基本介紹
- 中文名：剩餘電流
- 外文名：residual current
- 原因1：建築物內的導線使用年久失修
- 又名：過剩電流
- 原因2：建築物內導線安裝施工不規範
簡介,產生原因,接地故障,一般措施,保護器,探測器,
簡介
剩餘電流(Residual Current)即漏電電流。流過剩餘電流動作保護裝置主迴路的瞬間電流為電流有效值。
由於剩餘電流發生變化，表明帶電導體對地絕緣被破壞，則利用檢測剩餘電流環節來啟動保護裝置跳閘，從而來防止發生觸電及接地電弧引發的火災。
由於剩餘電流發生變化，表明帶電導體對地絕緣被破壞，則利用檢測剩餘電流環節來啟動保護裝置跳閘，從而來防止發生觸電及接地電弧引發的火災。
產生原因
●建築物內的導線使用年久失修，其絕緣層老化破損。
●建築物內導線安裝施工不規範，如導線不穿阻燃管，直接埋於牆內或置於桁架上。
●導線施工質量粗糙，偷工減料，使用鋼管穿線時鋼管內壁刮傷導線絕緣層。
●娛樂場所等公共活動場所在進行二次裝修時，亂敷電線，致使各種施工遺留缺隱貼近易燃物；
●電氣設計不當，包括使用者隨意增加負荷，造成導線過負荷而發熱，導線絕緣層老化失效。
●用戶內部私拉亂扯線路，架設極不規範。
●線路受自然條件影響，如導線碰樹，大風吹斷導線，空氣潮濕導致導線絕緣水平下降等。
●各種人為的破壞造成斷線等。
接地故障
導線單相接地故障的現象一部分是顯露的，如單相斷線、導線搭接接地體。而其中大部分故障現象是隱蔽的，這是因為導線的絕緣層的絕緣電阻不合格，由於絕緣電阻過小產生泄漏電流。在泄漏電流集中流入大地點(接地體)便會發生高熱，一旦在流入大地點有易燃物，經高溫作用便會產生燃燒。導線的泄漏電流一般為mA級，線路的過電流保護(過負荷保護和短路保護)無法動作發揮保護作用。
例如線路因過載使絕緣溫度超過允許最高工作溫度，絕緣老化加速，使絕緣水平降至規定值以下，如果沒有外因觸發，短路一般不會發生。如果有外因觸發，例如雷電引起的瞬態過電壓，鄰近大功率設備的操作過電壓以及變電所高電壓側接地故障引起的暫態過電壓等，則在此大幅值過電壓衝擊下，老化的絕緣將被擊穿而燃弧短路。過電壓轉眼消失，工頻短路電弧卻能長時間延續，這是因為電弧的高阻抗限制了短路電流，使斷路器不能或不及時動作。這類過電壓多出現於在帶電導體與地之間，所以這種短路也多為接地故障。
短路的形成一般有兩種，一是由導體間直接接觸，短路點往往被熔焊的金屬短路，另一種則是上述以電弧為通路的電弧性短路。前者短路電流以若干kA計，金屬線芯產生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，起火危險甚大，但大短路電流能使斷路瞬時動作切斷電源，火災往往得以避免。後者因短路電弧長時間延續，而電弧局部溫度可高達3000°～4000℃，容易烤燃附近可燃物質起火，由於接地故障引起的短路電流較小，不足以使斷路器動作跳閘切斷電源，所以電弧性短路引起火災危險遠大於金屬性短路。
電氣短路以接地故障居多，電弧性接地引起火災危險性大。不論是TN系統還是TT系統，接地故障電路的阻抗都大於帶電導體短路電路的阻抗。在接地故障電路全為金屬導體的TN-C-S系統，其導電性能不良失去接地並不影響設備的使用，故不易發現。但一旦發生接地故障，連線點的阻抗將限制短路電流，而導致電弧性短路的發生。連線點和故障點產生電弧和電火花所引起火災，而斷路器卻不能動作跳閘切斷故障。至於TT系統，其接地故障電路內串聯有系統接地和設備外殼的保護接地兩個接地電阻，電路本身的阻抗就很大，更易發生電弧性短路。由此可見，接地故障的電路阻抗大，使它易以電弧短路的形式出現，這也是接地故障容易導致電氣火災的一個重要原因。
一般措施
為防止接地故障引起電氣火災，一般應採取下列措施：
（1）認真檢查線路的安裝是否符合電氣裝置規程的要求。例如線間距離、前後支持物的距離、受損絕緣的檢修等，都應符合裝置的安全要求。
（2）定期測量檢查線路的絕緣。如果測得的線路導線間和導線對地絕緣電阻小於規定值，必須將絕緣損壞處加以處理，破損嚴重的導線必須更換。
（3）正確選擇與導線截面匹配的熔斷器。嚴禁用其他金屬導線代替熔體。
（4）線路和電氣設備都應在允許的負荷條件下運行，防止因長期過負荷引起絕緣損壞而發生漏電或短路。
（5）經常監視線路的運行情況，如發現嚴重過負荷時應及時處理。
為了防止因接觸電阻過大引起的接地故障火災，可採取下列措施：
（1）導線間連線時，必須執行有關規程的規定。
（2）導線與各種電氣設備的連線，特別是鋁導線與電氣設備的連線，應按有關規程的規定執行。
（2）對運行中的線路和設備定期進行巡視檢查，如發現接頭髮熱或鬆動時應及時處理。
防止電弧性接地故障引起電氣火災的有效措施
一般的低壓斷路器不能作為因接地故障引起的電氣火災保護裝置。因為其額定動作電流較大。而接地故障引起的接地短路電流較小，因此不能以使斷路器動作跳閘。而只有帶剩餘電流動作保護的斷路器，能夠在接地故障電流小至在幾個mA時。就能動作跳閘，斷開故障電路，防止電氣火災。
在低壓側電源進線處裝接帶剩餘電流保護功能的斷路器是一項重要的防火災措施，其剩餘電流保護功能對全建築物的電弧性接地故障引起火災進行防護。這在一些已開發國家已是廣泛套用的電氣防止火災技術，一些供電公司，包括我國香港的供電公司，為了用戶的安全用電，對不具備這一防止火災措施的用戶是不予接電的。國際電工標準IEC60364-5-53第531.2.4條規定，TT系統的電源進線處必須裝用剩餘電流保護裝置，TN系統的電源進線處，為切斷全建築物內的電弧性接地故障也應裝用。我國《住宅設計規範》(GB50096)作出每幢住宅樓的總電源進線斷路器應具有剩餘電流保護功能的明確規定。因住戶不懂得用電安全知識，又無專業電工維護管理，住宅電氣火災發生最多。據統計，我國住宅電氣火災占全國電氣火災的一半以上，所以這一規定是十分必要的。
因此，為防止電氣火災的發生，應在低壓電源進線端安裝帶過載保護、短路保護、剩餘電流動作保護於一體的多功能低壓斷路器，不僅可以保護線路、保護設備、而且還可以防止因接地故障引起的電氣火災。
為防止電氣火災安裝的剩餘電流保護裝置應注意的問題：
(1)僅線上路末端安裝保護裝置。一般線路幹線上斷路器的短路整定電流比末端電路大得多，一旦發生電弧性接地故障，幹線上斷路器不可能切斷故障電流，起不到保護作用。因此幹線上接地故障引起的電氣火災危險性更大。為此僅在末端安裝剩餘電流保護裝置，是無法保護電氣線路單相接地引起的電氣火災。只有在電氣線路的進線端安裝剩餘電流保護裝置，與末端保護形成分級保護方式，其動作特性可協調配合。才能起到保護裝置既能防止人身電擊事故，又能防止單相接地引起電氣火災事故。
(2)保證接線正確，才能防止誤動作。安裝保護裝置後，如發生不應有的跳閘，其真實原因往往不是保護裝置有問題，而是線路接地有問題。例如樓內某一線段的PE線和N線接反，PE線中通過若干的中性線電流，保護裝置會跳閘。又如某一相線或N線因施工不慎，絕緣損壞而故障接地，故障電流經地返回電源，也會誤跳。有時現場檢查結果，跳閘的原因幾乎全是施工安裝不善，經改正後就不再跳閘，保護裝置合不上正說明它顯示了故障的存在，起到了應有的保護作用。因此應下功夫排除故障，不能隨意拆除保護裝置。
對於大型的住宅樓，如果擔心三相泄漏電流的矢量和大於500mA，也可選用更大的額定動作電流值。按IEC755產品標準和我國產品標準，優選值有0.006A、0.01A、0.03A、0.1A、1A、3A、5A、10A和20A可選用。對住宅樓而言，不宜大於1A，因為如果泄漏電流的矢量和大於1A，則該電氣設計不太合理了。一般情況下，可選擇800mA左右，或選擇動作時間為延時型、動作電流可調整的剩餘電流動作保護裝置。特大住宅樓(也包括其它建築物)的保護裝置可分三級裝設。但應考慮每一次保護裝置的額定動作電流(IΔN)和動作時間(s)應協調配合，以保證動作的選擇性。
(3)為防止電氣火災，建議選用報警式或帶自動監控的剩餘電流保護裝置。
對於防止單相接地短路引起的電氣火災，要求安裝剩餘電流超過動作值時切斷電源，會造成公共秩序混亂等情況，為此採用報警式保護裝置或火災自動監控系統及時採取措施。安裝防止單相接地短路故障而引起的電氣火災的報警或監控裝置應根據相關場所的面積，適當劃分防火區，按區域安裝。
其他因停電可能造成重大經濟損失及不良社會影響的電氣裝置或場所，亦可參照電氣火災防護，採取措施，或安裝報警式或自動監控裝置的剩餘電流動作保護裝置。如：
●公共場所的應急電源，通道照明；
●確保公共場所安全的設備；
●消防設備的電源；如消防電梯、消防水泵、消防照明；
●防盜報警電源；
●其它不允許停電的特殊設備和場所。
保護器
剩餘電流動作保護器
農網自投入剩餘電流動作保護器之後，農村用電觸電死亡人數大幅下降。隨著農網改造工程的不斷深入，農村低壓配電網的健康水平有了很大提高。但是由於農網中一些剩餘電流動作保護器不能可靠動作，致使一些省份的剩餘電流動作總保護器投運率較低(參見農電事故統計年報)，影響農村低壓電網的安全運行和供電可靠性。為改變這一狀況，國家電力公司農電部委託全國農電學會組織專家對此問題進行研究，提出對策。2001年5月21日至22日農電學會召開第六次專家研討會議(第五次會議為專家預備會)，對剩餘電流動作保護器的分級保護原則、各級保護應具備的功能以及今後發展的方向，進行了熱烈的討論，一致形成以下意見：
(1)農村電網低壓配電系統的剩餘電流動作保護應執行《漏電保護器安裝和運行》(GB13955-92)、《剩餘電流動作保護器農村安裝運行規程》(DL/T736-2000)等標準，並實行“分級保護”的原則。具體分級的級次、剩餘電流與延時時限的整定配合，應按照當地低壓電網的結構進行測試和計算，根據運行水平因地制宜地確定。
(2)關於總保護。剩餘電流動作總保護僅對網路中出現的間接接觸觸電進行保護，不具備防止人身直接接觸觸電的功能。但為保證低壓主幹線的安全運行，建議剩餘電流動作總保護除應具備在達到動作整定值時可靠跳閘的基本功能外，還可具備在架空線路發生斷線、過負荷、短路等情況時動作於跳閘的功能。
(3)關於中級保護。為了縮小故障停電範圍，提高供電可靠性，在分支較長、負荷較大或用戶較多的線路上宜裝設中級保護。在總保護與末端(家用)保護之間設立的剩餘電流動作保護均屬中級保護。農村場院、鄉鎮企業配電室等負荷集中的用戶，可依此原則設立分級保護。中級保護的基本功能與總保護相同，即在達到動作整定值時可靠跳閘，還可具備架空線路發生斷線、過負荷、短路等情況時動作於跳閘的功能。
(4)關於末級(家用)保護。末級(家用)保護除應具有較高的觸電動作靈敏度外，還應具備過電壓保護功能。在規程規定的安裝地點，如TT系統中的移動式電器、攜帶式電器、臨時用電設備、手持電動工具等必須安裝末端(家用)剩餘電流動作保護器。
(5)應不斷改進剩餘電流動作保護技術，研究新原理，開發新產品，使剩餘電流動作保護器性能可靠、品種齊全、功能實用、定值準確，並儘可能做到質高價廉。?
會議認為，有關部門執行的產品認證，是最基礎的質量保證制度。為保證農網安全運行，農電系統應在此基礎上繼續實行入網產品質量控制，必要時可制定訂貨技術條件，嚴防假冒偽劣產品混入農網；農電部門還應繼續配合政府有關部門打擊假冒偽劣產品的工作。與此同時，要對農電企業和廣大農村用戶做好有關剩餘電流動作保護器常識的宣教工作，使廣大農電職工和農民民眾正確認識剩餘電流動作保護器的功能，確保農村低壓電網安全運行和農村居民安全用電。
對剩餘電流動作保護技術的研究任重而道遠。希望各省農電部門把對剩餘電流動作保護器的意見和建議及時反饋給我們，使我國從剩餘電流動作保護器的產量大國躍升為質量大國。
剩餘電流動作保護器的運行維護管理
剩餘電流動作保護器，又通俗的稱作觸電保全器或簡稱保護器（保全器），它是有效防止低壓觸、漏電事故的重要保護電器裝置。剩餘電流動作保護器在城鄉用戶中已基本普及，從而使用戶有效地避免了因誤觸帶電設備而可能招致的觸電傷害，在農村，人們樸素地把剩餘電流動作保護器稱為“保命器”，本文著重對剩餘電流動作保護器的運行維護管理談一點看法。
1剩餘電流動作保護器在投入運行後，使用單位應建立運行記錄和相應的管理制度。
2管電人員每月至少應對剩餘電流動作保護器進行通電跳閘試驗，即按動試驗按鈕，以檢查剩餘電流動作保護器動作是否可靠。每當雷擊或其它原因使剩餘電流動作保護器動作後，應作檢查並進行跳閘試驗。農村用電高峰季節，應增加試跳次數；停用的剩餘電流動作保護器使用前應先跳閘試驗一次。
3為全面掌握剩餘電流動作保護器的運行狀況，應定期(如在每年安全檢查期間)對剩餘電流動作保護器進行抽樣檢查測試。
4對剩餘電流動作保護器的測試工作應在當地電力部門的指導下，由供電所專職安全管理人員組織進行。定期測試剩餘電流動作保護器動作特性的項目應包括剩餘動作電流值、剩餘不動作電流值、分斷時間。
5對低壓電網的測試內容包括被保護電網的對地不平衡泄漏電流、被保護電網和各種負載、電機的絕緣電阻值、配電變壓器低壓側中性點泄漏電流，以及各用電設備保護接地裝置的接地電阻。測試數據與上一次測試結果相比較，進行綜合分析。對測試不合格或有較大缺陷者，應及時進行檢修或更換。
6剩餘電流動作保護器的動作特性試驗和保護電網模擬漏電動作試驗，應使用國家有關部門檢測合格的專用測量儀表，由專業人員進行操作。嚴禁用相線直接觸碰接地裝置進行保護電網模擬漏電動作試驗。請登入:輸配電設備網瀏覽更多信息
7試跳、測試、整定和試驗過程必須設專人記錄，記錄項目和數據不得混淆、錯誤，以供今後運行分析時參考。
8若在剩餘電流動作保護器的保護範圍內發生電擊傷亡事故，應檢查保護器動作情況，分析其原因，並寫入事故報告中。注意：在電力部門未派人檢查前，要保護好現場，不得改動保護器現場。
9用戶有意使保護器拒動或誤動，應當給予批評教育和警告，經批評教育仍不悔改者可暫時停止該戶用電。
10剩餘電流動作保護器動作後，經檢查未發現事故原因時，允許試送電一次，如果再次動作，應查明原因找出故障，不得連續強行送電。除經檢查確認為剩餘電流動作保護器本身故障外，嚴禁私自拆除剩餘電流動作保護器強行送電。
11剩餘電流動作保護器的維修應由專業人員進行，運行中遇有異常現象應找電工處理，以免擴大事故範圍。
12供電所應配備常用測試表計和一定數量的備用保護器。應定期分析剩餘電流動作保護器的運行情況，及時更換不能正常使用的剩餘電流動作保護器。
【建議】
在正在修訂的規程中，這樣描述“中級保護 ”：
安裝在總保和戶保之間的漏電保護，亦稱“分保”。中級保護因安裝地點不同而有不同名稱，安裝在配電網三相分支線上的稱為“三相分保”；安裝在居民點集表箱內的稱為“單相總保”。
【這裡提出“單相總保”的概念，完全是為了解決產權－管理權引起的技術上無法保證用戶安全的困難。實際上單相總保除了額定電流要能夠滿足各用戶的】
剩餘電流動作保護器使用中的注意事項
1剩餘電流動作保護器既能起保護人身安全的作用，還能監督低壓系統或設備的對地絕緣狀況。但不要以為安裝了剩餘電流動作保護器後，就可以萬無一失而麻痹大意，應仍以預防為主(因它僅是基本保護措施中的一種附加保護)。只有認真做好安全用電的管理、宣傳和教育工作，落實好有關各項安全技術措施，才是實現安全用電的根本保證。
2剩餘電流動作保護器是在人體發生單相觸電事故時，才能起到保護作用的。如果人體對地處於絕緣狀態，一旦是觸及了兩根相線或一根相線與一根中性線時，保護器就並不會動作，即此時它起不到保護作用。
3剩餘電流動作保護器安裝點以後的線路應是對地絕緣的。若對地絕緣降低，漏電電流超過某一定值(通常為15mA左右)時，保護器便會動作並切斷電源。所以要求線路的對地絕緣必須良好，否則將會經常發生誤動作，影響正常用電。
4低壓電網實行分級保護時，上級保護應選用延時型剩餘電流動作保護器，其分斷時間應比下級保護器的動作時間增加0.1～0.2s以上。
5安裝在總保護和末級保護之間的剩餘電流動作保護器，其額定剩餘動作電流值，應介於上、下級剩餘電流動作保護器的額定剩餘動作電流值之間，且其級差通常應達1.2～2.5倍。
6總保護的額定剩餘動作電流最大值分別不應超過75—100mA(非陰雨季節)及200—300mA(陰雨季節)；家用剩餘電流動作保護器應實現直接接觸保護，其動作電流值不應大於30mA；移動式電力設備及臨時用電設備的剩餘電流動作保護器動作電流值為30mA。
7低壓電網總保護採用電流型剩餘電流動作保護器時，變壓器中性點應直接接地；電網的中性線不得有重複接地，並應保持與相線一樣的良好絕緣；剩餘電流動作保護器安裝點後的中性線與相線，均不得與其他迴路共用。
8照明以及其他單相用電負荷要均勻分配到三相電源線上，偏差大時要進行調整，力求使各相漏電電流大致相等；當低壓線路為地理線時，三相的長度宜相近。
探測器
剩餘電流式電氣火災監控探測器
為了有效遏制電氣火災，根據電氣火災的特徵，國家制定了《GB14287.2-2014 電氣火災監控系統第二部分：剩餘電流式電氣火災監控探測器》以及高層民用建築設計規範GB50045-95解釋——《GB50045》，剩餘電流式電氣火災監控探測器是專門檢測電氣線路中的剩餘電流，以防止發生電氣火災。根據相關規定，整個供電線路的剩餘電流監控一般分3級：主幹線、次幹線和負載終端。
在實際套用時，剩餘電流式電氣火災監控探測器與剩餘電流動作保護器（RCD）配套使用，剩餘電流動作保護器一般安裝在負載終端，主要用於人身觸電時及時切斷電源，防止電擊事故發生，剩餘電流式電氣火災監控探測器安裝在配電室和配電箱處，實時檢測供電線路幹線、次幹線的剩餘電流，如超過剩餘電流報警值立即發出聲光報警信號，提示檢修，主要用於預防漏電引起的電氣火災。兩者配合可構成對漏電“整體監測、局部跳閘”的完整防護體系。對切斷整體或幹線電源而造成大面積停電，可能導致重大經濟損失及不良社會影響的場所，不適合安裝剩餘電流動作保護器，而應當安裝剩餘電流式電氣火災監控探測器。
