剩余电流保护电器
剩余电流保护电器(简称RCD)是在正常运行条件下,能接通承载和分断电流,以及在规定条件下,当剩余电流达到规定值时,能使触点断开的机械开关电器或者组合电器。也称剩余电流动作保护电器。
(1)剩余电流保护电器的功能
剩余电流保护电器的功能是:当电网发生人身(相与地之间)触电事故时,能迅速切断电源,可以使触电者脱离危险,或者使漏电设备停止运行,从而避免触电引起人身伤亡、设备损坏或火灾的发生,它是一种保护电器。剩余电流保护电器仅仅是防止发生触电事故的一种有效的措施,不能过分夸大其作用,最根本的措施是防患于未然。
(2)剩余电流保护电器的分类
① 按照保护功能和结构特征分类,剩余电流保护电器可分为剩余电流继电器、剩余电流开关、剩余电流断路器和漏电保护插座。
② 按照工作原理分类,可分为电压动作型和电流动作型剩余电流保护电器,前者很少使用,而后者则广泛应用。
③ 按照额定漏电动作电流值分类,可分为高灵敏剩余电流保护电器(额定漏电动作电流小于30mA)、中灵敏剩余电流保护电器(额定漏电动作电流介于30~1000mA之间)和低灵敏剩余电流保护电器(额定漏电动作电流大于1000mA)。家庭可选用高灵敏剩余电流保护电器。
④ 按照主开关的极数分类,可以分为单极二线剩余电流保护电器、二极剩余电流保护电器、二极三线剩余电流保护电器、三极剩余电流保护电器、三极四线剩余电流保护电器和四极剩余电流保护电器。
⑤ 按照动作时间分类,可分为瞬时型剩余电流保护电器、延时型剩余电流保护电器和反时限剩余电流保护电器。其中,瞬时型的动作时间不超过0.2s。
(3)剩余电流断路器的工作原理
剩余电流是指流过剩余电流保护器主回路的电流瞬时值的矢量和(以有效值表示)。
① 三极剩余电流断路器的工作原理:剩余电流断路器是在普通塑料外壳式断路器中增加一个零序电流互感器和一个剩余电流脱扣器(又称为漏电脱扣器)组成的电器。

三极剩余电流断路器原理图
根据基尔霍夫定律,三相电的矢量和为零,即
所以在正常情况下,零序电流互感器的二次侧没有感应电动势产生,剩余电流断路器不动作,系统保持正常供电。当被保护电路中出现漏电事故时,三相交流电的电流矢量和不为零,零序电流互感器的二次侧有感应电流产生,当剩余电流脱扣器上的电流达到额定剩余动作电流时,剩余电流脱扣器动作,使剩余电流断路器切断电源,从而达到防止触电事故的发生。每隔一段时间(如一个月),应该按下剩余电流保护电器的试验按钮一次,人为模拟漏电,以测试剩余电流保护电器是否具备剩余电流保护功能。四极剩余电流保护电器的工作原理与三极剩余电流保护电器类似,只不过四极剩余电流保护电器多了中性线这一极。
② 二极剩余电流断路器的工作原理 二极剩余电流断路器如图所示,负载为单相电动机,I_idGenCharOverride-4和I_idGenCharOverride-4大小相等,方向相反,即

二极剩余电流断路器原理图
当有漏电I_idGenCharOverride-4时,互感器中产生磁通,互感器的副边线圈产生感应电动势,使断路器的脱扣线圈动作,从而使电源切断,起到保护作用。
③ 电子式剩余电流保护电器的工作原理 当发生漏电事故时,电流继电器将漏电信号传送给电子放大器,电子放大器将信号放大,从而断路器的脱扣机构使主开关断开,切断故障电路。
(4)剩余电流断路器的性能指标
① 剩余动作电流。指使剩余电流保护电器在规定的条件下动作的剩余电流值。
② 分断时间。从达到剩余动作电流瞬间起到所有极电弧熄灭为止所经过的时间间隔。
以上两个指标是剩余电流断路器的动作性能指标,此外还有额定电流、额定电压等指标。
(5)剩余电流断路器的选用
剩余电流断路器的选用需要考虑的因素较多,下面仅讲解其中几个因素。
① 根据保护对象选用。若保护的对象是人,即直接接触保护,就应该选用剩余动作电流不高于30mA、灵敏度高的漏电断路器;若防护电气设备,则其剩余动作电流可以高于30mA。
② 根据使用环境选用。如家庭和办公室选用剩余动作电流不高于30mA的剩余电流断路器。具体请参考有关文献。
③ 额定电流、额定电压、极数的确定与前面介绍的低压断路器的选用一样。