知识｜剩余电流动作保护器

知识｜剩余电流动作保护器
2016-09-02
剩余电流动作保护器（residual current operated protective devices）
在规定的条件下，当剩余电流达到或超过基准值时，能断开被保护电路，或
输出机械触点开闭信号或发出报警信号的机械电气或组合电器，简称剩余电
流保护器，又称为漏电保护器、漏电开关。
剩余电流保护器（见图 1）广泛使用在低压电网中，用来防止人体触电、电
气火灾及因接地故障引起的人身伤害及电气设备损坏事故。剩余动作电流小于
0.03A、动作时间小于0.1s，且在 250mA时动作时间小于0.04s的保护器，可以
用作直接接触电击的补充保护，其他动作特性的保护器用作电气火灾防护或间接
接触电击保护。装设剩余电流动作保护器后，仍应以预防为主，并同时采取其他
各项防止人体触电和电气设备损坏事故的技术措施。
图1 剩余电流动作保护器剩余电流动作保护器包括检测元件（剩余电流互感器）、判别元件（剩
余电流脱扣器）、执行元件（机械开关电器或报警装置）、试验装置和电子信号
放大器（仅电子式剩余电流保护器）等部分，如图2所示。
正常情况下，剩余电流动作保护器所控制的电路中没有发生触电、漏电或
接地故障，此时通过剩余电流互感器一次回路的电流矢量和等于零，即
IL1+IL2+IL3+IN=0
故电流IL1、IL2、IL3和IN在电流互感器铁芯中产生的磁通的矢量和也
为零，即ΦL1+ΦL2+ΦL3+ΦN=0
这样在电流互感器的二次侧没有感应电压输出。
当电路中发横设备漏电、有人触电灯接地故障时，通过设备接地电阻RA有一个
接地电流I0流过，这时通过剩余电流互感器的电流矢量和不等于零，为
IL1+IL2+IL3+IN=I0
剩余电流互感器铁芯中产生的磁通的矢量和也不等于零，为
ΦL1+ ΦL2+ ΦL3+ ΦN= Φ0
剩余电流互感器二次回路有感应电压输出，此电压直接或通过一个电子信
号放大器施加在剩余电流脱扣器的脱扣线圈上，产生一个工作电流。二次回路的
感应电压输出随着故障电流的增大而增大，当接地故障电流达到额定值时，脱扣
线圈中的电流足以推动脱扣机构动作，使主开关断开电路或使报警装置发出报警
信号。
图2 剩余电流保护电器的工作原理按动作功能与电源电压的相关性分为电磁式（与电源电压无关）和电子
式（与电源电压有关）；按极数和电流回路数分为单极二线式、二级二线式、二
级三线式、三级三线式、三级四线式、四极四线式；按额定剩余电流的可调性分
不可调式和可调式；按动作延时特性分为非延时型和延时型；按直流分量情况分
为AC型、A型、B型。AC型保护器只在交流剩余电流时能正确动作，A型保护器
在交流剩余电流和脉动直流剩余电流时都能正确动作，B型保护器在剩余正弦交
流电流、剩余脉动直流电流和平滑直流电流时均能正确动作。
北美、日本等国家和地区主要使用电子式剩余电流动作保护器，电子式和
电磁式在中国都有应用，其中电子式较多，占 80%以上。电磁式和电子式剩余电
流动作保护器特点比较见表。
电磁式和电子式剩余电流动作保护器特点比较
项目 电磁式剩余电流 电子式剩余电流动
动作保护器 作保护器
辅助电源 不需要 需要
电压波动对特性的 无 有（采取稳压措施
影响 可减少影响）
电压故障时工作 电源故障时不能动
状况 作(电压跌落或电源线断
不受影响
开)
温度对特性的影响 很小 有（有温度补偿措施
可减少影响）
绝缘耐压能力 强 弱
弱（有过电压保护器
可提高耐过电压能力）
耐过电压能力 强
抗电磁干扰性能
差（电子电路中采用抗干
外界电磁场的影响 抗电磁干扰性能好
扰措施可减少影响）
结构 较复杂 简单工艺要求 高 低
进出线不能反接（电
子回路有断开装置可反
接线要求 进出线可反接
接）
大额定电流等级制 大额定电流等级制
造困难，一般在125A以 造方便。配电装置用的剩
电流等级
下 余电流保护器额定电流
较大
可以制成高灵敏度
的，剩余动作电流为6mA
剩余动作电流 一般大于等于10mA
制造成本 较高 较低
只能制成快速动 可派生延时、预报
作型或S型（不驱动时间 警、故障报警、显示等多
派生功能
0,06s） 种功能
耐冲击振动性能 受到一定的限制 较好
不受限制 欧洲及澳洲有些
国家非专业人员使用电
安装规划
子式剩余电流动作保护
器
1 以末端保护为基础。
必须安装剩余电流动作保护器的设备和场所包括：属于I类的移动式电气
设备及手持式电动工具；生产用的电气设备；施工工地的电气机械设备；安装在
户外的电气装置；临时用电的电气设备；机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位
和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路；游泳池、喷水池、
浴池的电气设备；安装在水中的供电线路和设备；医院中可能直接接触人体的电
气医用设备；其他需要安装剩余电流动作保护器的场所。2 作为企事业单位、公共场所、住宅等建筑物电气线路的分级 保护。
在总电源端、分支线首端或线路末端安装剩余电流动作保护器。电源端的
第一级剩余电流动作保护器应满足防接地故障引起电气火灾和间接接触电击保
护的要求，线路末端的剩余电流动作保护器应满足直接接触保护的要求。
3 作为农村电网电气线路的分级保护。
第一级保护（配电变压器低压侧总保护或各条低压出线的保护）主要考虑
架空线路的接地故障保护，第二级保护主要作为分支线或农村集中安装电表箱、
农业生产设备的电源配电箱后面线路的电气火灾保护和接地故障保护，末端保护
包括居民住宅的保护和排灌站、农业加工厂的电气设备等固定安装的农业机械的