漏電保護(hù)開關(guān)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的局限性
漏電保護(hù)開關(guān)目前在建筑電氣領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為有效地防止電氣火災(zāi)和保護(hù)人身安全發(fā)揮了很大的作用。漏電保護(hù)開關(guān)從最初的備受爭議到現(xiàn)在為業(yè)界廣泛接受，一方面是因?yàn)槲覈?guī)范的完善，另一方面也是因?yàn)楫a(chǎn)品本身質(zhì)量的提高和可選擇范圍的加大。
[摘要]我國現(xiàn)時(shí)廣泛采用的電子式漏電保護(hù)開關(guān)，在供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)有拒絕動(dòng)作的可能，可靠性比電磁式漏電保護(hù)開關(guān)低。
[關(guān)鍵詞]電子式漏電保護(hù),電磁式漏電保護(hù),電位差,TN-C-S系統(tǒng),TN-S系統(tǒng)
漏電保護(hù)開關(guān)選擇的正確與否，也直接影響到設(shè)計(jì)的效果與用電的安全。實(shí)際應(yīng)用中，有設(shè)置了漏電保護(hù)開關(guān)起不到作用的情況，也有因?yàn)槁╇姳Ｗo(hù)開關(guān)未設(shè)置，而造成人員傷亡的案例;還有因?yàn)槁╇妱?dòng)作電流設(shè)定不合理給管理和使用造成很大麻煩的情況;另外，也經(jīng)常碰到施工人員由于對(duì)產(chǎn)品不熟悉而造成錯(cuò)接的情況，這些都是我們電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)引起重視的。
漏電保護(hù)開關(guān)分為電子式和電磁式兩種，電子式漏電保護(hù)開關(guān)是我國現(xiàn)階段廣泛采用的漏電保護(hù)開關(guān)形式，其原理是在發(fā)生接地故障時(shí)，主要是利用火線與零線的電位差原理，借助電子線路板運(yùn)算放大器的輔助電壓的變動(dòng)，來起動(dòng)電子感應(yīng)線圈，以實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)的作用;當(dāng)接線端子處電源電壓的故障殘壓過低，能量不足時(shí)，它將拒絕動(dòng)作。下面就電子式漏電保護(hù)開關(guān)在某些特殊情況下，存在拒絕動(dòng)作的情況，談?wù)勲娮邮铰╇姳Ｗo(hù)開關(guān)的局限性。
1.在TN-C-S供電系統(tǒng)中，電子式漏電保護(hù)開關(guān)存在拒絕動(dòng)作的可能性
在我國漏電開關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的一般要求》(GB/Z 6829-2008)中的第8.3.3.3條有如下一段規(guī)定：“對(duì)I△n≤0.03A的剩余電流保護(hù)器，在電源電壓降低到50V(相對(duì)地電壓)時(shí)，如出現(xiàn)大于或等于額定剩余動(dòng)作電流的剩余電流應(yīng)能自動(dòng)動(dòng)作”。
圖1是電子式漏電保護(hù)開關(guān)保護(hù)的一臺(tái)TN-C-S系統(tǒng)供電的電氣設(shè)備，當(dāng)發(fā)生碰外殼接地故障時(shí)，設(shè)接地故障回路阻抗為ZS，則：ZS= ZL+ ZL’+ ZPE +ZPEN
故障電流為：Id= U0/ ZS
= U0/ (ZL+ ZL’+ ZPE +ZPEN)
Id在設(shè)備外殼上產(chǎn)生的接觸電壓為：Ut=Id ( ZPE +ZPEN)
而電子式漏電保護(hù)開關(guān)端子上的電源故障殘壓為：URCD=Id (ZL’+ ZPE)
因此，Ut ≠URCD，漏電開關(guān)越靠近設(shè)備，URCD越小，以至小于50V。而人體接觸電壓則仍為Ut=Id ( ZPE +ZPEN)不變。當(dāng)Ut>50V時(shí)發(fā)生電擊事故而電子式漏電保護(hù)開關(guān)則拒絕動(dòng)作。所以，應(yīng)注意防止電子式漏電保護(hù)開關(guān)的這一拒動(dòng)問題。
2.在潮濕場所內(nèi)，電子式漏電保護(hù)開關(guān)可能出現(xiàn)拒絕動(dòng)作情況
在游泳池、浴室等潮濕或特別潮濕的場所內(nèi)，防電擊的接觸電壓UL不是50V而是24V或12V，此時(shí)，電子式漏電開關(guān)將不能可靠防電擊。在潮濕場所，電氣設(shè)備如碰外殼接地故障而帶低于50V的接觸電壓，例如24V，而URCD也可能低至50V以下，這時(shí)，很可能發(fā)生電擊事故而電子式漏電開關(guān)卻拒動(dòng)。所以，在潮濕場所內(nèi)電子式漏電開關(guān)的應(yīng)用更具局限性。
3.中性線故障斷開時(shí)，設(shè)備在碰外殼接地的情況下，電子式漏電開關(guān)會(huì)導(dǎo)致拒絕動(dòng)作的情況
圖2所示為單相TN-S系統(tǒng)，當(dāng)中性線因斷線或連接不良而導(dǎo)致斷路時(shí)，如果電氣設(shè)備存在碰外殼接地事故，這時(shí)，接觸電壓Ut將為全部PE線上故障電流 Id產(chǎn)生的電壓降，電擊致死危險(xiǎn)很大。但，由于中性線不導(dǎo)通，電子式漏電開關(guān)卻因端子處電源電壓為0而拒動(dòng)，后果將十分嚴(yán)重;對(duì)于TN-C-S系統(tǒng)，情況相同。
4.出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象或操作過電壓，電子元件對(duì)電壓的敏感，造成電子式漏電保護(hù)開關(guān)動(dòng)作的困難
電子式漏電保護(hù)開關(guān)是借助電子線路板運(yùn)算放大器的輔助電壓的變動(dòng)，來起動(dòng)電子感應(yīng)線圈，以實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)的作用，當(dāng)出現(xiàn)雷擊或操作過電壓現(xiàn)象，電子元件對(duì)電壓的敏感，造成電子線路失靈，容易造成漏電保護(hù)開關(guān)拒絕動(dòng)作。
5、出現(xiàn)高頻電磁波，造成提高脫扣電流，容易導(dǎo)致電子式漏電保護(hù)開關(guān)產(chǎn)生誤動(dòng)作，出現(xiàn)頻繁跳閘的情況
結(jié)論：盡管電子式漏電保護(hù)開關(guān)存在一定的局限性，但，由于成本較電磁式漏電保護(hù)開關(guān)低廉很多，現(xiàn)階段在我國還是得到廣泛的應(yīng)用;歐洲發(fā)達(dá)國家普遍采用電磁式漏電保護(hù)開關(guān)，美國、日本等國家則更多采用電子式漏電保護(hù)開關(guān)。歐洲和我國一樣，配電回路采用220V供電電壓;設(shè)備發(fā)生碰外殼接地故障時(shí)，接觸電壓約為110V左右，電擊危險(xiǎn)性較大，因此，歐洲較多采用電磁式漏電保護(hù)開關(guān)，以確保可靠切斷電源。而美國、日本配電回路采用 110V供電電壓，設(shè)備發(fā)生碰外殼接地故障時(shí)，其接觸電壓約為50V，即使電子式漏電保護(hù)開關(guān)不動(dòng)作，電擊致死危險(xiǎn)性也不大，因此，他們大多采用電子式漏電保護(hù)開關(guān)，也是有科學(xué)根據(jù)的。隨著我國人民生活水平的不斷提高，“以人為本”的理念越來越深入人心;如何有效地保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)的安全，越來越為規(guī)范的制定者所重視，相信不久將來，電磁式漏電保護(hù)開關(guān)將會(huì)逐漸替代電子式漏電保護(hù)開關(guān)。
參考文獻(xiàn):
[1]《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)
[2]漏電開關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的一般要求》(GB/Z 6829-2008)
