剩余电流动作保护器(residual current device,简称rcd),俗称漏电保护器,起到防接地故障引起电击和火灾事故,除断电将会引起不良后果的设备和线路作用于信号外,其它情况下应切断电源。rcd中的电流互感器包绕相线和中性线,但是不能包绕pe线,其整定值是按照躲开正常情况下被保护回路的正常对地泄露电流。
末端插座回路会接手握式、移动式设备,发生接地故障时极易发生人身电击事故。为保证人身安全,在tn和tt系统内,末端插座回路上都应装设第一级rcd。一般采用额度动作为30ma,动作时间不大于0.04s普通型rcd。同时,在末端固定式设备的过电流保护如果不能满足在5s内切断接地故障时也应装设rcd。第二级rcd安装在建筑物电源总进线上,它应带短延时,以保证与第一级rcd之间的选择性,其动作电流可以通过计算正常情况下的泄流电流来确定,一般可以选择500ma甚至1a,动作时间不宜大于0.15s,此处的rcd主要用于防接地故障引起的电弧火灾,同时也作插座回路rcd的后备保护。
实现rcd的防接地故障引起电击和火灾事故,rcd的安装接线必须正确,否则将误动或拒动。下面介绍分析3种rcd由于接线错误导致rcd误动或者拒动的例子。
(1)pen线穿过rcd导致rcd拒动。
在tn-c系统中,n线和pe线合并成了一根pen线,如果pen线和相线都穿过rcd,如下图所示。当发生接地故障时,相线和pen线的故障电流在电流互感器中感应的电磁场互相抵消,rcd检测不到故障电流而不动作,从而造成了rcd拒动,容易发生电击事故。
为了解决上述问题,在rcd前将pen线分为pe线和n线,将n线和相线穿入rcd中,pe线直接连接到外露可导电的设备外壳上,此时将tn-c系统改造成了局部的tn-c-s系统,如下图所示。当发生接地故障时,故障电流由相线、电气装置、pe线回到电源,不经过n线。此时由于相线和n线在电流互感器中感应的电磁场不能互相抵消,rcd检测到故障电流从而动作。
(2)中性线和pe线接错导致rcd误动。
为避免回路导体被接错引起事故,我国规定pe线用黄绿相间标志,中性线采用浅蓝色标志。有时施工单位为了图方便,把中性线和pe线用同一颜色的电线,这样有时会造成中性线和pe线接错,如下图所示为中性线和pe线接错在。正常情况下电流通过相线、电气装置、pe线、pen线返回到电源,n线没有通过电流,导致相线和n线在电流互感器中感应的电磁场不能互相抵消,rcd检测到故障电流从而误动作。
(3)中性线被重复接地导致rcd误动。
规范中为避免产生有害的杂散电流,在一个建筑物内中性线只能在一点与pe线相连接而接地。由于受过去苏联规范中“零线应重复接地”这一规定的影响,在配电箱处常将中性线重复接地。如下图所示,tn—c—s系统的pen线在进线处分为pe线和中性线,pe线可以重复接地,而中性线则不得再接地。但为了满足“零线应重复接地”这一要求,在分配电箱中中性线母排和pe线母排常被跨接而使中性线错误地重复接地。正常情况下pe线中通过的泄流电流应该是ma级别,如果中性线被重复接地,本来应该通过中性线的部分电流将通过pe线返回电源,它就是所谓的杂散电流。这种杂散电流能引发电气火灾等灾害,但同时也能使rcd误动作。