A型RCD 剩余电流断路器

日新月异的发展时代，我们身边的电器已从原来的白炽台灯和电风扇进化成LED灯和变频电冰箱，这些设备发生接地故障时，系统流过的故障电流可能是一个脉动的直流电流或是一个叠加直流电流的交流电流，此时诞生在50年前的AC型RCD已不能对这些电流供完美的保护

1.无论电磁式RCD或电子式RCD， AC型RCD一般均采用半波鉴别剩余电流的方式，因为剩余正弦工频交流故障电流是连续的故障电流，所以采用半波鉴别剩余电流的方式仍能保证RCD的保护功能。但对于经整流后的剩余脉动直流故障电流，故障波可能是正半波或负半波，故AC型RCD可能有50%的半波剩余脉动故障电流不能进行有效的保护。

 

图1.
 

2. AC型RCD采用剩余电流互感器通常为低磁通交流互感器，由于磁通和磁滞的影响，在下类因素的剩余故障电流作用下，这类互感器在2次侧产生的剩余故障电流幅值很小或相位移动：

-非零导通角产生的剩余电流

 

图2示意分析了可控硅在90o时，互感器的二次侧感应电流波形，从此波形可以看出与普通工频剩余电流之间的差异

 

图2.

 

低频故障电流产生的磁通大，而高频故障电流产生的磁通小，二次侧输出电流小，这些都不利于互感器二次的正确显示剩余故障电流。而对于平滑直流故障，普通的交流互感器则不能在2次侧产生连续的故障电流。
 

上述分析可见AC型RCD不能甄别A型RCD要求的低磁势产生的剩余故障电流及平滑直流剩余电流，故不能对工频交流故障以外的剩余电流故障提供可靠的保护。

 

 

GB16916.1(IEC61008-1)等产品标准依据实际使用中可能出现的危险，定义了AC和A特性的试验条件。下表展示了用于人身电击保护的30mA产品的AC和A特性RCD在不试验条件下的动作电流范围。A型RCD在满足AC型RCD保护特性的基础上，对正负半波的脉动直流或包含一定直流分量的故障电流进行保护。可见A型RCD可以为今天电子时代的新家用电器提供基本保护。

 

图3.

 

选用A型RCD不会带来高昂的成本

 

数字电子技术的发展，电子型RCD可进一步降低高磁通剩余电流互感器的能量输出的要求，并保证判断输出量化精度，降低产品的调试制造和自身成本。和电子技术的发展一样，电子式RCD产品的发展经历分立元件，通用集成电路，专业集成芯片，到今天的可编程数字技术的不同的发展阶段。由于专用数字芯片的使用，外围元件的减少和线路板加工手段的提高，极大地降低了电子式RCD自身的故障发生可能性，其产品的可靠性有了极大的提高。今天A型RCD的产品价格已和AC型RCD处于同一价格区间内。同时针对末端保护的RCD产品也逐步小型化也方便了A型RCD产品的普及，如西门子最新的单模数及过电流保护和剩余电流故障保护为一体的5SV9系列剩余电流断路器，可对系统中的过载、断路和含有直流分量的接地故障提供完美的保护。

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图4.

 

普通的AC型RCD已不能适应现代生活中对接地故障防护的要求。新技术的发展也为按系统和负荷正确选用合适的RCD替代AC型RCD创造了机遇，就我国目前现状况选用安装A型剩余电流保护产品可对交流配电系统的各类接地故障进行可靠的保护。