【关键词】剩余电流动作保护器；剩余电流互感器；电流矢量；接地系统

0引言

GB/T 6829—2017定义剩余电流为流过剩余电流保护电器主回路的电流瞬时值的矢量和（用有效值表示）[1]。剩余电流动作保护器（residual currenerated protective devices,RCD）在低压供电系统中对人身触电和漏电火灾等事故起到了有效的防护作用，在各类不同接地制式的低压电网系统中得到广泛应用。

近年来，随着经济的迅猛发展，各种电气设备在生产和生活各个域中的应用越来越广泛，人们与电接触的机会越来越多，触电的可能性越来越大，用电设备导致人员触电伤亡的事件时有发生。为了人身和设备安全，对RCD的使用要求越来越严格。GB/T 16895.1—2008规定了各类接地制式的低压电网系统[2]，各类接地系统的特点和RCD的工作原理限制了RCD在一些接地系统中的应用，且要求其接线方式有严格的规范性。

1 RCD的基本工作原理

RCD一般由剩余电流检测模块和断路器组成，断路器起接通、承载和分断电路的作用，剩余电流检测模块一般由剩余电流互感器、信号放大器、信号判别元件、脱扣执行元件组成。负载线路接入RCD后即穿过了剩余电流互感器，形成一次绕组；剩余电流互感器自带的线圈形成二次绕组。正常工作时，线路中剩余电流为零，即穿过剩余电流互感器的所有线路电流矢量和为零[3-7]，有

式中，Iu、Iv、Iw、In、为各相电流矢量。因此，在剩余电流互感器铁心中产生的磁通矢量和同样为零，故不会在二次绕组中感应出电流，信号判别元件判断线路中没有剩余电流，RCD不会动作；当发生故障使线路中产生正弦或脉动直流剩余电流时，即I_x0005_Δ≠0，在剩余电流互感器铁心中产生的磁通矢量和不为零，此时会在二次绕组感应出电流。当剩余电流在检测范围内时，磁心工作在线性区，二次侧感应电流与剩余电流大小成正比，该电流信号经过信号放大器后，在判别元件中与设定的剩余电流动作标准值对比，当检测到的剩余电流值超过设定值时，判别元件向执行元件发出信号，执行元件驱动断路器动作，切断电源，从而起到漏电保护的作用。

由此可见，剩余电流互感器是整个RCD的核心部件，RCD能否起到漏电保护作用，取决于剩余电流互感器是否正常工作[8-9]。当线路中电流为正弦型或脉动直流型、剩余电流互感器磁心未饱和且工作在线性区时，RCD动作与否取决于穿过剩余电流互感器的所有线路电流矢量和的大小。

2用电负载的电流矢量分析与计算

在RCD性能良好且不考虑电源类型及频率的情况下，RCD能否正常工作，取决于流经其进、出线端的电流矢量和，故用电负载的电流矢量分析对于RCD的应用至关重要[10]。低压供电网可提供单相和三相两种供电方式，其中三相供电时根据负载的分布和接线方式可分为星形联结和三角形联结。

2.1单相供电时负载的电流矢量

图1为单相供电负载接线示意图，无论Z为纯阻性负载还是复阻抗负载，流经负载Z的电流矢量如图1所示，根据KCL定律可得

式中，Il、In分别为负载的相线与中性线电流矢量。式（2）表明，无论负载Z的大小如何，在无电流泄漏的情况下，流经负载的电流矢量和始终为零。

2.2三相供电时负载的电流矢量

路过

鸡蛋

鲜花

握手

雷人