RCD的誤動與拒動的原因及預防措施

傅慧英 賀昌軍

（1.江門市鏵建設計工程有限公司，廣東 江門 529030；

2.深圳市四季青園林花卉有限公司，廣東 深圳 518029）

當前，不少工廠企業和建筑工地安裝了剩余電流保護裝置（即漏電開關，簡稱 RCD），電擊死亡事故和電氣火災事故大幅度下降，RCD可謂功不可沒。然而RCD誤動、拒動現象卻屢有發生。據了解，建筑施工工地經常有漏電開關莫明其妙地誤跳閘或該動作時拒絕跳閘等現象，令許多電氣維修人員迷惑不解?，F筆者就在實際工作中的體會淺析其原因，供同行參考。

1 RCD誤動、拒動的原因分析

1）RCD的零序互感器精度低，影響RCD動作的可靠性。作為RCD檢測元件的零序電流互感器，其作用是把檢測到的觸電、漏電故障信號變成二次回路的工作電壓E2，E2加在漏電脫扣器線圈上產生二次脫扣電流Ib（圖1），當Ib大于動作整定電流Ibe時就推動脫扣器動作，切斷電源。故零序互感器質量的好壞對RCD的性能影響很大。若互感器采用的材料導磁率不高，必將影響RCD動作的靈敏度。

圖1 RCD保護動作原理圖

當互感器原邊無零序電流時，因受外界磁場影響，原邊導線位置的不適中及電流的突然變化，副邊線圈的位置、匝數制作的不適宜、功率因數存在著差異，都將使副邊產生微小的剩余電流，且該電流隨原邊電流增大而增大，必然對RCD的正常動作性能產生負面影響。

2）對于安裝在有接零保護設備電路中的漏電保護器，當相線與零線之間發生短路時，短路電流可達幾千安。零序電流互感器一旦經很大接地短路電流的沖擊后，材質不良的鐵心將處于嚴重的過飽和狀態，由于材料剩磁的關系，迫使工作點位移，以后發生觸電或漏電故障時所檢測到的信號較之以前大為減小，RCD靈敏度減弱，甚至拒動。

3）產品質量不佳的零序電流互感器，由于漏磁的存在，即使系統沒有故障電流出現，因主回路三相電流不對稱或用電設備因啟動而產生的瞬時高倍數啟動電流情況下，會使二次回路產生干擾信號輸出，也將導致RCD誤動作。

4）通用型RCD的動作死區的存在。通用型RCD檢測到的剩余電流I△由三相漏電合成矢量I△1（正弦交流信號）和人體電擊電流I△r矢量合成（圖2）。

圖2 零序電流合成圖

例如：某RCD動作電流為50mA，使用時A、B相漏電電流都是40mA，C相不漏電則合成漏電電流為40mA，方向與C相電流相反。此時若C相發生電擊，電擊電流為 50mA，θ=180○，則合成剩余電流為 50-40=10mA＜50mA，RCD不動作，直至 C相電擊電流增至90mA時；剩余電流為90-40=50mA，RCD才動作，其原因就是因為存在動作死區的緣故。

5）電磁環境對RCD靈敏度的影響。在現行電網中除50Hz交流電外，由機電設備的開啟，儀器、照明燈具的使用，均可產生高頻干擾，且以不同電壓、電流幅值存在于電網中，導致通用型RCD線路電壓、電流值改變，造成誤動作或延時動作。

6）熔絲所接位置要與電子式漏電開關配合，而且電源電壓不能過低。熔絲和保護器的功能是不同的，不能互相替代，對不需要輔助電源的RCD，熔絲應裝在保護器之前，RCD本身的短路可由前面的熔絲保護。但是，就電子式漏電保護開關而言，由于其輔助電源往往取自被保護電源，故將RCD裝在熔絲之后是不安全的（圖3）。

圖3 熔絲與RCD的接線關系

當負載端短路或過載燒斷零線上熔絲，而未斷開相線上的熔絲，此時電氣設備不能工作，但相線對地（若負載是接通的，零線上也有）仍帶有相電壓，人觸及任何一根電線的裸露部分都會觸電，而保護器則由于輔助電源供不上電而拒動，故電子式漏電保護器一定要裝在熔絲之前，不管哪一相熔絲燒斷，都不會影響RCD的正常工作。電子式漏電開關對電源電壓有一定要求，當實際電壓低于下限（一般為85%Ue），造成電子式RCD拒動。

7）故障電壓的蔓延導致RCD拒動。同一幢居民樓，通常共用一組保護接地極，一部分居民裝RCD，另一部分不裝RCD，一旦未裝RCD用戶發生電氣設備漏電時，該設備的漏電電流通過 PE線流入地中。在漏電相未斷開前，PE線的電位升高，受RCD保護的用戶電氣設備的外殼就帶電，由于此漏電不是通過該戶居民 RCD的零序電流互感器的漏電電流，所以該戶RCD拒絕動作，人觸及外殼就有電擊的危險。 為了避免故障電壓蔓延造成的危險，通常采用總等電位連接，減少預期接觸電壓。

8）零線重復接地引起RCD誤動作。中性點直接接地的低壓電網中，為使電氣設備保護接零安全可靠，一般都在零線的末端重復接地，但裝上RCD后，除變壓器中性點接地外，不能再在系統中將零線的末端重復接地。因為低壓電網在正常運行情況下，三相負荷不可能完全平衡（IA+IB+IC≠0）。不平衡電流經零線返回電源零點（圖4）。

圖4 零線重復接地示意圖

圖5 零線重復接地引起RCD拒動示意圖

9）過電壓引起的誤動作。在供電系統，存在著晶閘管裝置的拉閘、合閘以及晶閘管的關斷等電磁過程引起的操作過電壓，由于雷擊的原因從電網侵入的偶然性浪涌過電壓，按圖 6所示路徑，造成RCD誤動作。

圖6 過電壓引起RCD誤動作

2 預防RCD誤動、拒動的措施

1）提高RCD零序傳感器本身精度。為了消除由于該傳感器附近存在有大塊磁性體及導體中載有大電流的直接影響而產生剩余電流的可能性，須給傳感器增設磁屏蔽外殼。

消除副邊繞組匝間電容和層間電容分布的差異所產生的不良影響，需采用先進的加工工藝（匝間等距離）。零序電流互感器要選用動作特性有良好穩定性的DZ15L系列產品，其鐵心采用具有良好交流磁導率的坡莫合金材料，脫扣器鐵心和零序互感器鐵心應選用同一材料。這樣當在某一溫度下互感器鐵心磁導率增加而靈敏度提高，脫扣器銜鐵吸力增加，其釋放安匝數也相應增加，從而獲得了補償效果，保持了漏電保護器動作特性的穩定性。

2）在設計和應用時，應該正確選擇漏電保護器的類型和技術參數。

根據 IEC的有關規定，RCD分為 AC、A、B三種類型。

AC型RCD是一種通用型保護裝置，適用于家庭、公共場合和工業城鎮中的TN、TT、IT配電系統內，當發生接地故障時，故障電流為正弦波的回路。我國生產和銷售的家用及類似用途的RCD基本上都是AC型。

A型 RCD能在剩余電流為正弦波和脈動直流分量時脫扣。A型RCD適用于以下設備：微型計算機、電子打字機、收銀機、醫療設備、電子稱、光碟機、游戲機、電話交換機等。

在工業及醫療電氣設備中，有的裝有三相整流電路，接地故障時漏電電流波形為一平滑直流電流并略帶紋波，此時應選用B類RCD保護。B型RCD適用于變頻器、UPS、醫療電器（如X射線設備和CT設備）等。

在配電系統設計時，不允許把B型RCD設在I△n=300mA的AC型、A型RCD保護裝置的后面。因為B型RCD所保護的用電設備，在故障時產生的平滑直流漏電電流，會影響AC型、A型RCD保護裝置的正常脫扣。

RCD極數的選擇必須大于或等于線路的極數，為減少停電面積，RCD應盡可能裝在供電線路末端；當在 TN系統電路設置上下級 RCD時，上級RCD漏電電流的整定值大于下級整定值的2倍，上級RCD保護器動作時間大于下級RCD保護器動作時間整定值，一般級差大于或等于 100ms；供電給手握式電氣設備和移動式設備的末端線路或插座回路，RCD動作時間不應大于0.4s；供給固定式電氣設備用電的末端線路，RCD切斷故障回路時間不宜大于5s。

3）按照RCD標準化接線圖接線，杜絕人為接線故障引起的誤動、拒動。

4）三相供電線路上的單相負荷應盡可能均勻地分配到三相上去，使三相漏電電流趨向于平衡，總合成漏電電流下降到最小。

5）防止過電壓引起RCD誤動，可選用具有延時性能和能承受過電壓沖擊的RCD，并在負載端采用過電壓吸收裝置。

6）使用 RCD要做好季度性保養，及時清理RCD內部油污、灰塵，定期做試跳試驗，檢查RCD的脫扣機構是否能正常工作。