住宅建筑剩余電流保護配合研究

張德圳

（中國石油天然氣管道局有限公司礦區服務分公司，河北 廊坊 065000）

隨著人民美好生活需要的日益增長、國家行業標準不斷提升，標準提升可能引發新的矛盾，需要研究解決。居民住宅供電的應用中，20 世紀90 年代，國家設計規范先后增加了用于防止觸電傷害和防止火災的剩余電流保護，本文主要討論居民住宅剩余電流保護配合問題。

1 住宅剩余電流保護存在配合問題

1.1 其他直接接觸防護措施失效或使用者疏忽時的附加防護

《住宅設計規范(GB 50096-2011)》8.7.2規定：“8.7.2 住宅供電系統的設計，應符合下列規定：除壁掛式分體空調電源插座外，電源插座回路應設置剩余電流保護裝置；”（根據條文解釋，TT 系統所有插座需設置剩余電流保護裝置）。

《低壓配電設計規范（GB50054-2011）》5.1.12 規定：“額定剩余動作電流不超過30mA 的剩余電流動作保護器，可作為其他直接接觸防護措施失效或使用者疏忽時的附加防護，但不能單獨作為直接接觸防護措施。”

作為其他直接接觸防護措施失效或使用者疏忽時的附加防護，一般電源插座回路選擇30mA、動作時間＜0.1s 的剩余電流保護開關，通過反時限設定30mA 保證人身在觸電發生時不至于發生心室顫動引發致命危險。此保護是為了人身安全存在的，下文簡稱防觸電剩余電流保護。

1.2 防止火災發生設定的保護

現行《住宅設計規范(GB50096-2011)》8.7.2 規定：“住宅供電系統的設計，應符合下列規定：每幢住宅的總電源進線應設剩余電流動作保護或剩余電流動作報警。”最早規范是要求每幢住宅安裝漏電保護動作于跳閘的，后來調整為可動作于報警。跳閘與報警各有優劣，本文不予以討論。筆者認為，規范的調整說明每幢住宅建筑使用漏電保護動作與跳閘存在一些問題，本文主要就這些問題剖析、研究，提出解決方案給大家參考。

1.3 防火剩余電流保護與防觸電剩余電流保護設計存在配合問題原因

根據前文所述，設計規范要求一般插座要求設置防觸電剩余電流保護，照明回路、壁掛式分體空調電源插座已被規范排除要求使用防觸電剩余電流保護外，《住宅設計規范(GB50096-2011)》8.7.3 規定：“每套住宅應設置戶配電箱，其電源總開關裝置應采用可同時斷開相線和中性線的開關電器。”戶配電箱只要求同時斷開相線和中性線的開關，也未要求采用防觸電剩余電流保護。這就造成了如果每幢建筑按規定設定不大于500mA 的防火剩余電流保護，一旦戶內照明回路或壁掛式分體空調電源插座發生接地短路或漏電，就會造成整幢建筑停電，且不易查清故障。

2 剩余電流保護設定與配合

2.1 增設剩余電流保護位置

如果建筑設置不大于500mA 的防火剩余電流保護，為防止戶內照明回路或壁掛式分體空調電源插座發生接地短路或漏電，保護誤動作于整幢建筑總開關，可在防火剩余電流保護與戶內照明回路或壁掛式分體空調電源插座間設置剩余電流保護。存在以下幾種增設方案：

（1）戶內照明回路、壁掛式分體空調電源增設剩余電流保護。由于出線保護配合問題出現原因，是國家規范未要求戶內照明回路或壁掛式分體空調電源插座設立剩余電流保護，所以在該回路增設剩余電流保護，并且保護定值與上級防火剩余電流保護配合，可以解決剩余電流保護配合問題。由于戶內照明回路和壁掛式分體空調電源插座回路普遍泄漏電流小，故裝設帶防觸電的剩余電流保護開關一般不會產生誤動，還能起到防止意外觸電作用，同時，也防止了手持式電動工具使用壁掛式分體空調電源插座時，插座無剩余電流保護的觸電風險。因此，推薦采用此種方式解決保護配合問題。但由于戶內開關一般產權歸住戶私有，住戶裝修時，可選擇更換開關，一旦因為某種原因（如安裝空間不足）更換為非剩余電流保護開關，該回路發生的剩余電流故障就會造成整幢樓動作。采用此種方式解決配合問題時，應考慮補充其他措施來解決長期管理問題。

（2）戶內總開關增設剩余電流保護。戶內總開關增設剩余電流保護，如實現良好配合，能實現故障限定在戶內，也可防止故障擴大。但如果照明回路、壁掛式分體空調電源開關回路不設剩余電流保護且故障時，會造成戶內總開關斷電，照明插座同時失電，造成居民生活不便。根據筆者實際經驗，照明燈具故障可能會造成剩余電流保護故障跳閘，如戶內總開關增設剩余電流保護，照明、插座同時失電，可能造成居民不便。此方案是第一個方案的替換方案，既有建筑改造配電箱位置不足，為節約成本可考慮此方案。

（3）運維分界點處增設剩余電流保護。供電公司或物業公司與居民住戶運維有分界點，這個分界點一般在計量表處，分界點以下線路和設施運維責任歸居民住戶所有，在運維分界點設置剩余電流保護容易區分責任，避免影響其他無故障用戶。

（4）單元開關等處增設剩余電流保護。在下文提到保護定值整定需要增加保護層級時，可分區增設剩余電流保護，分區可設立在樓總箱單元開關或單元箱總開關等處。

2.2 保護定值要求

防觸電剩余電流保護的保護限定值來源于人體安全電流要求，限定值30mA，0.1s。由于設定已足夠小，生產設定更靈敏的開關產品會增加成本且容易誤動，所以防觸電保護限定值一般是統一的，無法通過改變整定值來實現防觸電保護配合。防火剩余電流電流來源于易產生火災的漏電電流限定，500mA 的動作值不能突破，但存在小于500mA 動作值的開關。根據《民用建筑設計規范GB51348-2019》對“電氣火災監控系統的剩余電流動作報警值宜為300mA”的條文解釋，“剩余電流式電氣火災監控探測器動作報警值300mA 是引自《低壓電氣裝置第4-42 部分：安全防護、熱效應第422 節火災特別危險場所的防護措施》IEC 60364-4-42-422 火災防護的規定，泄漏電流達到了這一數值就可能會引起火災，因此建議報警值為300mA”。所以500mA 是保護定值上限，但不是保護定值的最佳值，保護定值的最佳值在300mA 及以下。防火漏電與防觸電剩余電流間配合不存在問題，防火剩余電流間配合可以采用電流配合和時間配合，保證繼電保護不誤動要求即可。

由于良好線路存在很小的正常漏電電流，電器設備本身也存在正常泄漏電流，同時，線路和電器設備啟動時也存在涌流。當整幢建筑擁有正常泄漏電流、涌流的設備、線路過多時，正常泄漏電流和涌流積累可能超過300mA，可能需要500mA 保護定值來實現。對于涌流，因為送電時才出現，如果能用時限配合解決盡量采用時限定值配合躲過誤動，時限無法配合時才考慮電流定值配合。整幢建筑采用500mA 保護定值時，建議分區塊設立保護，使各區塊處于300mA 及以下剩余電流保護定值的保護下，以保證大部分線路的泄漏電流不高于300mA。區塊的設定可以在各單元、運維分界點，根據實際現狀決定，但分級不宜太多。

對既有建筑的整定配合，要經過精確估算，防止老舊線路的非泄漏電流納入正常泄漏電流中予以保護排除。

3 未來展望

3.1 建議廠家增加防火剩余電流開關動作時間級數

從保護原理上講，防火剩余電流保護是為了防止電纜老化泄漏電流引發電氣火災，而電纜老化是長期的過程，不需要防火漏電實現非常快速的反應。而在實際應用過程中，保護定值必須躲過合閘涌流，否則，容易出現保護誤動。如果整定時間不能躲過涌流，就必須加大整定電流，可能造成保護定值超過300mA 或500mA。當定值超過500mA 時，就不能作用于跳閘了，只能采用監視的做法，而監視的反應速度會明顯比跳閘慢很多，所以，建議廠家考慮防火剩余電流開關的保護定值時間增長、級數增多給應用更多的選擇。

3.2 基于網絡化、智能化防火剩余電流保護未來可期

社會發展、信息化進步，造成信息化產品可靠性增高、成本降低，家用智能插座、智能電器產品不斷推新、完善，但工業化產品推進遲緩。網絡化可解決孤立元件間的保護配合難題，準確判斷故障來源，通過記錄分析泄漏電流發展過程，智能區分線路老化和正常泄漏電流未來可期。