[科普中国]-剩余电流

剩余电流，是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。通俗讲当用电侧发生了事故,电流从带电体通过人体流到大地,使主电路进出线中的电流I相和I中的大小不相等,此时电流的瞬时矢量合成有效值称为剩余电流，俗称漏电。

简介剩余电流(Residual Current)即漏电电流。流过剩余电流动作保护装置主回路的瞬间电流为电流有效值。
由于剩余电流发生变化，表明带电导体对地绝缘被破坏，则利用检测剩余电流环节来启动保护装置跳闸，从而来防止发生触电及接地电弧引发的火灾。1

产生原因●建筑物内的导线使用年久失修，其绝缘层老化破损。

●建筑物内导线安装施工不规范，如导线不穿阻燃管，直接埋于墙内或置于桁架上。

●导线施工质量粗糙，偷工减料，使用钢管穿线时钢管内壁刮伤导线绝缘层。

●娱乐场所等公共活动场所在进行二次装修时，乱敷电线，致使各种施工遗留缺隐贴近易燃物；

●电气设计不当，包括使用者随意增加负荷，造成导线过负荷而发热，导线绝缘层老化失效。

●用户内部私拉乱扯线路，架设极不规范。

●线路受自然条件影响，如导线碰树，大风吹断导线，空气潮湿导致导线绝缘水平下降等。

●各种人为的破坏造成断线等。

接地故障导线单相接地故障的现象一部分是显露的，如单相断线、导线搭接接地体。而其中大部分故障现象是隐蔽的，这是因为导线的绝缘层的绝缘电阻不合格，由于绝缘电阻过小产生泄漏电流。在泄漏电流集中流入大地点(接地体)便会发生高热，一旦在流入大地点有易燃物，经高温作用便会产生燃烧。导线的泄漏电流一般为mA级，线路的过电流保护(过负荷保护和短路保护)无法动作发挥保护作用。

例如线路因过载使绝缘温度超过允许最高工作温度，绝缘老化加速，使绝缘水平降至规定值以下，如果没有外因触发，短路一般不会发生。如果有外因触发，例如雷电引起的瞬态过电压，邻近大功率设备的操作过电压以及变电所高电压侧接地故障引起的暂态过电压等，则在此大幅值过电压冲击下，老化的绝缘将被击穿而燃弧短路。过电压转眼消失，工频短路电弧却能长时间延续，这是因为电弧的高阻抗限制了短路电流，使断路器不能或不及时动作。这类过电压多出现于在带电导体与地之间，所以这种短路也多为接地故障。

短路的形成一般有两种，一是由导体间直接接触，短路点往往被熔焊的金属短路，另一种则是上述以电弧为通路的电弧性短路。前者短路电流以若干kA计，金属线芯产生高温以至炽热，绝缘被剧烈氧化而自燃，起火危险甚大，但大短路电流能使断路瞬时动作切断电源，火灾往往得以避免。后者因短路电弧长时间延续，而电弧局部温度可高达3000°～4000℃，容易烤燃附近可燃物质起火，由于接地故障引起的短路电流较小，不足以使断路器动作跳闸切断电源，所以电弧性短路引起火灾危险远大于金属性短路。

电气短路以接地故障居多，电弧性接地引起火灾危险性大。不论是TN系统还是TT系统，接地故障电路的阻抗都大于带电导体短路电路的阻抗。在接地故障电路全为金属导体的TN-C-S系统，其导电性能不良失去接地并不影响设备的使用，故不易发现。但一旦发生接地故障，连接点的阻抗将限制短路电流，而导致电弧性短路的发生。连接点和故障点产生电弧和电火花所引起火灾，而断路器却不能动作跳闸切断故障。至于TT系统，其接地故障电路内串联有系统接地和设备外壳的保护接地两个接地电阻，电路本身的阻抗就很大，更易发生电弧性短路。由此可见，接地故障的电路阻抗大，使它易以电弧短路的形式出现，这也是接地故障容易导致电气火灾的一个重要原因。

一般措施为防止接地故障引起电气火灾，一般应采取下列措施：

（1）认真检查线路的安装是否符合电气装置规程的要求。例如线间距离、前后支持物的距离、受损绝缘的检修等，都应符合装置的安全要求。

（2）定期测量检查线路的绝缘。如果测得的线路导线间和导线对地绝缘电阻小于规定值，必须将绝缘损坏处加以处理，破损严重的导线必须更换。

（3）正确选择与导线截面匹配的熔断器。严禁用其他金属导线代替熔体。

（4）线路和电气设备都应在允许的负荷条件下运行，防止因长期过负荷引起绝缘损坏而发生漏电或短路。

（5）经常监视线路的运行情况，如发现严重过负荷时应及时处理。

为了防止因接触电阻过大引起的接地故障火灾，可采取下列措施：

（1）导线间连接时，必须执行有关规程的规定。

（2）导线与各种电气设备的连接，特别是铝导线与电气设备的连接，应按有关规程的规定执行。

（2）对运行中的线路和设备定期进行巡视检查，如发现接头发热或松动时应及时处理。

防止电弧性接地故障引起电气火灾的有效措施

一般的低压断路器不能作为因接地故障引起的电气火灾保护装置。因为其额定动作电流较大。而接地故障引起的接地短路电流较小，因此不能以使断路器动作跳闸。而只有带剩余电流动作保护的断路器，能够在接地故障电流小至在几个mA时。就能动作跳闸，断开故障电路，防止电气火灾。

在低压侧电源进线处装接带剩余电流保护功能的断路器是一项重要的防火灾措施，其剩余电流保护功能对全建筑物的电弧性接地故障引起火灾进行防护。这在一些发达国家已是广泛应用的电气防止火灾技术，一些供电公司，包括我国香港的供电公司，为了用户的安全用电，对不具备这一防止火灾措施的用户是不予接电的。国际电工标准IEC60364-5-53第531.2.4条规定，TT系统的电源进线处必须装用剩余电流保护装置，TN系统的电源进线处，为切断全建筑物内的电弧性接地故障也应装用。我国《住宅设计规范》(GB50096)作出每幢住宅楼的总电源进线断路器应具有剩余电流保护功能的明确规定。因住户不懂得用电安全知识，又无专业电工维护管理，住宅电气火灾发生最多。据统计，我国住宅电气火灾占全国电气火灾的一半以上，所以这一规定是十分必要的。

因此，为防止电气火灾的发生，应在低压电源进线端安装带过载保护、短路保护、剩余电流动作保护于一体的多功能低压断路器，不仅可以保护线路、保护设备、而且还可以防止因接地故障引起的电气火灾。

为防止电气火灾安装的剩余电流保护装置应注意的问题：

(1)仅在线路末端安装保护装置。一般线路干线上断路器的短路整定电流比末端电路大得多，一旦发生电弧性接地故障，干线上断路器不可能切断故障电流，起不到保护作用。因此干线上接地故障引起的电气火灾危险性更大。为此仅在末端安装剩余电流保护装置，是无法保护电气线路单相接地引起的电气火灾。只有在电气线路的进线端安装剩余电流保护装置，与末端保护形成分级保护方式，其动作特性可协调配合。才能起到保护装置既能防止人身电击事故，又能防止单相接地引起电气火灾事故。

(2)保证接线正确，才能防止误动作。安装保护装置后，如发生不应有的跳闸，其真实原因往往不是保护装置有问题，而是线路接地有问题。例如楼内某一线段的PE线和N线接反，PE线中通过若干的中性线电流，保护装置会跳闸。又如某一相线或N线因施工不慎，绝缘损坏而故障接地，故障电流经地返回电源，也会误跳。有时现场检查结果，跳闸的原因几乎全是施工安装不善，经改正后就不再跳闸，保护装置合不上正说明它显示了故障的存在，起到了应有的保护作用。因此应下功夫排除故障，不能随意拆除保护装置。

对于大型的住宅楼，如果担心三相泄漏电流的矢量和大于500mA，也可选用更大的额定动作电流值。按IEC755产品标准和我国产品标准，优选值有0.006A、0.01A、0.03A、0.1A、1A、3A、5A、10A和20A可选用。对住宅楼而言，不宜大于1A，因为如果泄漏电流的矢量和大于1A，则该电气设计不太合理了。一般情况下，可选择800mA左右，或选择动作时间为延时型、动作电流可调整的剩余电流动作保护装置。特大住宅楼(也包括其它建筑物)的保护装置可分三级装设。但应考虑每一次保护装置的额定动作电流(IΔN)和动作时间(s)应协调配合，以保证动作的选择性。

(3)为防止电气火灾，建议选用报警式或带自动监控的剩余电流保护装置。

对于防止单相接地短路引起的电气火灾，要求安装剩余电流超过动作值时切断电源，会造成公共秩序混乱等情况，为此采用报警式保护装置或火灾自动监控系统及时采取措施。安装防止单相接地短路故障而引起的电气火灾的报警或监控装置应根据相关场所的面积，适当划分防火区，按区域安装。

其他因停电可能造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所，亦可参照电气火灾防护，采取措施，或安装报警式或自动监控装置的剩余电流动作保护装置。如：

●公共场所的应急电源，通道照明；

●确保公共场所安全的设备；

●消防设备的电源；如消防电梯、消防水泵、消防照明；

●防盗报警电源；

●其它不允许停电的特殊设备和场所。

保护器剩余电流动作保护器

农网自投入剩余电流动作保护器之后，农村用电触电死亡人数大幅下降。随着农网改造工程的不断深入，农村低压配电网的健康水平有了很大提高。但是由于农网中一些剩余电流动作保护器不能可靠动作，致使一些省份的剩余电流动作总保护器投运率较低(参见农电事故统计年报)，影响农村低压电网的安全运行和供电可靠性。为改变这一状况，国家电力公司农电部委托全国农电学会组织专家对此问题进行研究，提出对策。2001年5月21日至22日农电学会召开第六次专家研讨会议(第五次会议为专家预备会)，对剩余电流动作保护器的分级保护原则、各级保护应具备的功能以及今后发展的方向，进行了热烈的讨论，一致形成以下意见：

(1)农村电网低压配电系统的剩余电流动作保护应执行《漏电保护器安装和运行》(GB13955-92)、《剩余电流动作保护器农村安装运行规程》(DL/T736-2000)等标准，并实行“分级保护”的原则。具体分级的级次、剩余电流与延时时限的整定配合，应按照当地低压电网的结构进行测试和计算，根据运行水平因地制宜地确定。

(2)关于总保护。剩余电流动作总保护仅对网络中出现的间接接触触电进行保护，不具备防止人身直接接触触电的功能。但为保证低压主干线的安全运行，建议剩余电流动作总保护除应具备在达到动作整定值时可靠跳闸的基本功能外，还可具备在架空线路发生断线、过负荷、短路等情况时动作于跳闸的功能。

(3)关于中级保护。为了缩小故障停电范围，提高供电可靠性，在分支较长、负荷较大或用户较多的线路上宜装设中级保护。在总保护与末端(家用)保护之间设立的剩余电流动作保护均属中级保护。农村场院、乡镇企业配电室等负荷集中的用户，可依此原则设立分级保护。中级保护的基本功能与总保护相同，即在达到动作整定值时可靠跳闸，还可具备架空线路发生断线、过负荷、短路等情况时动作于跳闸的功能。

(4)关于末级(家用)保护。末级(家用)保护除应具有较高的触电动作灵敏度外，还应具备过电压保护功能。在规程规定的安装地点，如TT系统中的移动式电器、携带式电器、临时用电设备、手持电动工具等必须安装末端(家用)剩余电流动作保护器。

(5)应不断改进剩余电流动作保护技术，研究新原理，开发新产品，使剩余电流动作保护器性能可靠、品种齐全、功能实用、定值准确，并尽可能做到质高价廉。?

会议认为，有关部门执行的产品认证，是最基础的质量保证制度。为保证农网安全运行，农电系统应在此基础上继续实行入网产品质量控制，必要时可制定订货技术条件，严防假冒伪劣产品混入农网；农电部门还应继续配合政府有关部门打击假冒伪劣产品的工作。与此同时，要对农电企业和广大农村用户做好有关剩余电流动作保护器常识的宣教工作，使广大农电职工和农民群众正确认识剩余电流动作保护器的功能，确保农村低压电网安全运行和农村居民安全用电。

对剩余电流动作保护技术的研究任重而道远。希望各省农电部门把对剩余电流动作保护器的意见和建议及时反馈给我们，使我国从剩余电流动作保护器的产量大国跃升为质量大国。2

剩余电流动作保护器的运行维护管理

剩余电流动作保护器，又通俗的称作触电保安器或简称保护器（保安器），它是有效防止低压触、漏电事故的重要保护电器装置。剩余电流动作保护器在城乡用户中已基本普及，从而使用户有效地避免了因误触带电设备而可能招致的触电伤害，在农村，人们朴素地把剩余电流动作保护器称为“保命器”，本文着重对剩余电流动作保护器的运行维护管理谈一点看法。

1剩余电流动作保护器在投入运行后，使用单位应建立运行记录和相应的管理制度。

2管电人员每月至少应对剩余电流动作保护器进行通电跳闸试验，即按动试验按钮，以检查剩余电流动作保护器动作是否可靠。每当雷击或其它原因使剩余电流动作保护器动作后，应作检查并进行跳闸试验。农村用电高峰季节，应增加试跳次数；停用的剩余电流动作保护器使用前应先跳闸试验一次。

3为全面掌握剩余电流动作保护器的运行状况，应定期(如在每年安全检查期间)对剩余电流动作保护器进行抽样检查测试。

4对剩余电流动作保护器的测试工作应在当地电力部门的指导下，由供电所专职安全管理人员组织进行。定期测试剩余电流动作保护器动作特性的项目应包括剩余动作电流值、剩余不动作电流值、分断时间。

5对低压电网的测试内容包括被保护电网的对地不平衡泄漏电流、被保护电网和各种负载、电机的绝缘电阻值、配电变压器低压侧中性点泄漏电流，以及各用电设备保护接地装置的接地电阻。测试数据与上一次测试结果相比较，进行综合分析。对测试不合格或有较大缺陷者，应及时进行检修或更换。

6剩余电流动作保护器的动作特性试验和保护电网模拟漏电动作试验，应使用国家有关部门检测合格的专用测量仪表，由专业人员进行操作。严禁用相线直接触碰接地装置进行保护电网模拟漏电动作试验。请登陆:输配电设备网浏览更多信息

7试跳、测试、整定和试验过程必须设专人记录，记录项目和数据不得混淆、错误，以供今后运行分析时参考。

8若在剩余电流动作保护器的保护范围内发生电击伤亡事故，应检查保护器动作情况，分析其原因，并写入事故报告中。注意：在电力部门未派人检查前，要保护好现场，不得改动保护器现场。

9用户有意使保护器拒动或误动，应当给予批评教育和警告，经批评教育仍不悔改者可暂时停止该户用电。

10剩余电流动作保护器动作后，经检查未发现事故原因时，允许试送电一次，如果再次动作，应查明原因找出故障，不得连续强行送电。除经检查确认为剩余电流动作保护器本身故障外，严禁私自拆除剩余电流动作保护器强行送电。

11剩余电流动作保护器的维修应由专业人员进行，运行中遇有异常现象应找电工处理，以免扩大事故范围。

12供电所应配备常用测试表计和一定数量的备用保护器。应定期分析剩余电流动作保护器的运行情况，及时更换不能正常使用的剩余电流动作保护器。

【建议】

在正在修订的规程中，这样描述“中级保护 ”：

安装在总保和户保之间的漏电保护，亦称“分保”。中级保护因安装地点不同而有不同名称，安装在配电网三相分支线上的称为“三相分保”；安装在居民点集表箱内的称为“单相总保”。

【这里提出“单相总保”的概念，完全是为了解决产权－管理权引起的技术上无法保证用户安全的困难。实际上单相总保除了额定电流要能够满足各用户的】

剩余电流动作保护器使用中的注意事项

1剩余电流动作保护器既能起保护人身安全的作用，还能监督低压系统或设备的对地绝缘状况。但不要以为安装了剩余电流动作保护器后，就可以万无一失而麻痹大意，应仍以预防为主(因它仅是基本保护措施中的一种附加保护)。只有认真做好安全用电的管理、宣传和教育工作，落实好有关各项安全技术措施，才是实现安全用电的根本保证。

2剩余电流动作保护器是在人体发生单相触电事故时，才能起到保护作用的。如果人体对地处于绝缘状态，一旦是触及了两根相线或一根相线与一根中性线时，保护器就并不会动作，即此时它起不到保护作用。

3剩余电流动作保护器安装点以后的线路应是对地绝缘的。若对地绝缘降低，漏电电流超过某一定值(通常为15mA左右)时，保护器便会动作并切断电源。所以要求线路的对地绝缘必须良好，否则将会经常发生误动作，影响正常用电。

4低压电网实行分级保护时，上级保护应选用延时型剩余电流动作保护器，其分断时间应比下级保护器的动作时间增加0.1～0.2s以上。

5安装在总保护和末级保护之间的剩余电流动作保护器，其额定剩余动作电流值，应介于上、下级剩余电流动作保护器的额定剩余动作电流值之间，且其级差通常应达1.2～2.5倍。

6总保护的额定剩余动作电流最大值分别不应超过75—100mA(非阴雨季节)及200—300mA(阴雨季节)；家用剩余电流动作保护器应实现直接接触保护，其动作电流值不应大于30mA；移动式电力设备及临时用电设备的剩余电流动作保护器动作电流值为30mA。

7低压电网总保护采用电流型剩余电流动作保护器时，变压器中性点应直接接地；电网的中性线不得有重复接地，并应保持与相线一样的良好绝缘；剩余电流动作保护器安装点后的中性线与相线，均不得与其他回路共用。

8照明以及其他单相用电负荷要均匀分配到三相电源线上，偏差大时要进行调整，力求使各相漏电电流大致相等；当低压线路为地理线时，三相的长度宜相近。

探测器剩余电流式电气火灾监控探测器

为了有效遏制电气火灾，根据电气火灾的特征，国家制定了《GB14287.2-2014 电气火灾监控系统第二部分：剩余电流式电气火灾监控探测器》以及高层民用建筑设计规范GB50045-95解释——《GB50045》，剩余电流式电气火灾监控探测器是专门检测电气线路中的剩余电流，以防止发生电气火灾。根据相关规定，整个供电线路的剩余电流监控一般分3级：主干线、次干线和负载终端。

在实际应用时，剩余电流式电气火灾监控探测器与剩余电流动作保护器（RCD）配套使用，剩余电流动作保护器一般安装在负载终端，主要用于人身触电时及时切断电源，防止电击事故发生，剩余电流式电气火灾监控探测器安装在配电室和配电箱处，实时检测供电线路干线、次干线的剩余电流，如超过剩余电流报警值立即发出声光报警信号，提示检修，主要用于预防漏电引起的电气火灾。两者配合可构成对漏电“整体监测、局部跳闸”的完整防护体系。对切断整体或干线电源而造成大面积停电，可能导致重大经济损失及不良社会影响的场所，不适合安装剩余电流动作保护器，而应当安装剩余电流式电气火灾监控探测器。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学