漏電斷路器檢測標準探討

薛 昊

（天津市電工技術科學研究院，天津300232）

0 引言

隨著社會的發(fā)展，自動化水平越來越高，人們對于用電安全重視程度也越來越高。自動化水平的發(fā)展使漏電斷路器得到了普遍應用。國家標準GB16917.1-2014適用于家用和類似用途的帶過電流保護的剩余電流動作斷路器（RCBO)，逐步取代2013年版標準。由于漏電斷路器種類眾多，國家標準分別從各個方面對漏電電路器進行分類。本文對漏電斷路器試驗中遇到的問題進行探討，對新標準中增加的試驗項目進行簡單剖析。

1 漏電斷路器分類

剩余電流動作斷路器，俗稱漏電斷路器，在正常運行條件下能接通、承載和分斷電流，在規(guī)定條件下，當剩余電流達到規(guī)定值時，能使觸頭斷開的機械開關電器[1]。其分類種類眾多，包括電流型漏電斷路器和電壓型漏電斷流器。有關電源電壓故障可以分斷故障的漏電斷路器和電源電壓故障不能分斷線路的漏電斷路器，電流故障類型有AC型和A型之分。其中AC型主要是針對交流漏電電流起保護作用，對于線路中出現直流電流漏電不會起作用。A型漏電斷路器則對交流漏電電流和直流脈動漏電電流都會起到保護作用。A型斷流器與AC型斷路器保護性相比，更加全面和安全。漏電電流主要會引起人的觸電傷亡，所以世界各國對于漏電斷路器的推廣和使用都比較重視。在國外A型漏電斷路器是必須使用的，國內對于直流漏電電流還不太重視，所以在國內AC型漏電斷路器的使用還比較流行。相信今后A型漏電斷路器會逐步在市場上得到重視，取代AC型漏電斷路器的市場主流位置。

在實際電路中各種保護電器數量眾多，由于實際線路會用到多級保護，本線路擁有漏電斷路器保護的同時，在前一級也會有漏電斷路器進行保護，這就出現了S型漏電斷路。它具有延時功能，在實現多級保護同時，也可以實現選擇性保護等功能。在實際工作中，由于AC型漏電斷路器1P+N型更加貼近民用漏電斷路器，因此本文僅對這一類型斷路器進行主要分析。

漏電斷路器在分類上一般分為電流型漏電斷路器和電壓型漏電斷路器。電流型漏電斷路器一般又分為電子式漏電斷路器和電磁式漏電斷路器。目前市場上的漏電斷路器主要是電子型，即泄露電流的檢測功能，主要由電子元件檢測完成，信號傳送到電子板進行分析判斷，從而驅動執(zhí)行機構分斷故障線路。與之對應的還有一類是電磁式漏電斷路器，目前國外不允許使用電子式漏電斷路器，因此電磁式漏電斷路器在國外比較普遍。國內則廣泛使用電子式漏電斷路器。電子式漏電斷路器與電磁式漏電斷路器相比，造價成本比較低，性價比高，但容易受到電磁干擾。電磁式漏電斷路器主要靠其內部的零序互感器檢測漏電電流，當穿過其內部的電流矢量和不為零時，就會驅動執(zhí)行機構切斷故障電路。電磁式漏電斷路器不受電源電壓的影響，絕緣耐壓能力強，受電源電壓影響小，不容易受到電磁干擾，穩(wěn)定性高。電子式漏電開關則需要電源電壓，當電源電壓發(fā)生故障時（電源缺相或者電源過壓欠壓等情況），可能無法起到漏電保護功能。電磁式漏電斷路器具有較強的抗干擾能力，可靠性高，動作功能也不會受到電源影響。電子式漏電開關結構簡單，便于調整漏電參數，但是比較容易受到干擾，同時也受電源電壓影響。

2 用途及試驗方法

電流型和電壓型這兩種漏電斷路器一般適用于不同的線路中，為實現漏電斷路器對人身的保護，應區(qū)別選用漏電斷路器。供電系統(tǒng)一般分為3種類型，電源中性線不直接接地或者通過阻抗接地稱為IT系統(tǒng)；中性點直接接地的TT系統(tǒng)，同時引出中性線，即常見的三相四線制電源；中性點也接地，在引出了中性線的同時，引出PE線組成PEN線的TN系統(tǒng)。電流型漏電斷路器適用于變壓器中性點接地線路中。當發(fā)生人員觸電情況時，線路中的三相電流與N相電流的矢量和不為零，漏電開關的零序互感器會檢測出電流信號，從而驅動執(zhí)行機構動作，切斷危險線路。電壓型漏電斷路器則適用于變壓器不接地的配電系統(tǒng)中，當人員發(fā)生觸電時，變壓器的零線會出現一個瞬時的高電壓，從而觸發(fā)漏電開關的動作。為此，國家標準GB16917中的分標準中，將與電源電壓有關和與電源電壓無關兩部分區(qū)分開來。

在新國家標準中，要求在實際負載下進行試驗IΔt特性試驗,并且使泄露電流和工作電流之和小于相應型號斷路器（C型、B型或者D型斷路器，這3種斷路的瞬時脫扣和熱脫扣特性不同）過流瞬時脫扣范圍的下限。C型斷路器適用于感性負載和通用的照明電路，一般適用于家庭和學校。B型斷路器適用于純阻性負載和電感比較低的線路中。D型斷路器一般適用于感性負載和具有較大沖擊電流的線路中，一般適用于電機負載例如工廠企業(yè)。在老標準中允許在空載情況下進行漏電斷路器的泄露電流試驗。當漏電開關斷路器試驗時，在無載情況下對漏電斷路器分別通過 IΔn、2IΔn 和 5IΔn，檢查漏電開關的準確動作性。對于擁有多個頻率的漏電斷路器，還要求在最低和最高頻率下分別進行試驗。試驗項目分別包括:（1）當剩余漏電電流平穩(wěn)緩和地增加時，測量漏電斷路器是否正確動作，檢測使漏電斷路器動作的泄露電流，使泄露電流小于人體的觸電電流，從而實現保護線路功能。為此國家標準做出了相應規(guī)定。試驗中，即閉合漏電開關并平穩(wěn)增加泄露電流，從而觸動漏電斷路器動作，測量泄露電流。（2）當線路中出現泄露電流，在線路中閉合漏電斷路器，漏電斷路器檢測出泄露電流從而分斷開關。試驗中，即試驗線路首先調試好試驗電流，最后再閉合漏電開關，檢測漏電開關的動作時間，國家標準規(guī)定要求分別測量5次，每次動作時間要小于相應規(guī)定時間。目的是為了測量漏電斷路器的穩(wěn)定性，考察開關漏電模塊的準確性。（3）在穩(wěn)定運行的線路中突然增加泄露電流，原來處于閉合位置的漏電開關檢測出泄露電流并切斷故障。試驗中即先調節(jié)線路，使試驗線路中電流等于泄露電流，然后斷開配試開關，保持漏電開關處于閉合位置，再閉合配試開關，從而測量動作時間。為了滿足市場對于漏電保護選擇保護功能的需要，漏電開關斷路器出現延時動作型號，對于S型漏電斷路器還進行了補償試驗。（4）當使用出現5IΔn和500A之間的剩余電流值時，驗證漏電斷路器的動作可靠性。新標準中為了更加真事地模擬實際情況，要求漏斷路器還要在實際有載負荷的線路上進行上述試驗，目的是盡量模擬實際線路中遇到的情況。例如，實際線路中不可避免地會遇到高次諧波、線路電源波動等影響，這些都會引起漏電斷路器的誤動作。為此新國家標準要求增加這部分試驗項目。

一般漏電開關在進行動作特性試驗時，都會對環(huán)境溫度做出要求。漏電斷路器由微型斷路器和漏電檢測模塊組合而成。由于微型斷路器擁有空心線圈和雙金屬片等熱敏感元件，溫度的變化會改變漏電斷路器的內阻，影響漏電斷路器的載流能力，從而導致漏電斷路器的實際額定電流發(fā)生變化。因此國家標準規(guī)定，分別在20℃基準溫度、極限溫度-5℃和40℃進行試驗，同時在試驗時要求漏電開關達到熱穩(wěn)定后再進行相應動作特性試驗。從日常試驗過程中對漏電斷路器的測量數據可以看出，兩個溫度下的動作特性略有不同，但偏差還是微弱的。漏電開關達到熱穩(wěn)定的目的是使漏電斷路器的內阻達到穩(wěn)態(tài)，從而測量漏電斷路器的準確動作特性。

標準中，對于動作功能與電源電壓有關的RCBO又單獨列出了一條分條款，即調整電源的倍數，分別為1.1倍和0.85倍，目的是試驗電源電壓變化時，漏電斷路器可以正常動作分斷漏電電流。電壓性漏電斷路器結構較為復雜，內部有檢測電路、中間放大電路和執(zhí)行結構[2]，主要是為了檢測電源電壓。當電源電壓大于其內部的基準電壓時，就會觸動執(zhí)行機構，斷開漏電電路。國標9.9.1.5模擬的這種特殊的試驗條件就是為了檢測電壓型漏電斷路器的動作特性。

3 結束語

本文介紹了漏電斷路器的種類、產品用途，以及根據國家標準進行的動作特性試驗項目。隨著低壓電氣以及電子器件日新月異的發(fā)展，漏電開關也會隨之發(fā)展，國家標準也會向著更嚴格、更可靠的方向不斷更新。