【电气专业必看】系列分享，也欢迎大家积极讨论，我们共同学习。

【3】在剩余电流含有直流分量时，根据动作特性应分为：AC型、A型、B型

• AC型 —— 对交流剩余电流能正确动作。使用在没有或很少电子设备的场所。
• A型 —— 对交流和脉动直流剩余电流（可允许叠加有 ≤ 6mA 的平滑直流电流）均能正确动作。使用在电子设备较多的电路中，如家用电器、办公电器、计算机等场所，一般由一个 RCD 保护的回路中计算机不应超过 5 台，也是出于这个方面的考虑。
• B型 —— 对交流、脉动直流和平滑直流剩余电流均能正确动作。如变频器、整流器、逆变器、UPS、特殊医疗设备（X射线机、CT、核磁共振）等。

AC、A型 RCD 的符号

对于 RCD 动作特性的要求，《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2017 第 5.8 条中也有上述类似要求。

RCD 在配电线路中如何被正确运用？

【1】RCD 在TN、TT系统中的接线方式

RCD可以被运用在TN、TT系统中，但应注意严禁将 PE 或 PEN 线穿过 RCD 内电流互感器的磁回路中，否则 RCD 会拒动。

TN系统中，被 RCD 保护的线路和设备的接地型式也可处理成局部 TT 系统，即把被保护设备的外露可导电部分接至专用的接地极上，而不再与系统的PE线相连。此种接线方式常用于自建筑物内向室外无等电位的电气设备配电的线路保护中，可见下图。

TN、TT系统中 RCD 的接线方式

【2】RCD 应分级保护

配电系统中，为了缩小事故停电范围，往往要求上下级保护应具有选择性动作，即下级先动作，上级后动作。在 RCD 的选用时，也应注意采用分级保护。

RCD 的选择性配合

根据用电负荷性质和线路具体情况，RCD 的分级保护方式有：总保护、中级保护、末端保护三级。总保护设置在总电源端；中级保护设置在分支线首端；末端保护则用于直接对末端用电设备的设置。

一般可采用二级或三级方案，中小型建筑宜为二级，大型的宜为三级。末级主要用于防电击，应瞬时切断电源；最上一级（及中间一级）主要用于防接地电弧火灾，可作用于延时切断电源或动作于报警（RCM），它可用分离式的电流互感器及继电器来实现。

但规范要求，各级RCD的动作电流值和动作时间应协调配合好，上下级RCD动作电流比值应不低于3:1，上下级动作时间差应不低于0.1s，且时间差应尽量小。可参考下图设置。

多级 RCD 分级保护配合方案

【3】分享几个分级保护示例

1）下图所示的分级保护模式适用于农村电网中、小型配电变压器（160 kVA以下）供电的架空配电网，其主要负荷为农副业加工及居民生活用电，可采用设电源为第一级保护的三级保护方式。

分级保护示例 1

2）下图所示的分级保护模式适用于农村中型配电变压器（160 kVA以上）供电的配电网，其主要负荷为农业机械、排灌、小型乡镇工业企业及居民生活用电，可在各条配电出线设第一级保护的分级保护方式。

分级保护示例 2

3）下图所示的分级保护模式适用于用电密度大、负荷类型相对比较复杂的城镇配电网，在用电单位内采用的分级保护方式。

分级保护示例 3

从上面三个示例来看，RCD 的分级保护必须先确保末端保护，以此为基础，再在其上级根据负荷分布、负荷性质的具体情况确定总保护和中间级保护的保护范围，也因此 RCD 前面两级的设置相对灵活些。

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关于 TN、TT、IT 各系统的接地故障保护方式，大家若有兴趣，可看我最近的文章《低压配电的TN、TT、IT，接地故障保护都怎么做？这里有最全归类！》。

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