RCD的误动与拒动的原因及预防措施

傅慧英 贺昌军

（1.江门市铧建设计工程有限公司，广东 江门 529030；

2.深圳市四季青园林花卉有限公司，广东 深圳 518029）

当前，不少工厂企业和建筑工地安装了剩余电流保护装置（即漏电开关，简称 RCD），电击死亡事故和电气火灾事故大幅度下降，RCD可谓功不可没。然而RCD误动、拒动现象却屡有发生。据了解，建筑施工工地经常有漏电开关莫明其妙地误跳闸或该动作时拒绝跳闸等现象，令许多电气维修人员迷惑不解。现笔者就在实际工作中的体会浅析其原因，供同行参考。

1 RCD误动、拒动的原因分析

1）RCD的零序互感器精度低，影响RCD动作的可靠性。作为RCD检测元件的零序电流互感器，其作用是把检测到的触电、漏电故障信号变成二次回路的工作电压E2，E2加在漏电脱扣器线圈上产生二次脱扣电流Ib（图1），当Ib大于动作整定电流Ibe时就推动脱扣器动作，切断电源。故零序互感器质量的好坏对RCD的性能影响很大。若互感器采用的材料导磁率不高，必将影响RCD动作的灵敏度。

图1 RCD保护动作原理图

当互感器原边无零序电流时，因受外界磁场影响，原边导线位置的不适中及电流的突然变化，副边线圈的位置、匝数制作的不适宜、功率因数存在着差异，都将使副边产生微小的剩余电流，且该电流随原边电流增大而增大，必然对RCD的正常动作性能产生负面影响。

2）对于安装在有接零保护设备电路中的漏电保护器，当相线与零线之间发生短路时，短路电流可达几千安。零序电流互感器一旦经很大接地短路电流的冲击后，材质不良的铁心将处于严重的过饱和状态，由于材料剩磁的关系，迫使工作点位移，以后发生触电或漏电故障时所检测到的信号较之以前大为减小，RCD灵敏度减弱，甚至拒动。

3）产品质量不佳的零序电流互感器，由于漏磁的存在，即使系统没有故障电流出现，因主回路三相电流不对称或用电设备因启动而产生的瞬时高倍数启动电流情况下，会使二次回路产生干扰信号输出，也将导致RCD误动作。

4）通用型RCD的动作死区的存在。通用型RCD检测到的剩余电流I△由三相漏电合成矢量I△1（正弦交流信号）和人体电击电流I△r矢量合成（图2）。

图2 零序电流合成图

例如：某RCD动作电流为50mA，使用时A、B相漏电电流都是40mA，C相不漏电则合成漏电电流为40mA，方向与C相电流相反。此时若C相发生电击，电击电流为 50mA，θ=180○，则合成剩余电流为 50-40=10mA＜50mA，RCD不动作，直至 C相电击电流增至90mA时；剩余电流为90-40=50mA，RCD才动作，其原因就是因为存在动作死区的缘故。

5）电磁环境对RCD灵敏度的影响。在现行电网中除50Hz交流电外，由机电设备的开启，仪器、照明灯具的使用，均可产生高频干扰，且以不同电压、电流幅值存在于电网中，导致通用型RCD线路电压、电流值改变，造成误动作或延时动作。

6）熔丝所接位置要与电子式漏电开关配合，而且电源电压不能过低。熔丝和保护器的功能是不同的，不能互相替代，对不需要辅助电源的RCD，熔丝应装在保护器之前，RCD本身的短路可由前面的熔丝保护。但是，就电子式漏电保护开关而言，由于其辅助电源往往取自被保护电源，故将RCD装在熔丝之后是不安全的（图3）。

图3 熔丝与RCD的接线关系

当负载端短路或过载烧断零线上熔丝，而未断开相线上的熔丝，此时电气设备不能工作，但相线对地（若负载是接通的，零线上也有）仍带有相电压，人触及任何一根电线的裸露部分都会触电，而保护器则由于辅助电源供不上电而拒动，故电子式漏电保护器一定要装在熔丝之前，不管哪一相熔丝烧断，都不会影响RCD的正常工作。电子式漏电开关对电源电压有一定要求，当实际电压低于下限（一般为85%Ue），造成电子式RCD拒动。

7）故障电压的蔓延导致RCD拒动。同一幢居民楼，通常共用一组保护接地极，一部分居民装RCD，另一部分不装RCD，一旦未装RCD用户发生电气设备漏电时，该设备的漏电电流通过 PE线流入地中。在漏电相未断开前，PE线的电位升高，受RCD保护的用户电气设备的外壳就带电，由于此漏电不是通过该户居民 RCD的零序电流互感器的漏电电流，所以该户RCD拒绝动作，人触及外壳就有电击的危险。 为了避免故障电压蔓延造成的危险，通常采用总等电位连接，减少预期接触电压。

8）零线重复接地引起RCD误动作。中性点直接接地的低压电网中，为使电气设备保护接零安全可靠，一般都在零线的末端重复接地，但装上RCD后，除变压器中性点接地外，不能再在系统中将零线的末端重复接地。因为低压电网在正常运行情况下，三相负荷不可能完全平衡（IA+IB+IC≠0）。不平衡电流经零线返回电源零点（图4）。

图4 零线重复接地示意图

图5 零线重复接地引起RCD拒动示意图

9）过电压引起的误动作。在供电系统，存在着晶闸管装置的拉闸、合闸以及晶闸管的关断等电磁过程引起的操作过电压，由于雷击的原因从电网侵入的偶然性浪涌过电压，按图 6所示路径，造成RCD误动作。

图6 过电压引起RCD误动作

2 预防RCD误动、拒动的措施

1）提高RCD零序传感器本身精度。为了消除由于该传感器附近存在有大块磁性体及导体中载有大电流的直接影响而产生剩余电流的可能性，须给传感器增设磁屏蔽外壳。

消除副边绕组匝间电容和层间电容分布的差异所产生的不良影响，需采用先进的加工工艺（匝间等距离）。零序电流互感器要选用动作特性有良好稳定性的DZ15L系列产品，其铁心采用具有良好交流磁导率的坡莫合金材料，脱扣器铁心和零序互感器铁心应选用同一材料。这样当在某一温度下互感器铁心磁导率增加而灵敏度提高，脱扣器衔铁吸力增加，其释放安匝数也相应增加，从而获得了补偿效果，保持了漏电保护器动作特性的稳定性。

2）在设计和应用时，应该正确选择漏电保护器的类型和技术参数。

根据 IEC的有关规定，RCD分为 AC、A、B三种类型。

AC型RCD是一种通用型保护装置，适用于家庭、公共场合和工业城镇中的TN、TT、IT配电系统内，当发生接地故障时，故障电流为正弦波的回路。我国生产和销售的家用及类似用途的RCD基本上都是AC型。

A型 RCD能在剩余电流为正弦波和脉动直流分量时脱扣。A型RCD适用于以下设备：微型计算机、电子打字机、收银机、医疗设备、电子称、光碟机、游戏机、电话交换机等。

在工业及医疗电气设备中，有的装有三相整流电路，接地故障时漏电电流波形为一平滑直流电流并略带纹波，此时应选用B类RCD保护。B型RCD适用于变频器、UPS、医疗电器（如X射线设备和CT设备）等。

在配电系统设计时，不允许把B型RCD设在I△n=300mA的AC型、A型RCD保护装置的后面。因为B型RCD所保护的用电设备，在故障时产生的平滑直流漏电电流，会影响AC型、A型RCD保护装置的正常脱扣。

RCD极数的选择必须大于或等于线路的极数，为减少停电面积，RCD应尽可能装在供电线路末端；当在 TN系统电路设置上下级 RCD时，上级RCD漏电电流的整定值大于下级整定值的2倍，上级RCD保护器动作时间大于下级RCD保护器动作时间整定值，一般级差大于或等于 100ms；供电给手握式电气设备和移动式设备的末端线路或插座回路，RCD动作时间不应大于0.4s；供给固定式电气设备用电的末端线路，RCD切断故障回路时间不宜大于5s。

3）按照RCD标准化接线图接线，杜绝人为接线故障引起的误动、拒动。

4）三相供电线路上的单相负荷应尽可能均匀地分配到三相上去，使三相漏电电流趋向于平衡，总合成漏电电流下降到最小。

5）防止过电压引起RCD误动，可选用具有延时性能和能承受过电压冲击的RCD，并在负载端采用过电压吸收装置。

6）使用 RCD要做好季度性保养，及时清理RCD内部油污、灰尘，定期做试跳试验，检查RCD的脱扣机构是否能正常工作。