剩余电流断路器的工作原理是什么(剩余电流断路器是漏电开关吗)

剩余电流动作保护器(RCD)，也常称为漏电保护器；用于多TT系统或本地TT系统，当故障发生时，由于故障电流过小，不能使过流保护装置动作，故RCD作为故障时的附加保护。

在低压电网中安装剩余电流动作保护器（简称为RCD）是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。国际电工委员会通过制订相应的电气安装规程和用电规程在低压电网中大力推广使用剩余电流动作保护器。

一、RCD动作原理

简称剩余电流动作保护器(RCD)，其作用是检测供电电路的剩余电流，与参考值进行比较，当剩余电流超过参考值时，断开被保护电路。

具体原理如下图所示:它的铁芯包裹着一个电气回路的所有载流导体，磁芯中产生的磁通量与瞬间这些导体电流的算术和有关；如果假设在一个方向流动的电流为正(I1)，则在相反方向流动的电流为负(I2)。

I1+I2=0无故障正常电路中，磁芯中没有磁通量，线圈中的电动势为零。接地电流Id通过磁芯流向故障点，但通过大地或TN系统的保护线返回电源。因此，通过磁芯导体的电流不再平衡，电流差在磁芯中产生磁通量。这个电流称为“剩余电流”，这个原理也被称为“剩余电流”原理。

磁芯中产生的可变磁通量在绕组中感应出电动势，使得电流I3流过操作跳闸的线圈。如果剩余电流大于能使跳闸装置动作的电流值，无论是直接操作还是电子或继电器操作，断路器都会跳闸。

二、RCD分类

1.根据检测信号和工作原理分类

可分为电流动作型、交流脉冲型和电压动作型。目前广泛使用的是反映零序电流的电流型剩余电流动作保护装置。

2.根据中间环节使用的部件分类。

可分为电磁式和电子式。我国生产的剩余电流保护装置多为电子式，约占90%。电磁式剩余电流动作保护装置制造成本高，价格高，使用少。

3.根据功能分类

(1)漏电开关。剩余电流动作断路器是一种机械开关装置，用于在正常工作条件下接通、承载和分断电流，在规定条件下剩余电流达到规定值时断开触头。

它不仅能像其他断路器一样接通或断开主电路，还具有检测和判断剩余电流的功能。当主电路发生剩余电流或绝缘损坏时，剩余电流保护开关可根据判断结果开启或关闭主电路。

(2)剩余电流继电器。组合式剩余电流动作保护装置，在规定的条件下，当剩余电流达到规定值时，给出动作指令的电器。

它是一种漏电保护装置，具有检测和判断漏电电流的功能，但不具有直接切断和接通主电路的功能。配合大电流自动开关，可作为低压电网的一般保护或干线公路的剩余电流、接地或绝缘监测保护。

(3)剩余电流保护插座。指能检测判断剩余电流并切断电路的电源插座。灵敏度高，常用于手持电动工具和移动电气设备的保护，以及家庭、学校等民用场所。

4.根据剩余动作电流分类。

(1)高灵敏度型。额定工作电流30mA及以下，灵敏度高，主要用于防止各种人身触电事故。

(2)中等敏感型。30~1000mA属于中等灵敏度，用于防止触电事故和漏电火灾。

(3)低敏感型。大于1000mA为低灵敏度，用于防止剩余电流火灾和监测相对地事故。

5.根据作用时间分类

(1)快速型。快速剩余电流保护装置无人工延时，适用于单级保护或分级保护的末级保护。用于直接接触保护时，其剩余电流小于30mA。选用快速剩余电流保护器，动作时间与动作电流的乘积不应超过30ma·s

(2)延迟型。带人工延时元件的剩余电流保护装置适用于分级保护的一级保护，所以只适用于间接接触式保护，其剩余动作电流大于30mA。延时的最佳值为:0.2s，0.4s，0.8s，1s，1.5，2s。

(3)反时间型。反时限剩余电流保护装置是为了更好地匹配电流-时间曲线而设计的产品。其特点是剩余电流越大，分断时间越短。剩余电流越小，分断时间越长。它适用于直接接触保护。

三、剩余电流保护器的选用要点

1.防止直接接触电击。附加保护只是一种基本的保护措施，不能成为唯一的直接接触保护。此时应选用灵敏度高、动作快的剩余电流保护器，其动作电流不应超过30mA。

2.防止间接接触电击。应与电网的系统接地形式正确匹配。当PEN线经过RCD的电流互感器时，来回故障电流的磁场相互抵消，RCD不能动作。因此，RCD对TN-C系统无效，需要改为TN-S系统、TN-C-S系统或本地TT系统才能使用。对于TT系统，应优先安装剩余电流动作保护器，作为防止触电的保护措施。

3.对于电气火灾的保护，保护器的额定动作电流远大于触电保护。引起电气火灾的最小功率为60～100 w，要求RCD的额定工作电流不大于300mA，以可靠地防止火灾。

4.选择剩余电流动作保护器的类型和技术参数应充分考虑系统容量、线路的正常剩余电流泄漏、应用场所、环境条件、系统接线和运行方式等因素。，并强调正确使用负荷终端保护(如在用户住宅内部安装剩余电流动作保护器)，确保生命和家庭财产安全。

另外，当采用单条出线时，可在低压网络的一次端安装保护，当采用多条馈线时，可在每条馈线端安装保护，负荷集中、容量大的支线可安装在始端，最终形成二级保护或三级保护。

在确定分级保护方式时，应注意各级保护的动作协调，各级剩余电流动作保护器的动作电流、动作时间、延时和附加保护功能应根据当地情况适当选择。

四、额定剩余动作电流的标准值

额定剩余工作电流标准值为6、10、30、100、300、500mA，额定剩余无效电流为额定剩余工作电流标准值的0.5倍；

最大破断时间小于0.3秒，有的厂商承诺可以是0.06秒；

五、RCD额定剩余动作电流值的几个选择要点

(1)额定剩余动作电流值应充分考虑电气线路和设备对地的泄漏电流，必要时可现场测量；

(2)在使用时，应满足

(b)电源侧RCD的额定剩余工作电流应至少是负载侧RCD的3倍；

(c)当(c)TT系统使用RCD时，预期故障电流通常应大于额定剩余工作电流的5倍；

六、泄漏电流的估算

(1)工业与民用供配电设计手册资料:

(2)《住宅建筑电气设计规范》描述资料

(3)施耐德电气装置应用指南数据

当没有更准确的数据时，230V、50Hz电气设备对地的自然泄漏电流可通过以下数值估算:

或单相或三相电路:1.5mA/100m。采暖地板:1ma/kw；传真机、打印机:1ma微机和工作站:2mA；复印机:1.5毫安。

一般终端场所RCD的额定剩余工作电流小于或等于30mA；电流大的时候，比如大于63A、100mA的插座；可以考虑；为降低接地故障引起的电气火灾风险而安装的剩余电流监测或保护装置，其工作电流小于或等于300毫安；；

RCD在现在的家用配电箱中很常见。现行的《住宅建筑电气设计规范》要求，当插座中可能使用移动和手持电气设备时，必须采用RCD作为保护，家庭剩余动作电流多为30mA。