浅谈民用建筑漏电保护器的使用

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1、浅谈民用建筑漏电保护器的使用摘要：文章结合工作实践,分析住宅装设两级漏电保护的必要性及其装设, 介绍 了漏电保护器的选用,总结了漏电保护器的使用经验。 关键词：民用建筑；漏电保护器；使用经验漏电保护器应用在民用建筑上已经有较长时间，本人长期参与施工工作， 积累了一些经验，拟就民用建筑中漏电保护器的使用及选择等略做介绍。 1 住宅装设两级漏电保护的必要性 凡住宅建筑，一般装设两级漏电保护，第一级漏电保护器在电源进线处装设， 第二级漏电保护器在每户的插座分支回路上装设。这是因为接地故障有两种： 电弧性接地故障和金属性接地故障。后者的危害是当设备可导电的金属外壳有 危险的接触电压，其后果是可产生人身

2、电击事故，而用户的电源插座回路常有 带金属外壳的固定式、手握式及移动式家用电器，当此类家电设备发生漏电时， 人体遭受电击后往往不能脱离漏电的家用电器，从而导致被电击者由于发生心 室纤维性颤动而造成死亡事故。所以第二级漏电保护器一般采用高灵敏度、能 瞬间快速动作的 30mA 的 RCD，漏电分段时间小于 0.1s ，其目的是让人体迅 速脱离开带电的可导电金属外壳，可避免电击事故的发生。 当绝缘导体发生电弧性接地故障时，故障电弧（电火花）由于本身阻抗较 大，故障电流较小，而断路器因为受灵敏度的限制，一般不能及时的切断电源。 电弧的局部温度很高，达到 2000 多摄氏度，极易引燃附近可燃物质。所以第

3、 一级漏电保护器安装在电源进线处，其额定动作电流约 300500mA，并带有 规定的延时。当住宅建筑任何一点发生电弧性接地故障时能够及时动作，切断 电源，从而避免电气火灾的发生。所以，我们经常把这一级漏电保护器称作“防 火漏电断路器”。因为它只是在塑料外壳式断路器基础上加装了漏电动作附件而 已，但其功能是在线路发生接地故障时经过一定的时限切断电源，有效的防止 电气火灾的发生。这里应强调的是第一级和第二级装设漏电电流动作保护器在 时限上应有选择性配合。 只在插座回路上安装漏电保护器的做法不能防范插座回路以外电气线路和设备 电弧性接地故障引起的电气火灾，为此应按 IEC60364-4-482（火灾

4、防护）和我 国低压配电设计规范（GB50054-95）要求，在电源进线上再安装一级漏 电保护器，其额定动作电流一般为 300mA，并带有约 0.15s 的延时，以与插座 回路上的漏电保护器有选择性配合。增加这一级漏电保护器对电气投资虽略有 增加，但对防范常见多发的危险接地电弧火灾却是至关重要的。另外还可实现 地建筑物配电线路电弧性和金属性的接地故障进行保护。 2 住宅两级漏电保护的装设 2.1 户内开关箱接线方式的选择及两级漏电保护时限上有选择性的配合 现在以比较典型的三室二厅和二室二厅的房子为例，看一看住宅如何装设两级 漏电保护，正常情况的住宅最大可能泄漏电流值，见表 1。 表 1三室二厅

5、泄漏电流值（mA） 二室二厅 泄漏电流值（mA） 线路（m） 300m BV-4mm2 15.6 200m BV-4mm2 10.4 日光灯（盏） 15 0.3 10 0.2电视机（台） 2 7 2 7 固定级 5 17.5 3 10.5 手持级 4 3 2 1.5 计算机 2 7 1 3.5 全部泄漏 电流值（mA） 50.4 33.1 由表 1 可以看出理论计算中泄漏电流是比较大的，有规定各项的最大允许泄漏 电流值正常情况下应远小于该数值，但是其中还没有考虑产品本身的质量、用 电设备和线路的老化、天气潮湿和室内温度等因素的影响，随着设备使用年限 的增长，泄漏电流值还会增大。另外考虑到用电设

6、备的同期使用系数，泄漏电 流值就会比计算的数值要小，综合考虑可按上面数值的 40%估算，这样基本上 可以表示每个住户在较长时间使用中可出现的最大漏电流值。那么按高峰时期 每户自身的同期使用系数为 0.8 计算，其泄漏电流值分别为 16.13mA 和 10.60mA。如果按多层住宅（六层、一梯两户）三室二厅加二室二厅一个单元， 假设每户电源线为 BV-310mm2、层高 3 米计算（这时各户主电流线的泄漏电 流约为 560.3=16.8mA），整个单元的同期使用系数为 0.5 计算，这一个单元 的总泄漏电流值约为 88.59 mA。如果按小高层住宅（11 层）、一梯两户全部 为三室二厅计算，其一

7、个单元正常的总泄漏电流值约为 180 mA。如果按高层 （25 层）、每层 6 户、三个三室二厅、三个二层二厅同期使用系数为 0.3 计算， 其总进线的累计正常泄漏电流值约为 600mA。以上数值是在比较正常使用中的 估算值。在低压配电设计规范（GB50054-95）第 4.4.21 条规定：“为减少接地 故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定动作电流不应 超过 0.5 A。”而在民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）第 14.3.10 条的 第七款中规定：“防止电气火灾为 300 mA。”这两个规范之间存在不同，如果按 上面的估算数值，高层住宅在任何一个规范中，由一路

8、电源给住宅部分供电， 在总进线处设置漏电保护器都是不可行的。 另外一方面，变频电梯、变频泵、变频空调等都会产生高次谐波，随着微电子 技术的发展，家电智能化是一个趋势，这些设备中为了提高抗干扰性，利用滤 波电容来减小电网中高次谐波对设备稳定性的影响，电容器的两端分别设在相 线和设备外壳上（经 PE 线接地），其正常泄漏电流值为：Ic=2fCU0其中：U0相线对地标称电压f电流频率C滤波电容总容量（F）Ic泄漏电流（A） 由式中可以看出，Ic 与 f、C、U0 成正比。U0 相对可以视为常量，C 与用电设 备有关，设备数量多，C 值也大，f 的影响必须考虑，电网中存在高次谐波，而 住宅每户的多为单

9、相供电，更容易产生谐波，其中三次谐波的影响最大，当三 次谐波分量为正常交流正弦波的 20%时，其泄漏电流值为正常泄漏电流值的 60%。而且随着电源质量的变坏，其泄漏电流值将会大幅增加，十分容易造成 漏电保护器误动作造成停电。这时跳闸的不是户内的开关，而是进线电箱的主 开关，这样造成的停电可能使住户感到十分不解，因为这时户内开关箱的开关 都处于接通状态，却没有电了。图 1 户内开关箱示意图 在低压配电设计规范第 4.4.22 条中规定：“多级装设的漏电电流动作保护 器，应在时限上有选择性配合。”因此，假设总进线漏电断路器没有延时，那么 会有两种情况会导致漏电断路器动作，一是住户的照明路漏电（泄漏

10、电流值超 过 300 mA），会造成进线处漏电保护器动作，而现在居住建筑的照明回路通 常不设漏电保护，所以照明回路故障很容易造成整个供电回路断电；二是住户 的插座回路漏电（其漏电电流值大于 300 mA 或 500 mA）或短路，这时也可 能导致进线处漏电保护器动作，因为此时哪一个保护装置动作是看哪一个保护 装置的跳闸速度快，这样看来整个系统有些敏感，抗干扰性差。所以根据规范 的要求，为了提高系统的安全性和稳定性，户内开关箱也应进行调整，见图 1。图 1 的方式 1 适合于经济型住宅，方式 2 适合于较高档的住宅，其中各户 进线主开关设置漏电动作电流值为 100 mA、动作时间小于 40ms

11、的漏电保护 断路，而在分支回路设置漏电动作电流值为 30 mA、动作时间小于 10ms 的漏 电保护断路器。如果按正常漏电保护器跳闸误差时间20%计算，这种设置方式 从动作电流值和动作时间上都有配合的余量来防止越级动作。可以防止照明回 路和插座回路故障引起总进线处的动作，把故障的影响范围限制在每住户的自 身范围内，而不波及整个单元。根据上述的改动，在进线处的漏电保护器的相 应数值为 In=300 mA，动作时间 0.25s 或 0.5s，这样就可以使整个系统在长 期内保持较高的稳定性。 由上面的论述可看到，按照现行住宅设计规范，在户内开关箱内加带漏电 保护功能的断路器是很必要的，因为原来规范中

12、上下级保护是根据开关的额定 电流大小来做相应的保护，而现在是同时存在两种保护，即短路及漏电保护， 如果单纯是短路保护，按原有方式（即在户内开箱主开关上不加漏电保护）能 有效保护电气系统。而漏电保护却有很大不同，笔者建议在户内开关箱按图 1 方式改进应该是与现行规范比较匹配。 2.2 电源侧 RCD 和 SPD 的安装位置确定 当建筑物电源侧设置浪涌保护装置（SPD）时，本人赞同将其设置在防火漏电 断路器（RCD）之后。理由有两点：其一，当 SPD 失效时，其对地导通将导 致接地故障，此接地故障电流可被防火漏电断路器检测到，从而得到可靠保护， 即使失效 SPD 未及时更换也不要紧。此时，防火漏电

13、断路器对 SPD 起后备保 护的作用；其次，确需整体更换 SPD 时，可断电以保证检修安全。 3 漏电保护器的选用 3.1 宜使用电磁式漏电断路器 目前电磁式漏电断路器价格已经和电子式价格相差无几，但前者的可靠性 是后者无法比拟的，而安全性、可靠性正是电气设计优先考虑的因素。依经验 电子式有三个缺点： 其一，当接地故障点距离漏电断路器太近时，故障电流产生的电压过低，并不 能使断路器跳闸； 其二，当发生中性线（N 线）断线的情况时，电子式漏电断路器失压，失去保 护功能； 第三，在浴室等极其潮湿的场所，50V 的接触电压不能算是安全电压，依然为 危险电压。如电压低于 50V，则电子式漏电断路器又拒

14、动作。 3.2 如采用电子式漏电保护器应注意的事项当采用电子式漏电保护器时，应注意漏电保护器的安装位置不能离插座太近，以保证漏电保护器处有足够的故障残压。另外，当回路的中性线断线时， 回路上的电子式漏电保护器也将因失压而不能动作，这时如手持绝缘损坏的手 握式和移动式设备将是十分危险的。 4 经验结论 4.1 漏电保护断路器的设置位置应根据工程的不同来选择如果是多层住宅或一梯二户的小高层住宅，因为住户较少，所以其泄漏电 流较小，所以漏电保护断路器既可以设在总进线开关处，也可以设在总进线配 电箱的至各单元的分支开关上，后一种作法可比前一种作法长期工作可靠性、 稳定性都比较好。如果是高层住宅、住户较

15、多时，可改在每个集中计量箱的上 一级的开关上（如其相应的线线插接箱的开关上），如果上一级开关是主开关， 则把漏电流保护器设在集中计量箱的主开关上，同时应该对集中计量箱最大分 支数量进行限定，以保证其可靠性。另外根据上面对泄漏电流的计算，如果住 户过多的话，设一个回路给住户供电可能造成其系统不稳定或无法工作。所以 笔者建议规范应对住户较多的高层住宅限定每一个回路最大允许用户数量，超 过这个数量，应增加供电回路，以保证在用电安全性下的长期工作的可靠性和 稳定性。 4.2 在户内开关箱的主开关上设置漏电保护断路器这种作法可以有效限制户内电气故障的影响范围，使电力系统更加可靠、 稳定、而投资并不大。 4.3 在漏电保护断路器的动作时限应有选择性配合如果不进行选择性配合，就可能出现越级动作，给住户造成不必要的麻烦 和误解。 4.4 保持漏电保护断路器向住宅负荷供电的独立性如果住宅中存在电梯负荷、变频供水泵等可产生高次谐波的公用设施，那 么在总进线断路器上设置漏电保护装置会使系统容易产生误动作。如果在向住 宅供电的分支回路上单独设置漏电保护断路器，上述公用设施对漏电保护装置 的影响将减至最小，所以保持漏电保护断路器向住宅负荷供电的独立性，是保 证住宅供电系统长期工作可靠性和稳定性的一个关键。