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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 單相導軌開關電源

剩余電流動作保護器應用可靠性調查

發布日期：2022-07-16 點擊率：87

剩余電流動作保護器(RCD)包括RCBO(有過流保護)和RCCB(沒有過流保護)，它們對低壓系統的電氣安全具有重要意義。RCD是TT系統間接接觸防護的必要保護器件，在TN和IT系統中也推薦采用，并能防止小接地故障電流引發的電氣火災。額定剩余動作電流不大于30mA的RCD構成直接接觸防護和故障防護的附加防護。因此，RCD的可靠性顯得特別重要。

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1、研究情況
意大利曾對使用中的約30家不同歐洲制造商生產的大約21000個RCD進行過調查分析，涉及1970年至1990年安裝在住宅建筑、工業區、農業場所、公共和商業服務等場所。分析的目的是改善RCD的安裝、操作和測試等要求。

2、數據分析
一個重要指標是平均故障率(即故障RCD與測試RCD的比率)，比較各種安裝條件下的故障率，可以確定每個變量對整體故障率的影響。當RCD安裝在室內，沒有太陽輻射、液體、灰塵、振動、鹽漬和腐蝕性大氣時，被認為是“正常條件”。安裝在住宅內的RCD(總數9737)故障率為7.1%；安裝在非住宅場所的RCD故障率較高，為7.6%，主要是由于環境條件更為惡劣所致。

①質量標志
無質量標記的RCD(有質量標記指根據國際標準制造)故障率較高。在住宅場所中，該比例從4.4%(有標記)升至8.4%(無標記)；在非住宅場所中，該比率從5.5%升至8.7%。在這兩類樣本中，具有質量標記的RCD約占總數的34%。

與室外安裝的RCD相比，室內安裝的RCD的質量標志對故障率的影響更大。在非住宅場所中，故障率從4.3%(有標志)升至8.1%(無標記)。而室外安裝的RCD故障率從10.39%(有標志)升至11.7%(無標記)。

這意味著，有質量標記的RCD，如果安裝在室外，其故障率增加了一倍以上(4.3%對10.39%)。對于沒有質量標記的RCD，差異沒那么明顯(從8.1%對11.7%)，原因是其故障率本身就很高。

②安裝位置(室外/室內)
安裝在室外的故障率高于室內。非住宅場所室外安裝的RCD故障率為11%。在建筑工地上，室內外故障率沒有很大的差異(約8%)，原因是RCD通常從一個建筑工地搬到另一個建筑工地，或者在同一建筑工地移動，室內和室外的差別并不明顯。

③暴露于液體
潮濕環境會降低RCD的可靠性。在住宅中，故障率從6.7%(符合IP等級且非潮濕環境)轉到10.0%(符合IP等級但存在水汽)；在非住宅場所中，它從6.4%轉至8.7%。如果RCD考慮安裝在非住宅場所，IP防護等級符合要求的RCD平均故障率為6.9%，IP防護等級不符合要求的平均故障率為2I.7%。
表1 RCD故障率與安裝類型關系
注：每個表格最上方數據為故障RCD與正常RCD的比值。第二行為故障率，第三行是95%顯著水平置信區間。

④安裝年限(年)
在比較不同安裝時間的RCD故障率時，可靠性應慎重對待。事實上，安裝時間越長，RCD故障就越多，見圖1。僅1989年安裝在非住宅場所并于1990年測試的RCD故障率為3.2%。

圖1 RCD故障率與安裝年限的關系

奧地利對4818個斷路器進行過現場調查，用數百安培進行測試，未發現被測試的斷路器有故障。即使考慮到RCD比正常的斷路器更復雜，更容易發生故障，RCD故障率還是太大了。

⑤安裝場所
在農業、場地地和手工藝品車間安裝的RCD故障率分別為13.8%， 11.1%和10.69。明顯高于非住宅場所的平均故障率7.6%。

⑥RCD不期望的跳閘
通常，RCD在I△n/2時的跳閘概率為：住宅1.2%，非住宅1.5%。一般情況，RCD跳閘是由于總接地泄漏電流超過I△n/2，且RCD動作靈敏度較高。顯然，這種跳閘是不期望的。

眾所周知，由大氣過電壓(間接雷擊)引起的過電壓可能會導致RCD跳閘，住宅場所跳閘幾率為7.2%，在非住宅場所為4.7%。

⑦測試設備
如果每月按一次測試按鈕，故障率將大大降低，見表2。因此，用戶應遵循制造商的說明，至少每月操作一次RCD測試按鈕。

表2不同的故障率

正如預期的那樣，大多數RCD被發現在0.6~0.8I△n之間跳閘，這是制造商為避免不期望的跳閘而不得已的選擇。

3、結論
工業項目中的斷路器(不大于600伏)年故障率僅為0.4%，相對來說，RCD的可靠性確實較低。目前，RCD明顯提高了低壓電氣裝置的電氣安全；但與其他保護裝置相比，其可靠性仍有待提高。提高RCD的可靠性，有必要做到以下方面：
①在制造商方面，提高剩余電流繼電器的可靠性；
②在選擇和安裝RCD時，應考慮到環境影響；
③在用戶方面，應至少每月操作一次測試按鈕。

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