剩余电流动作保护装置的保护功能
2008-01-09 14:56:24 来源：
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电力18讯： 编者按：修订后的GB 13955-2005《剩余电流动作保护装置的安装和运行》，近期已由国家标准化技术委员会审查、批准、发布。
国内外的经验表明，在低压配电系统，推广使用剩余电流保护装置，对于防止人身电击伤亡事故、避免因接地故障引起的电气火灾事故、减少剩余电流造成的电能损耗，具有明显的效果。根据我国电网接地系统的具体情况和多年来的实践证明，低压电网采用剩余电流动作保护装置，作为防止人身电击伤亡、电气设备损坏和电气火灾的各项安全技术措施的补充保护措施，是行之有效的，同时为减少电气线路漏电引起的电能损耗，具有明显效果。近10年来，全国电击伤亡人数的明显下降可作有力的证明。
在全国范围内的城网和农网改造中，强制性地推广应用剩余电流保护装置，极大地提高了安全用电水平。在城网改造，在低压配电系统的设计中，对末端的电气设备和居民住户，都配置了剩余电流保护装置，特别在一户一表的设置中，剩余电流保护装置成为必不可少的安全用电保护设备。
国家标准GB 13955经过10年的具体实施，而且又经过城网和农网两网改造，很多地区将接地系统由TN-C改造为TN-C-S后，为安装剩余电流保护装置创造了条件，使剩余电流保护装置得到更广泛的应用，并为修订标准提供了有利条件。
为配合标准的贯彻实施，《农村电气化》2005年7~12期期刊上，将刊载有关介绍国标的文章，刊载国标内容的简介、国标修订的依据。国标强制执行对安全用电的重大社会效益，及电气专家对标准的评价，各地在农网改造中安装使用剩余电流动作保护装置的运行经验及教训，以及开展关于贯彻国标的讨论。欢迎广大读者积极投稿，介绍本地区剩余电流保护装置的安装使用情况和经验教训。
为使广大基层工作人员能及时了解到剩余电流动作保护装置产品的最新动态，在《农村电气化》刊物上还将介绍一些质量可靠、信誉好的生产厂的优质产品的性能、特点，以满足大家的要求。
剩余电流动作保护装置主要有如下保护功能。
1 直接接触电击保护
GB 13955-2005中指出：在直接接触电击保护中，剩余电流保护装置在基本保护措施失效时，可作为直接接触电击保护的补充保护或后备保护措施（不包括对相与相、相与N线间形成的直接接触电击事故的保护）。并且强调："用于直接接触电击事故防护时，应选用一般型（无延时）的剩余电流动作保护装置。其额定剩余动作电流不超过30 mA。"
在发生直接接触电击时，剩余电流通过人体，容易造成生命危险。根据电流对人体的作用及影响，IEC 60479研究结果证明，15~100 Hz交流电流对人体的影响，可分为四个电流区域，如图1所示。其中在区域①，人体没有感觉，在区域②无有害的生理效应，区域③不会产生器官损伤，区域④的电流一时间值是最危险的，因为这个区域会出现心室纤维性颤动，心脏的搏动节律受阻，影响大脑的血液流通而引发死亡。因此直接接触电击保护的目的，是要防止电流对人体的影响落入区域④，为此必须先用I△n≤30mA及动作为（一般型）无限时的剩余电流保护装置。人在直接触及带电导体时，流过人体的电流值取决于人体内部电阻和站立地点的接触电阻。对电击死亡事故的研究表明，可认为最不利的情况是，站立点的接触电阻接近于零，例如赤脚站在潮湿的地上。这时流过人体的电流，仅取决于人体的电阻。测量结果指出，电流途径为左手至脚或左手至右手，其电阻值约为1000W。考虑到对地故障电压为220V，则此时的电流值达220mA左右，这时如使用I△n≤30mA的一般型剩余电流保护装置，则能在40ms内动作。由图1可以看出，这时时间一电流对应点A落在区域②，这区域内一般不会发生对人体有害的生理效应，在大部分情况下不会发生电击伤亡事故。
图1还表示了额定剩余动作电流10 mA和30 mA一般型（无限延时）剩余电流保护装置的脱扣动作时间一电流特性线带，可以看出脱扣时间一电流特性曲线带，大部分位于区域②，一小部分位于区域③，因此不会发生致命危险，而使用额定剩余动作电流大于30mA的剩余电流保护装置，时间-电流特性曲线带将要进入区域④，有可能发生电击伤亡事故。
此外，根据试验结果和实际的电击事故表明，较大的电流过人体时，电流途径中的肌肉会发生痉挛，使电击者握住带电的导体而不能自行摆脱。IEC479的研究结果又表明，摆脱电流与频率有关，在电网频率50Hz及10mA电流时，有99.5%的被试人员能自主摆脱电源。因此通常认为在50 Hz交流时，摆脱电流极限为10mA。由此可见，在直接接触电击保护中，如考虑能自行摆脱带电导体，应选用10mA的剩余电流保护装置。如直接接触的对象是小孩或病人，心室颤动的阀值可能较低，容易发生心室颤动，这时也应选用额定剩余动作电流I△n≤10mA的剩余电流保护装置。
2 间接接触电击保护
间接接触电击保护最有效的措施是自动切断电源，而剩余电流保护装置具有这个功能。这种保护是在故障条件下的持续接触电压限制在
国内外的经验表明，在低压配电系统，推广使用剩余电流保护装置，对于防止人身电击伤亡事故、避免因接地故障引起的电气火灾事故、减少剩余电流造成的电能损耗，具有明显的效果。根据我国电网接地系统的具体情况和多年来的实践证明，低压电网采用剩余电流动作保护装置，作为防止人身电击伤亡、电气设备损坏和电气火灾的各项安全技术措施的补充保护措施，是行之有效的，同时为减少电气线路漏电引起的电能损耗，具有明显效果。近10年来，全国电击伤亡人数的明显下降可作有力的证明。
在全国范围内的城网和农网改造中，强制性地推广应用剩余电流保护装置，极大地提高了安全用电水平。在城网改造，在低压配电系统的设计中，对末端的电气设备和居民住户，都配置了剩余电流保护装置，特别在一户一表的设置中，剩余电流保护装置成为必不可少的安全用电保护设备。
国家标准GB 13955经过10年的具体实施，而且又经过城网和农网两网改造，很多地区将接地系统由TN-C改造为TN-C-S后，为安装剩余电流保护装置创造了条件，使剩余电流保护装置得到更广泛的应用，并为修订标准提供了有利条件。
为配合标准的贯彻实施，《农村电气化》2005年7~12期期刊上，将刊载有关介绍国标的文章，刊载国标内容的简介、国标修订的依据。国标强制执行对安全用电的重大社会效益，及电气专家对标准的评价，各地在农网改造中安装使用剩余电流动作保护装置的运行经验及教训，以及开展关于贯彻国标的讨论。欢迎广大读者积极投稿，介绍本地区剩余电流保护装置的安装使用情况和经验教训。
为使广大基层工作人员能及时了解到剩余电流动作保护装置产品的最新动态，在《农村电气化》刊物上还将介绍一些质量可靠、信誉好的生产厂的优质产品的性能、特点，以满足大家的要求。
剩余电流动作保护装置主要有如下保护功能。
1 直接接触电击保护
GB 13955-2005中指出：在直接接触电击保护中，剩余电流保护装置在基本保护措施失效时，可作为直接接触电击保护的补充保护或后备保护措施（不包括对相与相、相与N线间形成的直接接触电击事故的保护）。并且强调："用于直接接触电击事故防护时，应选用一般型（无延时）的剩余电流动作保护装置。其额定剩余动作电流不超过30 mA。"
在发生直接接触电击时，剩余电流通过人体，容易造成生命危险。根据电流对人体的作用及影响，IEC 60479研究结果证明，15~100 Hz交流电流对人体的影响，可分为四个电流区域，如图1所示。其中在区域①，人体没有感觉，在区域②无有害的生理效应，区域③不会产生器官损伤，区域④的电流一时间值是最危险的，因为这个区域会出现心室纤维性颤动，心脏的搏动节律受阻，影响大脑的血液流通而引发死亡。因此直接接触电击保护的目的，是要防止电流对人体的影响落入区域④，为此必须先用I△n≤30mA及动作为（一般型）无限时的剩余电流保护装置。人在直接触及带电导体时，流过人体的电流值取决于人体内部电阻和站立地点的接触电阻。对电击死亡事故的研究表明，可认为最不利的情况是，站立点的接触电阻接近于零，例如赤脚站在潮湿的地上。这时流过人体的电流，仅取决于人体的电阻。测量结果指出，电流途径为左手至脚或左手至右手，其电阻值约为1000W。考虑到对地故障电压为220V，则此时的电流值达220mA左右，这时如使用I△n≤30mA的一般型剩余电流保护装置，则能在40ms内动作。由图1可以看出，这时时间一电流对应点A落在区域②，这区域内一般不会发生对人体有害的生理效应，在大部分情况下不会发生电击伤亡事故。
图1还表示了额定剩余动作电流10 mA和30 mA一般型（无限延时）剩余电流保护装置的脱扣动作时间一电流特性线带，可以看出脱扣时间一电流特性曲线带，大部分位于区域②，一小部分位于区域③，因此不会发生致命危险，而使用额定剩余动作电流大于30mA的剩余电流保护装置，时间-电流特性曲线带将要进入区域④，有可能发生电击伤亡事故。
此外，根据试验结果和实际的电击事故表明，较大的电流过人体时，电流途径中的肌肉会发生痉挛，使电击者握住带电的导体而不能自行摆脱。IEC479的研究结果又表明，摆脱电流与频率有关，在电网频率50Hz及10mA电流时，有99.5%的被试人员能自主摆脱电源。因此通常认为在50 Hz交流时，摆脱电流极限为10mA。由此可见，在直接接触电击保护中，如考虑能自行摆脱带电导体，应选用10mA的剩余电流保护装置。如直接接触的对象是小孩或病人，心室颤动的阀值可能较低，容易发生心室颤动，这时也应选用额定剩余动作电流I△n≤10mA的剩余电流保护装置。
2 间接接触电击保护
间接接触电击保护最有效的措施是自动切断电源，而剩余电流保护装置具有这个功能。这种保护是在故障条件下的持续接触电压限制在
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